Методы астрофизических исследований

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

1) Астрономические исследования проводятся в научных институтах, университетах и обсерваториях. Обсерватории обычно специализируются на проведении определенных видов астрономических исследований. В связи с этим они оснащены различными типами телескопов и других приборов, которые предназначены, например, для определения точного положения звезд на небе, для изучения Солнца или решения других научных задач.

2) Состоят изантенны ичувствительного радиоприёмника . После того как было обнаружено космическое радиоизлучение, для его приема были созданы радиотелескопы различных систем. Антенны некоторых радиотелескопов похожи на обычные рефлекторы. Они собирают радиоволны в фокусе металлического вогнутого зеркала. Другие радиотелескопы представляют собой огромные подвижные рамы, на которых параллельно друг другу укреплены металлические стержни или зеркалом, спирали. Приходящие радиоволны возбуждают в них электромагнитные колебания, которые после усиления поступают в очень чувствительную приемную радиоаппаратуру для регистрации радиоизлучения объекта. сть радиотелескопы, состоящие из системы отдельных антенн, удаленных друг от друга (иногда на многие сотни километров), при помощи которых производятся одновременные наблюдения космического радиоисточника. Такой способ позволяет узнать структуру исследуемого радиоисточника и измерить его угловой размер, даже если он во много раз меньше одной угловой секунды.

3) Наиболее ценные и разнообразные сведения о телах позволяет получить спектральный анализ их излучения. Этим методом можно установить качественный и количественный химический состав светила, его температуру, наличие магнитного поля, скорость движения по лучу зрения и многое другое. Для получения спектров применяют приборы, называемые спектроскопом и спектрографом.В спектроскоп спектр рассматривают, а спектрографом его фотографируют. Фотография спектра называется спектрограммой. Как известно, свет распространяется в виде электромагнитных волн. Каждому цвету соответствует определенная длина электромагнитной волны. Длина волны света уменьшается от красных лучей к фиолетовым

4) Излучение небесных тел не доходящее до земной поверхности исследуется искусственными спутниками, орбитальными научными станциями, также с автоматических межпланетных станций.

5) Излучение проходящее сквозь земную атмосферу изучают с земли телескопами

Принцип работы телескопа заключается не в увеличении объектов, а в сборе света. Чем больше размер главного светособирающего элемента - линзы или зеркала, тем больше света в него попадет. Важно, что именно общее количество собранного света в конечном счете определяет уровень детализации видимого

2 Основных вида это:

Рефракторы(линзовые)телескоп в котором линзы преломляют световые лучи. Имеет Линзовый объектив и окуляр. Объектив создаёт действительное уменьшенное обратное изображение бесконечно удалённого предмета в фокальной плоскости. Это изображение рассматривается в окуляр как в лупу.

Рефлектор(зеркальные)телескоп в котором зеркало отражает лучи. Основным элементом рефлектора является зеркало – отражающая поверхность сферической, параболической или гиперболической формыОбращенная к глазу наблюдателя оптическая система называется окуляром.

Радиоинтерферометр — инструмент для радиоастрономическихнаблюдений с высоким угловым разрешением, который состоит, как минимум, из двух антенн, разнесённых на расстоянии и связанных между собой кабельной линией связи. Сигналы, принимаемые антеннами от источника радиоизлучения, подаются по линии связи на вход общего приёмного устройства, где они анализируются и регистрируются

Используются для измерения тонких угловых деталей в радиоизлучении неба^. В частности, с их помощью получают особо точные координаты и угловые размеры астрономических объектов, а также радиоизображения небесных тел с высоким разрешением

Вопрос 25 ( парагаф 20)

Солнце-источник жизни на Земле. Это — одна из звёзд нашей Галактики и единственная звезда Солнечной системы.

Шарообразное, представляется нам светящимся диском. Видимая поверхность солнца называется фотосферой, радиус которой считается радиусом Солнца. На фотоснимках в фотосфере видны тёмные пятна, можно заметить их перемещение, что указывает на движение вокруг своей оси Солнца. Его масса в 330 тысяч раз превышает массу планеты Земля. На поверхности Солнца температура равна примерно 5500°С, но в его центре она достигает 14 миллионов градусов. В солнечном ядре происходит превращение водорода в гелий с выделением огромного количества энергии . Солнце-это огненный газовый шар(Водород>70,Гелий >20%)который излучает энергию. Солнце является центром целой системы планет. Вокруг него совершают вращение 9 планет, их спутники, а также кометы и метеориты.

Пятна на Солнце – очевидный признак его активности. Это более холодные области фотосферы. Ядро солнца самое горячее и там и происходят термоядерные реакции.

Вопрос 26

Температура фотосферы уменьшается от 8000 К на глубине 300 км до 4000 К в самых верхних слоях. Температура же того среднего слоя, излучение которого мы воспринимаем, около 6000 К. Температура пятен около 3500 К, поэтому на ярком фоне фотосферы (с температурой около 6000 К) они кажутся темнее.

Солнце нельзя считать полностью стабильной звездой, оно постоянно меняет силу излучения, тем самым проявляется солнечная активность. Причины этой активности находятся в глубинах нашей звезды и определяются совокупностью нестационарных процессов, которые возникают и развиваются в глубинных областях звезды.

Те области фотосферы, где выходят сильные магнитные поля, и являются солнечными пятнами. Они выделяются потемнениями на общем фоне поверхности. Это вызвано тем, что магнитное поле подавляет конвективные движения вещества, поэтому снижается поток переноса тепловых энергий.

Солнечные вспышкиТак называется процесс выделения энергии в солнечной атмосфере. Он имеет взрывной характер. Вспышки затрагивают все слои атмосферы. Они бывают и в фотосфере, и в хроносфере, и в солнечной короне. За несколько минут вспышки высвобождается энергия

Корональные выбросы Из солнечной короны происходит выброс вещества посредством энергии, накопленной в активных областях звезды. Выброс состоит из плазмы, содержащей электроны и протоны с незначительным количеством кислорода и гелия. Внешне выброс выглядит, как гигантская петля. Её основания – одно или оба – сцеплены с солнечной атмосферой. Высокое магнитное поле при этом представляется скрученными в жгут силовыми линиями.

Протуберанцы Магнитное поле Солнца поднимает и удерживает над поверхностью более плотные и холодные (по отношению к короне) слои вещества.

Воздействие на человека: магнитные бури, воздействующие на работу некоторых приборов, да и на организм человека. Солнечная активность влияет на возникновение заболеваний. Особенно явно это проявляется в сердечно-сосудистых заболеваниях Нервные заболевания учащаются и обостряются. Человек быстрее утомляется, а количество дорожных происшествий увеличивается. Это происходит из-за влияния магнитных бурь на биоритмы мозга человека.

Воздействие на природу:

Животный и растительный миры тоже зависимы от солнечной активности. Именно в их высшие значения саранча собирается в полчища, а рыбы увеличивают свою численность. Даже популяции соболей, когда активность Солнца на пике, растут. Мировой океан изменяет свою температуру в зависимости от активизации светила. И это влияет на развитие морских растений и планктона. Всплески солнечной активности вполне способны отрицательно повлиять на функционирование систем связи, линий электропередач. Нарушаются системы навигации авиационных и космических объектов, возникают вихревые токи в трансформаторах и проводниках.

Вопрос 27.

Строение Солнца:

Ядро (Т=15*10⁶К)

Фотосфера (Т=6000К)

Хромосфера

Корона (Т=10⁶К)

Единственным приемлемым источником энергии Солнца являются термоядерные реакции синтеза химических элементов.

Для протекания ядерных реакций необходима температура в несколько миллионов кельвинов, при которой участвующие в реакции частицы с одинаковым электрическим зарядом смогли бы получить достаточную энергию для взаимного сближения, преодоления электрических сил отталкивания и слияния в одно новое ядро. Именно такие реакции протекают в недрах Солнца.

При термоядерных реакциях (синтеза гелия из водорода наряду с выделением энергии) происходит рождение элементарных частиц- нейтрино, практически не задерживающихся веществом. Возникая в недрах Солнца и распространяясь со скоростью света, они покидают поверхность Солнца и через 8 мин достигают Земли.

Вопрос 28.

Основные характеристики звёзд:

светимость (полное количество энергии, излучаемое звездой в единицу времени (L),
температура поверхности, цвет, спектр
масса,
радиус.

Вопрос 29.

Светимость и поверхностная температура звезд зависят от их массы, поэтому принадлежат к различным спектральным классам. Зависимость между спектральным классом и светимостью можно представить в виде диаграммы «спектр-светимость» (Герцшпрунга-Рессела).

Большинство звезд на диаграмме лежат в пределах четко выраженной полосы, простирающейся от левого верхнего до правого нижнего угла, которая называется главной последовательностью. Чем больше масса звезды, тем больше ее светимость и тем выше она находится на главной последовательности.

( В левой верхней части главной последовательности находятся массивные горячие звезды спектрального класса O, которые в десятки тысяч раз превышают по светимости Солнце. Такие звезды называют горячими сверхгигантами. По мере уменьшения температуры светимость звезд падает. Затем полоса главной последовательности проходит через область, где находятся похожие на Солнце звезды класса G. И наконец, главная последовательность опускается к нижней правой части диаграммы. Здесь находятся звезды класса M и L с малой массой и относительно низкой температурой. Эти звезды называют красными карликами. )

К звездам главной последовательности относятся хорошо известные звезды - Сириус (α Большого Пса), Вега (α Лиры), наше Солнце. Звезды с относительно низкой температурой фотосферы (3 ÷ 5 · 10³ К) и светимостью в 100-1000 раз большей светимости Солнца образуют последовательность красных гигантов. К данной последовательности относятся, например, Арктур (α Волопаса), Альдебаран (α Тельца).

В верхней части диаграммы «спектр-светимость» располагается последовательность сверхгигантов. Это звезды с очень высокой светимостью, низкой плотностью, в десятки и сотни раз большими диаметрами, чем у Солнца. К сверхгигантам причисляют звезду Бетельгейзе (α Ориона).

В левой нижней части диаграммы расположены горячие звезды слабой светимости - последовательность белых карликов. Их размеры сравнимы с размерами Земли, а массы близки к массе Солнца. ( Сириус Б-спутник Сириуса)

Вопрос 30.

Бе́лые ка́рлики — проэволюционировавшие звёзды с массой, не превышающей предел Чандрасекара (максимальная масса, при которой звезда может существовать как белый карлик), лишённые собственных источников термоядерной энергии.

Нейтронная звезда- очень быстро вращающееся тело, образовавшееся в результате вспышки (взрыва) сверхновой звезды (которое состоит, в основном, из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой (∼1 км) корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов.(масса сравнима с массой Солнца))

Чёрная дыра- область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. (Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер — гравитационным радиусом)

Двойная звезда, или двойная система — система из двух гравитационно связанных звезд, обращающихся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс.

КРАТНЫЕ ЗВЕЗДЫ — системы, содержащие несколько звезд, обращающихся вокруг общего центра масс поддействием гравитационных сил

(Затменно)- Переме́нная звезда́ — звезда, яркость(блеск) которой изменяется со временем в результате происходящих в её районе физических процессов и её двойственной природы.

Вопрос 31.

Из-за высокой плотности атомы внутри белых карликов раздавлены, электроны не связаны с ядрами и ведут себя независимо от них. В отличие от других звёзд термоядерные реакции в недрах белых карликов не протекают. Их недра состоят из ядер гелия и других тяжелых элементов. Эти звезды светят за счет запасов тепловой энергии, выработанной в процессе предыдущих этапов эволюции

Преде́л Чандрасе́кара — верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик. (Если масса звезды превышает этот предел, то она становится нейтронной звездой. В зависимости от химического состава белого карлика значение предела Чандрасекара варьируется в диапазоне от 1.38 до 1.44 солнечных масс.)

Вопрос 32.

Пульса́р — космический источник радио-, оптического, рентгеновского и/или гамма- излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков.

Нейтронная звезда- это сверхплотное ядро мертвой звезщды, оставшееся после взрыва сверхновой звезды. (очень быстро вращающееся тело)

Пульсирующие переменные звёзды- особый класс переменных звёзд, которые меняют свой блеск при пульсациях и изменениях температуры поверхности.

Цефеи́ды — класс пульсирующих переменных звёзд с довольно точной зависимостью период—светимость, названный в честь звезды δ Цефея.

Пульсации цефеид проявляются не только в изменениях блеска. Взаимосвязь периода переменности цефеид и их светимости: чем больше период переменности, тем больше светимость.

Вопрос 33.

Новые звезды- звёзды, светимость которых внезапно увеличивается в ~10³—10⁶ раз (в среднем увеличение светимости — в ~10⁴, блеска — на ~12 звёздных величин).

или

Новые звезды- это звезды, блеск которых внезапно увеличивается в тысячи и миллионы раз за несколько суток, после чего их блеск ослабевает до первоначального блеска в течение года и более

Сверхновая звезда — феномен, в ходе которого звезда резко меняет сво яркость с последующим сравнительно медленным затуханием вспышки (это взрыв звезды, при котором большая часть её массы (а иногда и вся) разлетается со скоростью до 10 000 км/с, а остаток сжимается (коллапсирует) в сверхплотную нейтронную звезду или в чёрную дыру)

(Во время взрыва сверхновой звезды её светимость и блеск таких звезд возрастают в десятки и миллионы раз, становятся такими яркими, что могут быть видны невооруженных глазом даже днем и превышать светимость Солнца)

В результате взрыва сверхновой звезды вокруг нее образуется туманность, расширяющаяся с огромной скоростью: как правило, порядка 10 000 км/с. Большая скорость расширения есть главный признак, по которому остатки вспышек сверхновых отличаются от других туманностей, например, планетарных.

Вопрос 34.

Эволюция звезды- последовательность изменений, которым звезда подвергается в течение её жизни, т.е. на протяжении миллионов лет, пока она излучает свет и тепло.

Светимость и поверхностная температура звезд зависят от их массы, поэтому принадлежат к различным спектральным классам, т.е. находятся на различных участках главной последовательности: массивные звезды- выше Солнца, а звезды малой массы- ниже его. Чем больше масса звезды, тем больше ее светимость и тем выше она находится на главной последовательности.

Вопрос 35.

Гравитационный коллапс - быстрое сжатие или распад межзвездного облака или звезды под действием собственной силы тяготения (взрыв), в результате чего образуется нейтронная или черная звезда.

Вопрос 36.

Газ и пыль распределены очень неоднородно, наблюдаются плотные темные области облака пыли. Когда эти плотные облака освещены яркими звездами, они отражают их свет, и тогда мы видим отражательные туманности, как те, что видны в скоплении звезд Плеяды. Если около газопылевого облака имеется горячая звезда, то она возбуждает свечение газа, и тогда мы видим диффузную туманность, например, туманность Ориона.

Спиральные ветви (рукава) - характерная особенность т.н. спиральных галактик, к которым принадлежит и наша Галактика. Ветви содержат сравнительно малую часть всех звезд галактики, но они являются одним из наиболее заметных галактических образований, т.к. в них сосредоточены почти все горячие звезды высокой светимости.

Вопрос 37.

Рассеянные скопления- тесные звездные группы неправильной формы. В каждом звездном скоплении звезды имеют общее происхождение, связаны между собой взаимным тяготением и вместе движутся в пространстве. Рассеянные звездные скопления относят к плоской составляющие Галактики, т.к. они сравнительно молодые и расположены вблизи плоскости Млечного Пути, где концентрируются газ, пыль и молодые звезды.

Шаровые скопления- звездные скопления сферической и эллипсоидальной формы. В состав шаровых скоплений входят десятки и сочти тысяч звезд, в том числе красных гигантов и переменных звезд; там отсутствуют га и пыль. В отличие от рассеянных, шаровые звездные скопления не разбросаны вдоль Млечного пути. Они концентрируются к центру Галактики и образуют гало. Они являются представителями сферической составляющей Галактики.

Вопрос 38.

Наблюдения за орбитами звёзд около центра Галактики показали, что там, в небольшой области, с размерами, сравнимыми с размерами Солнечной системы, сосредоточена невидимая масса, превышающая 4 млн солнечных масс. Т.к. звезда не может иметь такую большую массу, а звездное скопление мы бы видели, ученые предполагают, что это черная дыра огромной массы. Её радиус = 12*10⁹км (почти в 17 раз больше, чем радиус Солнца). Как считают ученые, мощное y-излучение, которое идет из центра Галактики и гигантских пузырей, окружающих его, связано с активностью черной дыры в центре Галактики.

39) Наблюдение за движением звёзд в центре галактики в инфракрасный телескоп

С помощью телескопа Хаббл удалось обнаружить множество звёзд в центре галактики. За ними находится сверхмассивная чёрная дыра и радиоисточник Стрелец А*. В течение 16 лет астрономы отслеживали десятки звёзд. Они вращались вокруг неизвестного центра масс. Именно так учёные пришли к выводу о наличии чёрной дыры.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1047; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!