Dacă copilul tău a ajuns la vârsta „de ce” și te bombardează cu întrebări despre de ce strălucesc stelele, cât de departe este de soare și ce este o cometă, este timpul să-l introduci în elementele de bază ale astronomiei, să-l ajuți să înțeleagă. structura lumii din jurul lui și susține interesul său de cercetare.

„Dacă ar exista un singur loc pe Pământ din care să poată fi văzute stelele, oamenii s-ar aduna acolo în mulțime pentru a contempla și admira minunile cerului.” (Seneca, secolul I d.Hr.) Este greu să nu fii de acord că, în acest sens, puține s-au schimbat pe pământ de-a lungul a mii de ani.

Nefondul și vastitatea cerului înstelat atrage încă în mod inexplicabil opiniile oamenilor,

captivează, hipnotizează, umple sufletul de bucurie liniștită și blândă, un sentiment de unitate cu întregul Univers. Și dacă chiar și imaginația adultă desenează uneori imagini uimitoare, atunci ce putem spune despre copiii noștri, visătorii și inventatorii noștri care trăiesc în lumi de basme, zboară în somn și visează la călătorii în spațiu și la întâlniri cu inteligența extraterestră...

De unde să încep?

Nu ar trebui să începi să te familiarizezi cu astronomia cu „teoria big bang”. Chiar și pentru un adult este uneori dificil să-și dea seama de infinitatea Universului, și cu atât mai mult pentru un micuț, pentru care chiar și propria sa casă este încă înrudită cu Universul. Nu trebuie să cumpărați un telescop imediat. Aceasta este o unitate pentru tinerii astronomi „avansați”. În plus, cu ajutorul binoclului se pot face multe observații interesante. Și este mai bine să începeți prin a cumpăra o carte bună despre astronomie pentru copii, prin a vizita un program pentru copii la un planetariu, un muzeu spațial și, desigur, cu povești interesante și inteligibile de la mama și tata despre planete și stele.

Spune-i copilului tău că Pământul nostru este o minge uriașă pe care există un loc pentru râuri, munți, păduri, deșerturi și, bineînțeles, pentru noi toți, locuitorii săi. Pământul nostru și tot ceea ce îl înconjoară se numesc Univers sau spațiu. Spațiul este foarte mare și oricât de mult am zbura într-o rachetă, nu vom putea niciodată să ajungem la marginea ei. Pe lângă Pământul nostru, există și alte planete, precum și stele. Stelele sunt bile uriașe de foc strălucitoare. Soarele este și el o stea. Este situat aproape de Pământ și, prin urmare, îi vedem lumina și îi simțim căldura. Există stele de multe ori mai mari și mai fierbinți decât Soarele, dar strălucesc atât de departe de Pământ, încât ni se par ca niște puncte mici pe cerul nopții. Copiii se întreabă adesea de ce stelele nu sunt vizibile în timpul zilei. Împreună cu copilul dumneavoastră, comparați lumina unei lanterne în timpul zilei și seara în întuneric. În timpul zilei, în lumină puternică, fasciculul lanternei este aproape invizibil, dar strălucește puternic seara. Lumina stelelor este ca lumina unui felinar: ziua este eclipsată de soare. Prin urmare, stelele pot fi văzute doar noaptea.

Pe lângă Pământul nostru, există încă 8 planete care se învârt în jurul Soarelui, mulți asteroizi mici și comete. Toate aceste corpuri cerești formează sistemul solar, al cărui centru este soarele. Fiecare planetă are propria sa cale, care se numește orbită. „Rima de numărare astronomică” de A. Usachev va ajuta copilul să-și amintească numele și ordinea planetelor:

Acolo trăia un astrolog pe Lună, El ținea socoteala planetelor. Mercur - unu, Venus - doi, trei - Pământ, patru - Marte. Cinci - Jupiter, șase - Saturn, Șapte - Uranus, al optulea - Neptun, Nouă - cel mai îndepărtat - Pluto. Dacă nu îl vezi, ieși.

Spune-i copilului tău că toate planetele din sistemul solar variază foarte mult ca mărime. Dacă vă imaginați că cel mai mare dintre ei, Jupiter, are dimensiunea unui pepene mare, atunci cea mai mică planetă, Pluto, va fi ca un bob de mazăre. Toate planetele din sistemul solar, cu excepția Mercur și Venus, au sateliți. Pământul nostru îl are și el...

Luna misterioasa

Chiar și un copil de un an și jumătate se uită deja cu încântare la Luna de pe cer. Iar pentru un copil mare, acest satelit Pământean poate deveni un obiect de studiu interesant. La urma urmei, Luna este atât de diferită și se schimbă constant de la o „seceră” abia vizibilă la o frumusețe rotundă și strălucitoare. Spune-i copilului tău, sau și mai bine, demonstrează-i cu ajutorul unui glob, o minge mică (aceasta va fi Luna) și o lanternă (aceasta va fi Soarele) cum se învârte Luna în jurul Pământului și cum este iluminată de Soare.

Pentru a înțelege și a reține mai bine fazele Lunii, ține un jurnal de observație cu bebelușul tău, în care în fiecare zi vei schița Luna așa cum este vizibilă pe cer. Dacă în unele zile norii interferează cu observațiile tale, nu contează. Totuși, un astfel de jurnal va fi un ajutor vizual excelent. Și este foarte ușor să determinați dacă Luna crește sau scade în fața dvs. Dacă secera ei arată ca litera „C” – este bătrână, dacă arată ca litera „R” fără băț – crește.

Desigur, copilul va fi interesat să știe ce este pe Lună. Spune-i că suprafața Lunii este acoperită de cratere cauzate de ciocnirile cu asteroizii. Dacă priviți Luna prin binoclu (este mai bine să le instalați pe un trepied foto), puteți observa neuniformitatea reliefului său și chiar craterele. Luna nu are atmosferă, deci nu este protejată de asteroizi. Dar Pământul este protejat. Dacă un fragment de piatră intră în atmosfera sa, arde imediat. Deși uneori asteroizii sunt atât de rapizi încât reușesc totuși să ajungă la suprafața Pământului. Astfel de asteroizi se numesc meteoriți.

Ghicitori cu stele

În timp ce vă relaxați cu bunica în sat sau la dacha, dedicați câteva seri privirii stelelor. Nu este nimic în neregulă dacă copilul își rupe puțin rutina obișnuită și se culcă mai târziu. Dar câte minute de neuitat va petrece cu mama sau cu tata sub imensul cer înstelat, uitându-se la punctele misterioase sclipitoare? August este cea mai bună lună pentru astfel de observații. Serile sunt destul de intunecate, aerul este transparent si se pare ca poti ajunge la cer cu mainile. În august, este ușor să vezi un fenomen interesant numit „stea căzătoare”. Desigur, în realitate aceasta nu este deloc o stea, ci un meteor arzând. Dar tot foarte frumos. Strămoșii noștri îndepărtați s-au uitat la cer în același mod, ghicind diverse animale, obiecte, oameni și eroi mitologici în grupuri de stele. Multe constelații își poartă numele din timpuri imemoriale. Învață-ți copilul să găsească cutare sau cutare constelație pe cer. Această activitate este cea mai bună modalitate de a trezi imaginația și de a dezvolta gândirea abstractă. Dacă tu însuți nu ești foarte bun la navigarea constelațiilor, nu contează. Aproape toate cărțile pentru copii despre astronomie au o hartă a stelelor și descrieri ale constelațiilor. În total, pe sfera cerească sunt identificate 88 de constelații, dintre care 12 sunt zodiacale. Stelele din constelații sunt desemnate prin litere ale alfabetului latin, iar cele mai strălucitoare au propriile nume (cum ar fi steaua Altair din constelația Vultur). Pentru a fi mai ușor pentru copilul dumneavoastră să vadă cutare sau cutare constelație pe cer, este logic să o priviți mai întâi cu atenție în imagine, apoi să o desenați sau să o așezați din stele de carton. Puteți face constelații pe tavan folosind autocolante speciale cu stele luminoase. Odată ce un copil găsește o constelație pe cer, nu o va uita niciodată.

U națiuni diferite aceeași constelație ar putea fi numită diferit. Totul depindea de ceea ce le spunea imaginația oamenilor. Astfel, binecunoscuta Ursa Major a fost înfățișată atât ca o oală, cât și ca un cal în lesă. Legendele uimitoare sunt asociate cu multe constelații. Ar fi grozav dacă mama sau tata ar citi unele dintre ele în avans și apoi i le-ar repeta bebelușului, uitându-se cu el la punctele luminoase și încercând să vadă creaturile legendare. Grecii antici, de exemplu, aveau o legendă despre constelațiile Ursa Major și Ursa Minor. Zeul atotputernic Zeus s-a îndrăgostit de frumoasa nimfă Callisto. Soția lui Zeus, Hera, a aflat despre asta, s-a înfuriat teribil și i-a transformat pe Callisto și pe prietena ei în urși. Fiul lui Callisto, Arax, a întâlnit două ursulețe în timp ce vâna și a vrut să le omoare. Dar Zeus a prevenit acest lucru aruncându-i pe Callisto și pe prietena ei pe cer și transformându-i în constelații strălucitoare. Și în timp ce arunca, Zeus ținea urșii de cozi. Deci cozile au devenit lungi. Și iată o altă legendă frumoasă despre mai multe constelații deodată. Cu mult timp în urmă, regele Cepheus locuia în Etiopia. Soția lui era frumoasa Cassiopeia. Au avut o fiică, frumoasa prințesă Andromeda. A crescut și a devenit cea mai frumoasă fată din Etiopia. Cassiopeia era atât de mândră de frumusețea fiicei sale, încât a început să o compare cu zeițele. Zeii s-au supărat și au trimis o nenorocire teribilă în Etiopia. În fiecare zi, o balenă monstruoasă înota din mare și i se dădea cea mai frumoasă fată pentru a fi mâncată. A venit rândul frumoasei Andromeda. Oricât de mult i-a rugat Cepheus pe zei să-și crute fiica, zeii au rămas neclintiți. Andromeda era legată de o stâncă lângă mare. Dar în acest moment eroul Perseus a zburat în sandale cu aripi. Tocmai reușise o ispravă ucigând groaznica Gorgon Medusa. În loc de păr, șerpii s-au mișcat pe capul ei, iar una dintre privirile ei a transformat toate ființele vii în piatră. Perseus a văzut-o pe biata fată și pe monstrul teribil, a scos capul tăiat al Medusei din geantă și i-a arătat-o ​​balenei. Balena s-a transformat în piatră, iar Perseus a eliberat-o pe Andromeda. Încântatul Cepheus i-a dat Andromeda ca soție lui Perseu. Și zeilor le-a plăcut această poveste atât de mult încât i-au transformat pe toți eroii ei în stele strălucitoare și i-au așezat pe cer. De atunci, puteți găsi acolo Cassiopeia, Cepheus, Perseus și Andromeda. Și balena a devenit o insulă în largul coastei Etiopiei.

Nu este greu să găsești Calea Lactee pe cer. Este clar vizibil cu ochiul liber. Spune-i copilului tău că Calea Lactee (așa este numele galaxiei noastre) este un grup mare de stele care arată pe cer ca o fâșie luminoasă de puncte albe și seamănă cu o cale de lapte. Anticii romani au atribuit originea Căii Lactee zeiței cerului Juno. Când îl alăpta pe Hercule, au căzut câteva picături și, transformându-se în stele, au format Calea Lactee pe cer...

Alegerea unui telescop

Dacă un copil este serios interesat de astronomie, este logic să-i cumpere un telescop. Adevărat, un telescop bun nu este ieftin. Dar modelele ieftine de telescoape pentru copii îi vor permite tânărului astronom să observe multe obiecte cerești și să facă primele descoperiri astronomice. Mama și tata trebuie să-și amintească că până și cel mai simplu telescop este un lucru destul de complicat pentru un preșcolar. Prin urmare, în primul rând, copilul nu se poate descurca fără ajutorul tău activ. Și, în al doilea rând, cu cât telescopul este mai simplu, cu atât copilul va fi mai ușor să îl opereze. Dacă în viitor copilul devine serios interesat de astronomie, va fi posibil să achiziționeze un telescop mai puternic.

Deci, ce este un telescop și ce să cauți atunci când alegi unul? Principiul de funcționare al unui telescop nu se bazează pe mărirea unui obiect, așa cum cred mulți oameni. Mai corect ar fi să spunem că telescopul nu mărește, ci aduce obiectul mai aproape. Sarcina principală a unui telescop este de a crea o imagine a unui obiect îndepărtat aproape de observator și de a permite discernării detaliilor; nu este vizibil cu ochiul liber; A doua sarcină este să colectăm cât mai multă lumină de la un obiect îndepărtat și să o transmitem ochiului nostru. Deci, cu cât obiectivul este mai mare, cu atât telescopul colectează mai multă lumină și cu atât va fi mai bun detaliul obiectelor în cauză.

Toate telescoapele sunt împărțite în trei clase optice. Refractori(telescoapele cu refracție) folosesc un obiectiv mare ca element de adunare a luminii. ÎN reflexÎn telescoapele (reflectorizante), oglinzile concave joacă rolul unei lentile. Cel mai comun și mai ușor de fabricat reflector este realizat folosind schema optică newtoniană (numită după Isaac Newton, care a pus-o primul în practică). Adesea, aceste telescoape sunt numite „Newton”. Lentila-oglindă Telescoapele folosesc atât lentile, cât și oglinzi. Datorită acestui fapt, vă permit să obțineți imagini de calitate excelentă cu rezoluție înaltă. Majoritatea telescoapelor pentru copii pe care le veți găsi în magazine sunt refractoare.

Un parametru important la care trebuie să acordați atenție este diametrul lentilei(deschidere). Determină capacitatea de adunare a luminii a telescopului și gama de măriri posibile. Măsurat în milimetri, centimetri sau inci (de exemplu, 4,5 inci este 114 mm). Cu cât diametrul lentilei este mai mare, cu atât stelele pot fi văzute mai slabe prin telescop. Doilea caracteristică importantă - distanta focala. Raportul de deschidere al telescopului depinde de acesta (ca și în astronomia amator se numește raportul dintre diametrul lentilei și distanța sa focală). Vă rugăm să acordați atenție și la ocular. Dacă optica principală (lentila obiectivă, oglindă sau sistem de lentile și oglinzi) servește la formarea unei imagini, atunci scopul ocularului este de a mări această imagine. Ocularele vin în diferite diametre și distanțe focale. Schimbarea ocularului va schimba și mărirea telescopului. Pentru a calcula mărirea, trebuie să împărțiți distanța focală a lentilei telescopului (de exemplu, 900 mm) la distanța focală a ocularului (de exemplu, 20 mm). Obținem o mărire de 45x. Acest lucru este suficient pentru un tânăr astronom începător să privească Luna, grupurile de stele și multe alte lucruri interesante. Telescopul poate include o lentilă Barlow. Este instalat în fața ocularului, mărind astfel mărirea telescopului. Telescoapele simple folosesc cel mai adesea o mărire dublă. Lentila Barlow. Vă permite să dublați mărirea telescopului. În cazul nostru, creșterea va fi de 90 de ori.

Telescoapele vin cu multe accesorii utile. Pot fi incluse cu telescopul sau comandate separat. Astfel, majoritatea telescoapelor sunt echipate vizoare. Acesta este un telescop mic, cu mărire redusă și un câmp vizual mare, ceea ce face mai ușor să găsiți obiectele de observație dorite. Vizorul și telescopul sunt direcționate paralel unul față de celălalt. Mai întâi, obiectul este detectat în vizor și abia apoi în câmpul telescopului principal. Aproape toți refractoarele sunt echipate oglinda diagonala sau prismă. Acest dispozitiv facilitează observațiile dacă obiectul se află direct deasupra capului astronomului. Dacă, pe lângă obiectele cerești, veți observa și obiecte terestre, nu puteți face fără prismă de îndreptare. Faptul este că toate telescoapele primesc o imagine care este întoarsă cu susul în jos și reflectată într-o oglindă. Când observați corpurile cerești, acest lucru nu este deosebit de important. Dar este totuși mai bine să vezi obiectele pământești în poziția corectă.

Orice telescop are o montură - un dispozitiv mecanic pentru atașarea telescopului la un trepied și îndreptarea acestuia către un obiect. Poate fi azimut sau ecuatorial. O montură azimutală vă permite să mutați telescopul orizontal (dreapta-stânga) și vertical (sus-jos). Această montură este potrivită pentru observarea atât a obiectelor terestre, cât și a celor cerești și este cel mai adesea instalată în telescoape pentru astronomii începători. Un alt tip de montură, ecuatorială, este proiectat diferit. În timpul observațiilor astronomice pe termen lung, obiectele se deplasează din cauza rotației pământului. Datorită unui design special, montura ecuatorială permite telescopului să urmeze traseul curbat al unei stele pe cer. Uneori, un astfel de telescop este echipat cu un motor special care controlează automat mișcarea. Un telescop pe o montură ecuatorială este mai potrivit pentru observații astronomice și fotografie pe termen lung. Și, în sfârșit, întregul dispozitiv este atașat la trepied. Cel mai adesea este metal, mai rar - lemn. Este mai bine dacă picioarele trepiedului nu sunt fixe, ci retractabile.

Cum să lucrezi

A vedea ceva printr-un telescop nu este o sarcină atât de ușoară pentru un începător cum ar părea la prima vedere. Trebuie să știi ce să cauți. De data asta. Trebuie să știi unde să cauți. Sunt două. Și, desigur, să știi să arăți. Sunt trei. Să începem de la sfârșit și să încercăm să înțelegem regulile de bază pentru manipularea unui telescop. Nu-ți face griji pentru faptul că tu însuți nu ești foarte bun la astronomie (sau chiar deloc). Găsirea literaturii potrivite nu este o problemă. Dar cât de interesant va fi atât pentru tine, cât și pentru copilul tău să descoperim împreună această știință dificilă, dar atât de interesantă.

Deci, înainte de a începe să căutați orice obiect pe cer, trebuie să vă configurați vizorul cu telescopul. Această procedură necesită anumite abilități. Este mai bine să faci asta în timpul zilei. Selectați un obiect de sol staționar, ușor de recunoscut, la o distanță de 500 de metri până la un kilometru. Îndreptați telescopul spre el, astfel încât obiectul să fie în centrul ocularului. Asigurați telescopul astfel încât să nu se miște. Acum priviți prin vizor. Dacă subiectul selectat nu este vizibil, slăbiți șurubul de reglare a vizorului și rotiți vizorul până când subiectul iese la vedere. Apoi, utilizați șuruburile de reglare (șuruburi de reglare fină a vizorului) pentru a vă asigura că obiectul este poziționat exact în centrul ocularului. Acum uită-te din nou prin telescop. Dacă obiectul este încă în centru, totul este în regulă. Telescopul este gata de utilizare. Dacă nu, repetați configurarea.

După cum știți, este mai bine să priviți printr-un telescop într-un turn întunecat undeva la înălțime în munți. Desigur, este puțin probabil să mergem la munte. Dar, fără îndoială, este mai bine să privești stelele în afara orașului (de exemplu, la dacha) decât de la fereastra unui apartament din oraș. Există prea multă lumină în exces și valuri de căldură în oraș, care vor degrada imaginea. Cu cât observați mai departe de lumina orașului, cu atât mai multe obiecte cerești veți putea vedea. Este clar că cerul ar trebui să fie cât mai senin.

Mai întâi, găsiți subiectul în vizor. Apoi reglați focalizarea telescopului - rotiți șurubul de focalizare până când imaginea devine clară. Dacă aveți mai multe oculare, începeți cu cea mai mică mărire. Datorită reglajului foarte fin al telescopului, trebuie să te uiți prin el cu atenție, fără a face mișcări bruște și să-ți ții respirația. În caz contrar, setarea poate merge greșit cu ușurință. Învață-ți copilul asta imediat. Apropo, astfel de observații vor antrena rezistența, iar pentru cei prea activi vor deveni un fel de procedură psihoterapeutică. Este greu să găsești un remediu mai bun de calmare decât să privești cerul înstelat nesfârșit.

În funcție de modelul telescopului, puteți vizualiza câteva sute de obiecte cerești diferite prin acesta. Acestea sunt planete, stele, galaxii, asteroizi, comete.

asteroizi(planete minore) sunt bucăți mari de rocă, uneori conținând metal. Majoritatea asteroizilor orbitează în jurul Soarelui între Marte și Jupiter.

Comete- acestea sunt corpuri cerești care au un miez și o coadă luminoasă. Pentru ca copilul tău să-și imagineze măcar puțin acest „rătăcitor cu coadă”, spune-i că arată ca un bulgăre uriaș de zăpadă amestecat cu praf cosmic. Prin intermediul unui telescop, cometele apar ca pete cețoase, uneori cu o coadă ușoară. Coada este întotdeauna întoarsă departe de Soare.

Luna. Chiar și cel mai simplu telescop poate vedea clar cratere, prăpastii, lanțuri muntoase și mări întunecate. Cel mai bine este să observați luna nu în timpul lunii pline, ci în timpul uneia dintre fazele sale. În acest moment, puteți vedea mult mai multe detalii, mai ales la granița dintre lumini și umbre.

Planetele. În orice telescop puteți vedea toate planetele Sistemului Solar, cu excepția celei mai îndepărtate - Pluto (este vizibil doar la telescoapele puternice). Mercur și Venus, ca și Luna, au faze atunci când sunt vizibile printr-un telescop. Pe Jupiter, puteți vedea benzi întunecate și luminoase (care sunt centuri de nori) și un vârtej gigant, Marea Pată Roșie. Datorită rotației rapide a planetei, aspectul acesteia este în continuă schimbare. Cei patru sateliți cu heliu ai lui Jupiter sunt clar vizibili. Pe misterioasa planetă roșie Marte, cu un telescop bun puteți vedea calotele de gheață albe de la poli. Celebrul inel al lui Saturn, pe care copiii adoră să-l privească în imagini, este, de asemenea, clar vizibil printr-un telescop. Aceasta este o imagine uimitoare. Cea mai mare lună a lui Saturn, Titan, este de obicei vizibilă clar. Și cu telescoape mai puternice puteți vedea golul dintre inele (decalajul Cassini) și umbra pe care inelele o aruncă asupra planetei. Uranus și Neptun vor fi vizibile ca puncte mici, iar în telescoape mai puternice - ca discuri.

Mulți asteroizi pot fi observați între orbitele lui Marte și Jupiter. Uneori apar comete.

Grupuri de stele. De-a lungul galaxiei noastre există multe grupuri de stele, care sunt împărțite în deschise (un grup semnificativ de stele într-o anumită zonă a cerului) și globulare (un grup dens de stele în formă de minge). De exemplu, constelația Pleiadele (șapte stele mici strânse împreună) clar vizibilă cu ochiul liber se transformă într-un câmp strălucitor de sute de stele în ocularul chiar și al celui mai simplu telescop.

Nebuloase. Aglomerări de gaze sunt împrăștiate în galaxia noastră. Acestea sunt nebuloase. Ele sunt de obicei iluminate de stele din apropiere și sunt o priveliște foarte frumoasă.

Galaxii. Acestea sunt grupuri uriașe de miliarde de stele, „insule” separate ale Universului. Cea mai strălucitoare galaxie de pe cerul nopții este Galaxia Andromeda. Fără telescop, pare un loc slab, neclar. Prin telescop puteți vedea un câmp eliptic mare de lumină. Și printr-un telescop mai puternic, structura galaxiei este vizibilă.

Soare. Privirea Soarelui printr-un telescop, cu excepția cazului în care acesta este echipat cu filtre solare speciale, este strict interzisă. Mai întâi explicați-i copilului dumneavoastră. Acest lucru va deteriora telescopul. Dar asta nu e chiar atât de rău. Există un aforism trist care spune că poți privi Soarele cu telescopul doar de două ori în viața ta: o dată cu ochiul drept, a doua oară cu stângul. Astfel de experimente pot duce de fapt la pierderea vederii. Și este mai bine să nu lăsați telescopul asamblat în timpul zilei, pentru a nu-l tenta pe micul astronom.

Pe lângă observațiile astronomice, majoritatea telescoapelor vă permit să observați obiecte terestre, care pot fi și foarte interesante. Dar, mult mai important, nu sunt atât observațiile în sine, cât pasiunea comună a copilului și a părinților, interese comune care fac ca prietenia dintre un copil și un adult să fie mai puternică, mai plină și mai interesantă.

Cer senin și descoperiri astronomice uimitoare pentru tine!

Stelele sunt principalele obiecte ale Universului vizibile pentru noi. Lumea cosmică este extraordinară și diversă. Tema luminilor universale este inepuizabilă. Soarele a fost creat pentru a străluci în timpul zilei, iar stelele au fost create pentru a ilumina drumul pământesc al omului noaptea. Acest articol va discuta cum se formează lumina pe care o vedem, care emană din corpuri cerești uimitoare.

Origine

Nașterea unei stele, precum și dispariția acesteia, pot fi văzute vizual pe cerul nopții. Astronomii observă aceste fenomene de mult timp și au făcut deja multe descoperiri. Toate sunt descrise într-un special literatura stiintifica. Stelele sunt bile luminoase de foc de dimensiuni incredibil de mari. Dar de ce strălucesc, pâlpâie și sclipesc în culori diferite?

Aceste corpuri cerești se nasc dintr-un mediu difuz de gaz și praf, rezultat din compresia gravitațională în straturi mai dense, plus influența propriei gravitații. Compoziția mediului interstelar este în principal gaz (hidrogen și heliu) cu un praf de particule minerale solide. Lumina noastră principală este o stea numită Soare. Fără el, viața pentru toate lucrurile de pe planeta noastră este imposibilă. Interesant este că multe stele sunt mult mai mari decât Soarele. De ce nu le simțim impactul și putem exista calm fără ele?

Sursa noastră de căldură și lumină este situată aproape de Pământ. Prin urmare, pentru noi îi putem simți semnificativ lumina și căldura. Stelele sunt mai fierbinți decât Soarele și mai mari ca dimensiuni, dar se află la distanțe atât de mari încât le putem observa lumina, și apoi doar noaptea.

Ele par să fie doar puncte pâlpâitoare pe cerul nopții. De ce nu-i vedem în timpul zilei? Lumina stelelor este ca razele de la o lanternă, pe care abia le poți vedea în timpul zilei, dar noaptea nu te poți descurca fără ea - luminează bine drumul.

Când este cel mai strălucitor și de ce strălucesc stelele pe cerul nopții?

August este cea mai bună lună pentru observarea stelelor. În această perioadă a anului, serile sunt întunecate și aerul este limpede. Simți că poți ajunge la cer cu mâna. Copiii, privind în sus la cer, se întreabă mereu: „De ce strălucesc stelele și unde cad?” Cert este că în august oamenii urmăresc adesea căderile de stele. Aceasta este o priveliște extraordinară care ne atrage privirile și sufletele. Există credința că atunci când vezi o stea căzătoare, trebuie să-ți pui o dorință care cu siguranță se va împlini.

Cu toate acestea, ceea ce este interesant este că nu este de fapt o stea care cade, ci un meteor care arde. Oricum ar fi, acest fenomen este foarte frumos! Timpurile trec, generații de oameni se înlocuiesc între ei, dar cerul este în continuare același - frumos și misterios. La fel ca noi, strămoșii noștri s-au uitat la ea, au ghicit figurile diferitelor personaje mitologice și obiecte din grupuri de stele, și-au pus dorințe și au visat.

Cum apare lumina?

Obiectele spațiale numite stele emit cantități incredibil de mari de energie termică. Emisiile de energie sunt însoțite de radiații puternice de lumină, din care o anumită parte ajunge pe planeta noastră și avem ocazia să o observăm. Acesta este un răspuns scurt la întrebarea: „De ce stelele strălucesc pe cer și toate corpurile cerești le aparțin?” De exemplu, Luna este un satelit al Pământului, iar Venus este o planetă a sistemului solar. Noi nu vedem propria lor lumină, ci doar reflectarea ei. Stelele înseși sunt o sursă de radiație luminoasă rezultată din eliberarea de energie.

Unele obiecte cerești au lumină albă, în timp ce altele au lumină albastră sau portocalie. Există și cele care strălucesc diferite nuanțe. Cu ce ​​este legat și de ce stelele strălucesc în culori diferite? Cert este că sunt bile uriașe formate din gaze încălzite la temperaturi foarte ridicate. Pe măsură ce această temperatură fluctuează, stelele au luminozități diferite: cele mai fierbinți sunt albastre, urmate de alb, și mai rece galben, apoi portocaliu și roșu.

Pâlpâi

Mulți oameni sunt interesați: de ce stelele strălucesc noaptea și lumina lor pâlpâie? În primul rând, nu pâlpâie. Doar noua ni se pare. Faptul este că lumina stelelor trece prin grosimea atmosferei pământului. O rază de lumină, călătorind pe distanțe atât de mari, suferă un număr mare de refracții și modificări. Pentru noi, aceste refracții arată ca niște pâlpâiri.

O stea are propriul ciclu de viață. În diferite etape ale acestui ciclu, strălucește diferit. Când viața sa se termină, începe să se transforme treptat într-o pitică roșie și se răcește. Radiația stelei pe moarte pulsa. Acest lucru creează impresia de pâlpâire (clipire). În timpul zilei, lumina stelei nu dispare nicăieri, dar este umbrită de soarele prea strălucitor și apropiat. Prin urmare, noaptea le vedem datorită faptului că nu există raze ale Soarelui.

După cum vă amintiți din cursul de istorie naturală de la școală, stelele sunt obiecte care au capacitatea de a emite propria lumină. În schimb, alte corpuri cerești, precum planetele, sateliții, asteroizii și cometele, sunt vizibile pe cer datorită luminii reflectate, nu au propria lor strălucire. Singurele excepții sunt meteoriții care cad în atmosfera Pământului și cad datorită forței gravitației sale. Ele ard parțial sau complet în timpul căderii din cauza frecării cu particulele de aer și strălucesc din acest motiv.

Dar de ce strălucesc stelele? Aceasta este o întrebare interesantă, la care astronomii sunt gata să dea un răspuns cuprinzător.

Istoria studiului stelelor și a strălucirii lor

Pentru o perioadă lungă de timp, astronomii nu au putut ajunge la un consens cu privire la natura luminii stelelor. Această întrebare a dat naștere a numeroase dispute de-a lungul mai multor secole. Aceste dispute nu erau doar de natură științifică - în zorii civilizației, oamenii au construit numeroase mituri, legende și presupuneri religioase care explică prezența stelelor pe cer și strălucirea lor. În același mod, s-au creat legende și explicații de zi cu zi pentru alte fenomene astronomice observate pe cer - comete, eclipse, mișcările luminilor.

Fapt interesant: Unele civilizații credeau că stelele de pe cer sunt sufletele morților, altele credeau că acestea sunt capete de cuie cu care era bătut în cuie cerul. Soarele, pe de altă parte, a fost întotdeauna considerat separat timp de milenii, nu a fost clasificat ca o stea;

Odată cu dezvoltarea astronomiei, a fost dezvăluită eroarea unor astfel de concluzii și stelele au început să fie studiate din nou - ca Soarele. Ulterior, a fost posibil să se clarifice că Soarele este și o stea. Oamenii de știință moderni clasifică cea mai apropiată stea de noi drept pitică roșie. Cu toate acestea, natura strălucirii Soarelui și a altor stele a dat naștere multor controverse până de curând.

Materiale conexe:

Totul despre viteza luminii

Teorii care explică strălucirea stelelor

În secolul al XIX-lea, multe minți științifice credeau că un proces de ardere are loc pe stele - exact la fel ca în orice sobă pământească. Dar această teorie era complet nejustificată. Este greu de imaginat cât de mult combustibil trebuie să aibă o stea pentru ca aceasta să furnizeze căldură timp de milioane de ani. Prin urmare, această versiune nu merită luată în considerare. Chimiștii credeau că reacțiile exoterme au loc pe stele, care asigură o eliberare puternică de volume mari de căldură.

Dar fizicienii nu vor fi de acord cu această explicație, din același motiv ca și în cazul procesului de ardere. Rezerva de reactanți trebuie să fie enormă pentru a menține luminozitatea stelelor și capacitatea lor de a produce căldură.

După descoperirile lui Mendeleev, situația s-a schimbat din nou, pe măsură ce a început epoca studierii radiațiilor și a elementelor radioactive. În acel moment, căldura și lumina generate de stele și de Soare au fost atribuite necondiționat reacțiilor de descompunere radioactivă, această versiune a devenit general acceptată de zeci de ani. Ulterior, a fost modificat de multe ori.

Materiale conexe:

Cum mănâncă animalele în spațiu?

Opinia modernă a oamenilor de știință despre cauzele strălucirii stelare

Oamenii de știință moderni sunt complet convinși că fuziunea nucleară care are loc în nucleele stelelor este capabilă să elibereze cantitatea de energie pe care fiecare stea o emite în fiecare secundă. Acest proces este capabil să ofere strălucire și generare de căldură în volume uriașe de-a lungul miliardelor de ani.

Prin urmare, teoria este considerată general acceptată. Energia din interior trece în învelișurile de gaz ale stelei, de unde este radiată spre exterior. Există o opinie în cercurile astronomilor că este nevoie de zeci, sute de mii de ani pentru a muta energia din adâncurile unei stele la suprafața ei - acesta nu este în niciun caz un proces instantaneu. Prin urmare, o stea poate continua să strălucească mult timp chiar și după ce sinteza în adâncimea ei încetează din cauza lipsei elementelor chimice inițiale.

Nici lumina de la orice stea nu ajunge instantaneu la suprafața Pământului. Chiar și de la Soare, cea mai apropiată stea de planeta noastră, durează aproximativ 8 minute. Următoarea stea cea mai apropiată de planeta noastră este Proxima Centauri. Este nevoie de mai mult de patru ani pentru ca lumina să ajungă pe Pământ.

Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://allbest.ru

De ce strălucesc stelele

INTRODUCERE

universul stelelor astronomice

Până la începutul secolului nostru, granițele Universului explorat s-au extins atât de mult încât au inclus Galaxia. Mulți, dacă nu toți, au crezut atunci că acest sistem stelar uriaș este întregul Univers în ansamblu.

Dar în anii 20, au fost construite noi telescoape mari și s-au deschis pentru astronomi orizonturi complet neașteptate. S-a dovedit că lumea nu se termină în afara Galaxiei. Miliarde de sisteme stelare, galaxii asemănătoare cu ale noastre și diferite de ele, sunt împrăștiate ici și colo în vastitatea Universului.

Fotografiile galaxiilor realizate cu ajutorul celor mai mari telescoape uimesc prin frumusețea și varietatea formelor: acestea sunt vârtejuri puternice de nori de stele și bile obișnuite, în timp ce alte sisteme stelare nu dezvăluie deloc forme definite, sunt zdrențuite și lipsite de formă. . Toate aceste tipuri de galaxii – spirale, eliptice, neregulate – numite după apariția lor în fotografii, au fost descoperite de astronomul american E. Hubble în anii 20-30 ai secolului nostru.

Dacă ne-am putea vedea Galaxy de departe, ni s-ar părea complet diferită de cea din desenul schematic. Nu am vedea nici un disc, nici un halou, nici, desigur, o coroană. De la distanțe mari, doar cele mai strălucitoare stele ar fi vizibile. Și toate acestea, după cum sa dovedit, sunt adunate în dungi largi care se extind în arce din regiunea centrală a Galaxiei. Cele mai strălucitoare stele își formează modelul în spirală. Doar acest model ar fi vizibil de departe. Galaxia noastră într-o fotografie făcută de un astronom dintr-o lume stelară ar arăta foarte asemănătoare cu nebuloasa Andromeda.

Cercetările din ultimii ani au arătat că multe galaxii spirale mari, precum galaxia noastră, au coroane invizibile extinse și masive. Acest lucru este foarte important: la urma urmei, dacă da, atunci înseamnă că, în general, aproape întreaga masă a Universului (sau, în orice caz, partea copleșitoare a acestuia) este o masă ascunsă misterioasă, invizibilă, dar gravitativă.

Multe, și poate aproape toate, galaxiile sunt adunate în diferite grupuri, care sunt numite grupuri, clustere și superclustere, în funcție de câte dintre ele sunt. Un grup poate conține doar trei sau patru galaxii, dar un supercluster poate conține până la o mie sau chiar câteva zeci de mii. Galaxia noastră, nebuloasa Andromeda și mai mult de o mie de obiecte similare sunt incluse în așa-numitul Supercluster Local. Nu are o formă clar definită.

Corpurile cerești sunt în continuă mișcare și schimbare. Când și cum exact au avut loc, știința încearcă să afle studiind corpurile cerești și sistemele lor. Ramura astronomiei care se ocupă cu originea și evoluția corpurilor cerești se numește cosmogonie.

Ipotezele cosmogonice științifice moderne sunt rezultatul unei generalizări fizice, matematice și filozofice a numeroase date observaționale. Ipotezele cosmogonice inerente acestei epoci sunt în mare măsură reflectate nivel general dezvoltarea stiintelor naturii. Dezvoltarea ulterioară a științei, care include în mod necesar observații astronomice, confirmă sau infirmă aceste ipoteze.

Această lucrare examinează următoarele întrebări:

· Este prezentată structura universului, sunt caracterizate elementele sale principale;

· Sunt prezentate principalele metode de obținere a informațiilor despre obiectele spațiale;

· Se definește conceptul de stea, caracteristicile și evoluția acesteia

· Sunt prezentate principalele surse de energie stelară

· Se oferă o descriere a stelei cea mai apropiată de planeta noastră - Soarele

1. DEZVOLTAREA ISTORICĂ A CONCEPTELOR DESPRE UNIVERS

Chiar și în zorii civilizației, când mintea umană curioasă s-a îndreptat către înălțimi transcendentale, marii filozofi și-au conceput ideea despre Univers ca pe ceva infinit.

Filosoful grec antic Anaximandru (secolul VI î.Hr.) a introdus ideea unei anumite infinitate unice care nu avea observații și calități obișnuite. Elementele au fost mai întâi gândite ca substanțe semi-materiale, semi-divine, spiritualizate. Așadar, a spus că începutul și elementul existenței este Infinitul, fiind primul care a dat un nume începutului. În plus, el a vorbit despre existența mișcării eterne, în care are loc originea cerurilor. Pământul plutește în aer, nesprijinit de nimic, dar rămâne pe loc datorită distanței egale de pretutindeni. Forma sa este curbată, rotunjită, asemănătoare unei secțiuni a unei coloane de piatră. Mergem de-a lungul unuia dintre planurile sale, în timp ce celălalt se află pe partea opusă. Stelele reprezintă un cerc de foc, separat de focul lumii și înconjurat de aer. Dar în învelișul de aer există orificii de aerisire, un fel de tub, adică găuri înguste și lungi, în jos din care sunt vizibile stelele. Ca urmare, atunci când aceste orificii de ventilație sunt blocate, are loc o eclipsă. Luna apare fie plină, fie în pierdere, în funcție de închiderea și deschiderea găurilor. Cercul solar este de 27 de ori mai mare decât cel al pământului și de 19 ori mai mare decât cel lunar, iar soarele este cel mai înalt, iar în spatele lui luna, iar cercurile stelelor și planetelor fixe sunt cele mai josnice Un alt Parmenide (VI -V secole î.Hr.) a susținut că Pământul era sferic d.Hr). Heraclide din Pont (secolele V-IV î.Hr.) și-a pretins rotația în jurul axei sale și a transmis grecilor ideea și mai veche a egiptenilor că soarele însuși ar putea servi ca centru de rotație al unor planete (Venus, Mercur). ).

Filosoful și om de știință francez, fizicianul, matematicianul, fiziologul Rene Descartes (1596-1650) a creat o teorie despre modelul vortex evolutiv al Universului bazat pe heliocentralism. În modelul său, el a luat în considerare corpurile cerești și sistemele lor în dezvoltarea lor. Pentru secolul al XVII-lea ideea lui era neobișnuit de îndrăzneață.

Potrivit lui Descartes, toate corpurile cerești s-au format ca urmare a mișcărilor de vortex care au avut loc în materia lumii, care a fost omogenă la început. Particulele de material exact identice, fiind în continuă mișcare și interacțiune, și-au schimbat forma și dimensiunea, ceea ce a condus la diversitatea bogată a naturii pe care am observat-o.

Marele om de știință și filozof german Immanuel Kant (1724-1804) a creat primul concept universal al Universului în evoluție, îmbogățind imaginea structurii sale uniforme și reprezentând Universul ca infinit într-un sens special.

El a fundamentat posibilitățile și probabilitatea semnificativă a apariției unui astfel de Univers numai sub influența forțelor mecanice de atracție și repulsie și a încercat să afle soarta ulterioară a acestui Univers la toate nivelurile sale de scară - de la sistemul planetar la lumea nebuloasa.

Einstein a provocat o revoluție științifică radicală cu teoria sa a relativității. Teoria specială sau parțială a relativității a lui Einstein a fost rezultatul unei generalizări a mecanicii galileene și a electrodinamicii lui Maxwell Lorentz.

Ea descrie legile tuturor procese fizice la viteze apropiate de viteza luminii. Pentru prima dată, consecințele cosmologice fundamental noi ale teoriei generale a relativității au fost dezvăluite de remarcabilul matematician și fizician teoretician sovietic Alexander Friedman (1888-1925). După ce a jucat în 1922-24. el a criticat concluziile lui Einstein că Universul este finit și are forma unui cilindru cu patru dimensiuni. Einstein și-a făcut concluzia pe baza presupunerii că Universul este staționar, dar Friedman a arătat lipsa de temei a postulatului său inițial.

Friedman a oferit două modele ale Universului. Aceste modele au găsit curând o confirmare surprinzător de precisă în observațiile directe ale mișcărilor galaxiilor îndepărtate datorită efectului „deplasare la roșu” din spectrele lor. În 1929, Hubble a descoperit un model remarcabil numit „Legea lui Hubble” sau „Legea deplasării spre roșu”: liniile de galaxii s-au deplasat spre roșu, cu deplasarea crescând cu cât galaxia este mai departe.

2. INSTRUMENTE DE OBSERVAȚIE DE ASTRONOMIE

Telescoape

Principalul instrument astronomic este telescopul. Un telescop cu o lentilă de oglindă concavă se numește reflector, iar un telescop cu o lentilă de lentilă se numește refractor.

Scopul unui telescop este de a colecta mai multă lumină din sursele cerești și de a crește unghiul de vizualizare din care este văzut un obiect ceresc.

Cantitatea de lumină care intră în telescop de la obiectul observat este proporțională cu aria lentilei. Cu cât lentila telescopului este mai mare, cu atât obiectele luminoase mai slabe pot fi văzute prin ea.

Scara imaginii produsă de lentila telescopului este proporțională cu distanța focală a lentilei, adică distanța de la obiectivul care colectează lumina până la planul în care se obține imaginea luminii. Imaginea unui obiect ceresc poate fi fotografiată sau vizualizată printr-un ocular.

Un telescop mărește dimensiunile unghiulare aparente ale Soarelui, Lunii, planetelor și detaliile de pe ele, precum și distanțele unghiulare dintre stele, dar stelele, chiar și într-un telescop foarte puternic, datorită distanței lor enorme, sunt vizibile doar ca puncte luminoase. .

Într-un refractor, razele care trec prin lentilă sunt refractate, formând o imagine a obiectului în planul focal. . Într-un reflector, razele dintr-o oglindă concavă sunt reflectate și apoi colectate și în planul focal. Atunci când fac o lentilă de telescop, ei se străduiesc să minimizeze toate distorsiunile care apar inevitabil în imaginea obiectelor. Un obiectiv simplu distorsionează și colorează foarte mult marginile imaginii. Pentru a reduce aceste dezavantaje, lentila este realizată din mai multe lentile cu diferite curburi ale suprafeței și din diferite tipuri de sticlă. Pentru a reduce distorsiunea, suprafețele unei oglinzi concave din sticlă nu primesc o formă sferică, ci o formă ușor diferită (parabolică).

Opticianul sovietic D.D. Maksutov a dezvoltat un sistem de telescop numit menisc. Combină avantajele unui refractor și ale unui reflector. Unul dintre modelele telescopului școlar se bazează pe acest sistem. Există și alte sisteme telescopice.

Telescopul produce o imagine inversată, dar aceasta nu are nicio semnificație atunci când se observă obiecte spațiale.

Când se observă cu ajutorul unui telescop, măririle de peste 500 de ori sunt rareori utilizate. Motivul pentru aceasta este curenții de aer care provoacă distorsiuni ale imaginii, care sunt mai vizibile cu cât mărirea telescopului este mai mare.

Cel mai mare refractor are o lentilă cu un diametru de aproximativ 1 m Cel mai mare reflector din lume cu o oglindă concavă de 6 m a fost realizat în URSS și instalat în munții Caucaz. Vă permite să fotografiați stele de 107 ori mai slabe decât cele vizibile cu ochiul liber.

Diploma spectrală

Până la mijlocul secolului al XX-lea. Cunoștințele noastre despre Univers ne datorăm aproape exclusiv razelor de lumină misterioase. O undă luminoasă, ca orice altă undă, este caracterizată de frecvența x și lungimea de undă l. Există o relație simplă între acești parametri fizici:

unde c este viteza luminii în vid (gol). Iar energia fotonilor este proporțională cu frecvența radiației.

În natură, undele de lumină se propagă cel mai bine în vastitatea Universului, deoarece există cea mai mică cantitate de interferență pe calea lor. Iar omul, înarmat cu instrumente optice, a învățat să citească scrieri luminoase misterioase. Folosind un instrument special - un spectroscop, adaptat unui telescop, astronomii au început să determine temperatura, luminozitatea și dimensiunea stelelor; vitezele lor, compoziția chimică și chiar procesele care au loc în adâncurile stelelor îndepărtate.

Isaac Newton a descoperit că lumina albă a soarelui constă dintr-un amestec de raze de toate culorile curcubeului. Când trec din aer în sticlă, razele de culoare sunt refractate în grade diferite. Prin urmare, dacă pe poteca îngustă rază de soare Dacă instalați o prismă triunghiulară, după ce fasciculul părăsește prisma, pe ecran apare o dungă curcubeu, care se numește spectru.

Spectrul conține cele mai importante informații despre corpul ceresc care emite lumină. Fără nicio exagerare, putem spune că astrofizica își datorează succesele remarcabile în primul rând analizei spectrale. Analiza spectrală este în prezent principala metodă de studiu a naturii fizice a corpurilor cerești.

Fiecare gaz, fiecare element chimic produce propriile linii unice în spectru. Ele pot fi asemănătoare ca culoare, dar diferă în mod necesar una de alta în ceea ce privește locația lor în banda spectrală. Într-un cuvânt, spectrul unui element chimic este „pașaportul” său unic. Iar un spectroscopist experimentat trebuie doar să se uite la un set de linii colorate pentru a determina ce substanță emite lumină. În consecință, pentru a determina compoziția chimică a unui corp luminos, nu este nevoie să-l ridicați și să-l supuneți cercetărilor directe de laborator. Distanțele de aici, chiar și distanțele cosmice, nu sunt nici ele o piedică. Este important doar ca corpul studiat să fie într-o stare roșie - strălucește puternic și produce un spectru. Când studiază spectrul Soarelui sau al unei alte stele, un astronom se ocupă de linii întunecate, așa-numitele linii de absorbție. Liniile de absorbție coincid exact cu liniile de emisie ale unui anumit gaz. Datorită acestui fapt, compoziția chimică a Soarelui și a stelelor poate fi studiată din spectre de absorbție. Măsurând energia emisă sau absorbită în linii spectrale individuale, este posibil să se efectueze o analiză chimică cantitativă a corpurilor cerești, adică să se cunoască conținutul procentual al diferitelor elemente chimice. Astfel, s-a stabilit că atmosferele stelelor sunt dominate de hidrogen și heliu.

O caracteristică foarte importantă a unei stele este temperatura acesteia. Într-o primă aproximare, temperatura unui corp ceresc poate fi judecată după culoarea acestuia. Spectroscopia face posibilă determinarea temperaturii suprafeței stelelor cu o precizie foarte mare.

Temperatura stratului de suprafață al majorității stelelor variază de la 3000 la 25000 K.

Posibilitățile analizei spectrale sunt aproape inepuizabile! El a arătat în mod convingător că compoziția chimică a Pământului, a Soarelui și a stelelor este aceeași. Adevărat, pe corpurile cerești individuale pot exista mai multe sau mai puține elemente chimice, dar prezența oricărei „substanțe nepământene” speciale nu a fost descoperită nicăieri. Asemănarea compoziției chimice a corpurilor cerești servește ca o confirmare importantă a unității materiale a Universului.

Astrofizica, un mare departament al astronomiei moderne, studiază proprietățile fizice și compoziția chimică a corpurilor cerești și a mediului interstelar. Ea dezvoltă teorii privind structura corpurilor cerești și procesele care au loc în ele. Una dintre cele mai importante sarcini cu care se confruntă astăzi astrofizica este de a clarifica structura internă a Soarelui și a stelelor și sursele de energie ale acestora și de a stabili procesul de origine și dezvoltare a acestora. Și toate informațiile bogate care vin la noi din adâncurile Universului le datorăm mesagerilor lumilor îndepărtate - razele de lumină.

Oricine a observat cerul înstelat știe că constelațiile nu își schimbă forma. Ursa Major și Ursa Minor arată ca un căldare, constelația Cygnus are forma unei cruci, iar constelația zodiacală Leu seamănă cu un trapez. Cu toate acestea, impresia că stelele sunt nemișcate este înșelătoare. Este creat doar pentru că luminile cerești sunt foarte departe de noi și nici după multe sute de ani ochiul uman nu este capabil să le observe mișcarea. În prezent, astronomii măsoară mișcarea corectă a stelelor din fotografiile cerului înstelat realizate la intervale de 20, 30 sau mai mulți ani.

Mișcarea adecvată a stelelor este unghiul la care o stea se mișcă pe cer într-un an. Dacă se măsoară și distanța până la această stea, atunci este posibil să-și calculeze propria viteză, adică acea parte a vitezei corpului ceresc care este perpendiculară pe linia de vedere, și anume direcția „observator-stea”. Dar pentru a obține viteza maximă a stelei în spațiu, este necesar să se cunoască și viteza îndreptată de-a lungul liniei de vedere - spre sau departe de observator.

Fig. 1 Determinarea vitezei spațiale a unei stele la o distanță cunoscută față de aceasta

Viteza radială a unei stele poate fi determinată de locația liniilor de absorbție în spectrul său. După cum se știe, toate liniile din spectrul unei surse de lumină în mișcare se schimbă proporțional cu viteza de mișcare a acesteia. Pentru o stea care zboară spre noi, undele luminoase sunt scurtate, iar liniile spectrale se deplasează spre capătul violet al spectrului. Pe măsură ce o stea se îndepărtează de noi, undele de lumină se lungesc și liniile se deplasează spre capătul roșu al spectrului. În acest fel, astronomii găsesc viteza de mișcare a stelei de-a lungul liniei de vedere. Și când ambele viteze (intrinsecă și radială) sunt cunoscute, nu este dificil să folosiți teorema lui Pitagora pentru a calcula viteza spațială totală a stelei în raport cu Soarele.

S-a dovedit că vitezele stelelor sunt diferite și, de regulă, se ridică la câteva zeci de kilometri pe secundă.

Studiind mișcările corecte ale stelelor, astronomii au putut să-și imagineze apariția cerului înstelat (constelații) în trecutul îndepărtat și în viitorul îndepărtat. Celebra „găleată” a Carului Mare în 100 de mii de ani se va transforma, de exemplu, într-un „fier de călcat cu mânerul spart”.

Unde radio și radiotelescoape

Până de curând, corpurile cerești erau studiate aproape exclusiv în razele vizibile ale spectrului. Dar în natură există și radiații electromagnetice invizibile. Ele nu sunt percepute nici măcar cu cele mai puternice telescoape optice, deși raza lor de acțiune este de multe ori mai largă decât regiunea vizibilă a spectrului. Deci, dincolo de capătul violet al spectrului sunt razele ultraviolete invizibile, care afectează în mod activ placa fotografică - determinând-o să se întunece. În spatele lor sunt razele X și, în cele din urmă, razele gama cu cea mai scurtă lungime de undă.

Pentru a capta radiațiile radio care vin la noi din spațiu, se folosesc instrumente radiofizice speciale - radiotelescoape. Principiul de funcționare al unui radiotelescop este același cu cel al telescopului optic: colectează energie electromagnetică. Doar în loc de lentile sau oglinzi, radiotelescoapele folosesc antene. Foarte des, antena radiotelescopului este construită sub forma unui bol parabolic uriaș, uneori solid și alteori zăbrele. Suprafața sa de metal reflectorizant concentrează emisia radio a obiectului observat pe un mic alimentator de antenă de recepție, care este plasat în centrul paraboloidului. Ca urmare, în iradiator apar curenți alternativi slabi. Curenții electrici sunt transmisi prin ghiduri de undă către un receptor radio foarte sensibil, reglat la lungimea de undă de funcționare a radiotelescopului. Aici sunt amplificate și, prin conectarea unui difuzor la receptor, se pot asculta „vocile stelelor”. Dar vocile vedetelor sunt lipsite de orice muzicalitate. Acestea nu sunt deloc „melodii cosmice” care vrăjesc urechea, ci un șuierat trosnet sau un fluier pătrunzător... Prin urmare, un dispozitiv special de înregistrare este atașat de obicei la receptorul radiotelescopului. Și acum, pe banda în mișcare, reportofonul desenează o curbă a intensității semnalului radio de intrare de o anumită lungime de undă. În consecință, radioastronomii nu „aud” foșnetul stelelor, ci îl „văd” pe hârtie graficată.

După cum știți, cu un telescop optic observăm imediat tot ceea ce cade în câmpul său vizual.

Cu un radiotelescop situația este mai complicată. Există un singur element de recepție (alimentator), astfel încât imaginea este construită linie cu linie - prin trecerea secvențială a unei surse radio prin fasciculul antenei, adică similar cu pe un ecran de televizor.

Legea vinului

Legea vinului- dependenta care determina lungimea de unda atunci cand energia este emisa de un corp absolut negru. A fost dezvoltat de fizicianul german și laureatul Nobel Wilhelm Wien în 1893.

Legea lui Wien: lungimea de undă la care un corp negru emite cea mai mare cantitate de energie este invers proporțională cu temperatura acelui corp.

Un corp complet negru este o suprafață care absoarbe complet radiația incidentă pe el. Conceptul de corp absolut negru este pur teoretic: în realitate, obiectele cu o suprafață atât de ideală care absoarbe complet toate undele nu există.

3. CONCEPTE MODERNE DESPRE STRUCTURA, ELEMENTELE DE BAZĂ ALE UNIVERSULUI VIZIBIL ȘI SISTEMATIZAREA LOR

Dacă descriem structura Universului, așa cum pare oamenii de știință acum, vom obține următoarea scară ierarhică. Există planete - corpuri cerești care se rotesc pe orbită în jurul unei stele sau a rămășițelor acesteia, suficient de masive pentru a deveni rotunjite sub influența propriei gravitații, dar nu suficient de masive pentru a iniția o reacție termonucleară, care sunt „legate” de o anumită stea, care este, situat în zona sa de influență gravitațională. Astfel, Pământul și alte câteva planete cu sateliții lor se află în zona de influență gravitațională a unei stele numită Soare, mișcându-se pe propriile orbite în jurul acesteia și formând astfel Sistemul Solar. Sisteme stelare similare, situate în apropiere în număr mare, formează o galaxie - un sistem complex cu propriul centru. Apropo, în ceea ce privește centrul galaxiilor, nu există încă un consens cu privire la ceea ce sunt acestea - se presupune că există găuri negre în centrul galaxiilor.

Galaxiile, la rândul lor, formează un fel de lanț, creând un fel de grilă. Celulele acestei rețele sunt create din lanțuri de galaxii și „goluri” centrale, care fie sunt complet lipsite de galaxii, fie au un număr foarte mic de ele. Partea principală a Universului este ocupată de vid, ceea ce, totuși, nu înseamnă golirea absolută a acestui spațiu: atomi individuali sunt prezenți și în vid, fotoni sunt prezenți (radiație relictă), iar particulele și antiparticulele apar, de asemenea, ca un rezultat al fenomenelor cuantice. Partea vizibilă a Universului, adică acea parte a acestuia care este accesibilă studiului omenirii, este caracterizată de omogenitate și constanță în sensul că, așa cum se crede în mod obișnuit, în această parte operează aceleași legi. Nu se poate determina dacă situația este aceeași și în alte părți ale Universului.

Pe lângă planete și stele, elementele Universului sunt corpuri cerești precum cometele, asteroizii și meteoriții.

O cometă este un mic corp ceresc care se rotește în jurul Soarelui de-a lungul unei secțiuni conice cu o orbită foarte extinsă. Pe măsură ce cometa se apropie de Soare, formează o comă și uneori o coadă de gaz și praf.

În mod convențional, o cometă poate fi împărțită în trei părți - nucleul, coma și coada. Totul în comete este absolut rece, iar strălucirea lor este doar reflectarea luminii solare de către praf și strălucirea gazului ionizat de lumina ultravioletă.

Miezul este partea cea mai grea a acestui corp ceresc. Cea mai mare parte a cometei este concentrată în ea. Compoziția nucleului cometei este destul de dificil de studiat cu precizie, deoarece la o distanță accesibilă unui telescop, este înconjurată constant de o manta de gaz. În acest sens, teoria astronomului american Whipple a fost adoptată ca bază pentru teoria despre compoziția nucleului cometei.

Conform teoriei sale, nucleul cometei este un amestec de gaze înghețate amestecate cu diverse praf. Prin urmare, atunci când o cometă se apropie de Soare și se încălzește, gazele încep să se „topească”, formând o coadă.

Coada unei comete este partea sa cea mai expresivă. Este format de o cometă pe măsură ce se apropie de Soare. Coada este o bandă luminoasă care se întinde de la miez în direcția opusă Soarelui, „suflat” de vântul solar.

Coma este o coajă în formă de ceașcă, ușoară și ceață, care înconjoară miezul, constând din gaze și praf. De obicei, se extinde de la 100 de mii la 1,4 milioane de kilometri de la miez. Presiunea ușoară poate deforma coma, întinzând-o în direcția anti-solară. Coma, împreună cu nucleul, formează capul cometei.

Asteroizii sunt corpuri cerești care au o formă în mare parte neregulată, asemănătoare stâncii și au dimensiuni de la câțiva metri la o mie de kilometri. Asteroizii, ca și meteoriții, sunt alcătuiți din metale (în principal fier și nichel) și roci. În latină, cuvântul asteroid înseamnă „ca o stea”. Asteroizii au primit acest nume pentru asemănarea lor cu stelele atunci când au fost observați folosind telescoape nu foarte puternice.

Asteroizii se pot ciocni între ei, cu sateliți și cu planete mari. Ca urmare a ciocnirii asteroizilor, se formează corpuri cerești mai mici - meteoriți. Când se ciocnesc cu o planetă sau cu un satelit, asteroizii lasă urme sub forma unor cratere uriașe lungi de mulți kilometri.

Suprafața tuturor asteroizilor, fără excepție, este foarte rece, deoarece ei înșiși sunt ca niște roci mari și nu generează căldură și sunt situati la o distanță considerabilă de soare. Chiar dacă asteroidul este încălzit de Soare, degajă căldură destul de repede.

Astronomii au două ipoteze cele mai populare cu privire la originea asteroizilor. Potrivit unuia dintre ei, ele sunt fragmente de planete care existau cândva, care au fost distruse ca urmare a unei coliziuni sau explozii. Potrivit unei alte versiuni, asteroizii s-au format din rămășițele substanței din care s-au format planetele sistemului solar.

Meteoriți- mici fragmente de corpuri cerești, constând în principal din piatră și fier, care cad la suprafața Pământului din spațiul interplanetar. Pentru astronomi, meteoriții sunt o adevărată comoară: nu de multe ori sunt capabili să examineze temeinic o bucată de spațiu în condiții de laborator. Majoritatea experților consideră meteoriții ca fiind fragmente de asteroizi care se formează în timpul ciocnirii corpurilor cosmice.

4. TEORIA STELELOR

O stea este o bilă masivă de gaz care emite lumină și este ținută de forțele propriei gravitații și ale presiunii interne, în adâncimea căreia au loc (sau au avut loc anterior) reacții de fuziune termonucleară.

Principalele caracteristici ale stelelor:

Luminozitate

Luminozitatea este determinată dacă se cunosc magnitudinea aparentă și distanța până la stea. În timp ce astronomia are metode destul de fiabile pentru a determina magnitudinea aparentă, distanța până la stele nu este atât de ușor de determinat. Pentru stelele relativ apropiate, distanța este determinată prin metoda trigonometrică, cunoscută încă de la începutul secolului trecut, care constă în măsurarea deplasărilor unghiulare neglijabile ale stelelor atunci când sunt observate din diferite puncte ale orbitei pământului, adică în momente diferite. a anului. Această metodă are o precizie destul de mare și este destul de fiabilă. Cu toate acestea, pentru majoritatea celorlalte stele mai îndepărtate nu mai este potrivit: deplasările în pozițiile stelelor trebuie măsurate prea mici - mai puțin de o sutime de secundă de arc. Alte metode vin în ajutor, mult mai puțin precise, dar totuși destul de fiabile. Într-un număr de cazuri, magnitudinea absolută a stelelor poate fi determinată direct, fără a măsura distanța până la ele, din unele caracteristici observate ale radiației lor.

Stelele variază foarte mult în luminozitatea lor. Există stele supergigant albe și albastre (deși sunt relativ puține), a căror luminozitate depășește luminozitatea Soarelui de zeci și chiar sute de mii de ori. Dar majoritatea stelelor sunt „pitici”, a căror luminozitate este mult mai mică decât Soarele, adesea de mii de ori. Caracteristica luminozității este așa-numita „magnitudine absolută” a stelei. Mărimea aparentă a unei stele depinde, pe de o parte, de luminozitatea și culoarea sa, pe de altă parte, de distanța până la ea. Stelele cu luminozitate mare au valori absolute negative, de exemplu -4, -6. Stelele cu luminozitate scăzută sunt caracterizate de valori pozitive mari, de exemplu +8, +10.

Compoziția chimică a stelelor

Compoziția chimică a straturilor exterioare ale stelei, de unde ne vine „direct” radiația, se caracterizează printr-o predominanță completă a hidrogenului. Heliul este pe locul doi, iar abundența altor elemente este relativ mică. Pentru aproximativ 10.000 de atomi de hidrogen, există o mie de atomi de heliu, aproximativ zece atomi de oxigen, puțin mai puțin carbon și azot și doar un atom de fier. Abundența altor elemente este complet neglijabilă.

Putem spune că straturile exterioare ale stelelor sunt plasme gigantice de hidrogen-heliu cu un mic amestec de elemente mai grele.

Deși compoziția chimică a stelelor este, într-o primă aproximare, aceeași, există totuși stele care prezintă anumite trăsături în acest sens. De exemplu, există o stea cu un conținut anormal de mare de carbon sau există obiecte cu un conținut anormal de mare de pământuri rare. Dacă marea majoritate a stelelor au o abundență complet neglijabilă de litiu (aproximativ 10 11 din hidrogen), atunci ocazional există „unici” în care acest element rar este destul de abundent.

Spectre de stele

Studierea spectrelor stelelor oferă informații excepțional de bogate. Așa-numita clasificare spectrală Harvard a fost acum adoptată. Are zece clase, desemnate cu litere latine: O, B, A, F, G, K, M. Sistemul existent de clasificare a spectrelor stelare este atât de precis încât permite determinarea spectrului cu o precizie de o zecime din clasă. De exemplu, o parte a secvenței de spectre stelare dintre clasele B și A este desemnată ca B0, B1 ... B9, A0 și așa mai departe. Spectrul stelelor, într-o primă aproximare, este similar cu spectrul unui corp „negru” radiant cu o anumită temperatură T. Aceste temperaturi se schimbă fără probleme de la 40-50 mii kelvin pentru stelele din clasa spectrală O la 3000 kelvin pentru stelele din Clasa spectrală M. În conformitate cu aceasta, partea principală a radiației stelelor din clasele spectrale O și B se încadrează în partea ultravioletă a spectrului, inaccesibilă pentru observare de la suprafața pământului.

O altă trăsătură caracteristică a spectrelor stelare este prezența unui număr mare de linii de absorbție aparținând diferitelor elemente. Analiza fină a acestor linii a oferit informații deosebit de valoroase despre natura straturilor exterioare ale stelelor. Diferențele de spectre sunt explicate în primul rând prin diferențele de temperatură ale straturilor exterioare ale stelei. Din acest motiv, stările de ionizare și excitație ale diferitelor elemente din straturile exterioare ale stelelor diferă dramatic, ceea ce duce la diferențe puternice în spectre.

Temperatură

Temperatura determină culoarea unei stele și spectrul acesteia. Deci, de exemplu, dacă temperatura suprafeței straturilor de stele este de 3-4 mii. K., atunci culoarea sa este roșiatică, 6-7 mii K. este gălbuie. Stele foarte fierbinți cu temperaturi peste 10-12 mii K. au o culoare albă sau albăstruie. În astronomie, există metode complet obiective de măsurare a culorii stelelor. Acesta din urmă este determinat de așa-numitul „indice de culoare”, egal cu diferența dintre valorile fotografice și cele vizuale. Fiecare valoare a indicelui de culoare corespunde unui anumit tip de spectru.

Pentru stelele roșii reci, spectrele sunt caracterizate prin linii de absorbție ale atomilor de metal neutru și benzi ale unor compuși simpli (de exemplu, CN, SP, H20 etc.). Pe măsură ce temperatura suprafeței crește, benzile moleculare dispar în spectrele stelelor, multe linii de atomi neutri, precum și liniile de heliu neutru, se slăbesc. Aspectul spectrului în sine se schimbă radical. De exemplu, la stelele fierbinți cu temperaturi de suprafață ce depășesc 20 mii K, se observă predominant linii de heliu neutru și ionizat, iar spectrul continuu este foarte intens în partea ultravioletă. Stelele cu o temperatură la suprafață de aproximativ 10 mii K au cele mai intense linii de hidrogen, în timp ce stelele cu o temperatură de aproximativ 6 mii K au linii de calciu ionizat, situate la granița părților vizibile și ultraviolete ale spectrului.

Masa de stele

Astronomia nu a avut și nu are în prezent o metodă pentru determinarea directă și independentă a masei (adică neinclusă în sisteme multiple) a unei stele izolate. Și acesta este o deficiență foarte serioasă a științei noastre despre Univers. Dacă ar exista o astfel de metodă, progresul cunoștințelor noastre ar fi mult mai rapid. Masele stelelor variază în limite relativ înguste. Există foarte puține stele ale căror mase sunt de 10 ori mai mari sau mai mici decât masa solară. Într-o astfel de situație, astronomii acceptă în mod tacit că stelele cu aceeași luminozitate și culoare au aceeași mase. Ele sunt definite numai pentru sisteme binare. Afirmația conform căreia o singură stea cu aceeași luminozitate și culoare are aceeași masă ca „sora sa” într-un sistem binar trebuie luată întotdeauna cu oarecare precauție.

Se crede că obiectele cu mase mai mici de 0,02 M nu mai sunt stele. Nu au surse interne de energie, iar luminozitatea lor este aproape de zero. De obicei, aceste obiecte sunt clasificate drept planete. Cele mai mari mase măsurate direct nu depășesc 60 M.

CLASIFICAREA STELELOR

Clasificările stelelor au început să fie construite imediat după ce spectrele lor au început să fie obținute. La începutul secolului al XX-lea, Hertzsprung și Russell au trasat diferite stele pe o diagramă și s-a dovedit că cele mai multe dintre ele erau grupate de-a lungul unei curbe înguste. Diagrama Hertzsprung- arată relația dintre magnitudinea absolută, luminozitate, clasa spectrală și temperatura de suprafață a stelei. Stelele din această diagramă nu sunt localizate aleatoriu, ci formează zone clar vizibile.

Diagrama face posibilă găsirea valorii absolute după clasa spectrală. În special pentru clasele spectrale O--F. Pentru clasele ulterioare acest lucru este complicat de necesitatea de a alege între un gigant și un pitic. Cu toate acestea, anumite diferențe de intensitate a unor linii ne permit să facem cu încredere această alegere.

Aproximativ 90% dintre stele sunt în secvența principală. Luminozitatea lor se datorează reacțiilor termonucleare care transformă hidrogenul în heliu. Există, de asemenea, câteva ramuri de stele gigantice evoluate în care ard heliul și elementele mai grele. În stânga jos a diagramei sunt pitici albe complet evoluate.

TIPURI DE STELE

Giganți-- un tip de stea cu o rază semnificativ mai mare și luminozitate mai mare decât stelele din secvența principală care au aceeași temperatură la suprafață. De obicei, stelele gigantice au raze de la 10 la 100 de raze solare și luminozități de la 10 la 1000 de luminozități solare. Stelele cu luminozități mai mari decât cele ale giganților sunt numite supergiganți și hipergiganți. Stelele din secvența principală fierbinți și luminoase pot fi, de asemenea, clasificate ca giganți albi. În plus, datorită razei lor mari și luminozității mari, giganții se află deasupra secvenței principale.

Pitici- un tip de stele mici de la 1 la 0,01 raza. Soarele și luminozități scăzute de la 1 la 10-4 luminozitatea Soarelui cu o masă de la 1 la 0,1 masa solară.

· Pitică albă- stele evoluate cu o masă care nu depășește 1,4 mase solare, lipsite de surse proprii de energie termonucleară. Diametrul unor astfel de stele poate fi de sute de ori mai mic decât cel al Soarelui și, prin urmare, densitatea poate fi de 1.000.000 de ori mai mare decât densitatea apei.

· Pitic roșu-- o stea din secvența principală mică și relativ rece, cu o clasă spectrală M sau K superioară. Sunt destul de diferite de alte stele. Diametrul și masa piticelor roșii nu depășește o treime din masa solară (limita inferioară a masei este de 0,08 solară, urmată de piticele brune).

· Pitică brună-- obiecte substelare cu mase în intervalul 5-75 mase Jupiter (și un diametru aproximativ egal cu diametrul lui Jupiter), la adâncimea cărora, spre deosebire de stelele din secvența principală, nu are loc nicio reacție de fuziune termonucleară cu conversia hidrogenului în heliu.

· Pitici subbrunii sau subpitici bruni-- formațiuni reci cu mase sub limita piticelor brune. În general, ele sunt considerate planete.

· Pitic negru- pitice albe care s-au racit si, ca urmare, nu emit in domeniul vizibil. Reprezintă stadiul final al evoluției piticelor albe. Masele de pitice negre, ca și masele de pitice albe, sunt limitate peste 1,4 mase solare.

Steaua de neutroni- formațiuni stelare cu mase de ordinul a 1,5 solare și dimensiuni vizibil mai mici decât piticele albe, de aproximativ 10-20 km în diametru. Densitatea unor astfel de stele poate ajunge la 1000.000.000.000 de densități de apă. Și câmpul magnetic este de același număr de ori mai mare decât câmpul magnetic al Pământului. Astfel de stele constau în principal din neutroni, strâns comprimați de forțele gravitaționale. Adesea, astfel de stele sunt pulsari.

Steaua noua- stele a căror luminozitate crește brusc de 10.000 de ori. Nova este un sistem binar format dintr-o pitică albă și o stea însoțitoare situată pe secvența principală. În astfel de sisteme, gazul de la stea curge treptat către pitica albă și explodează periodic acolo, provocând o explozie de luminozitate.

Supernova- aceasta este o stea care își încheie evoluția într-un proces exploziv catastrofal. Flare în acest caz poate fi cu câteva ordine de mărime mai mare decât în ​​cazul unei noi. O explozie atât de puternică este o consecință a proceselor care au loc în stea în ultima etapă de evoluție.

Stea dubla- acestea sunt două stele legate gravitațional care orbitează în jur centru general greutate Uneori există sisteme de trei sau mai multe stele, în acest caz general sistemul se numește stea multiplă. În cazurile în care un astfel de sistem stelar nu este prea departe de Pământ, stelele individuale pot fi distinse printr-un telescop. Dacă distanța este semnificativă, atunci este posibil să înțelegem că astronomii pot vedea o stea dublă doar prin semne indirecte - fluctuații ale luminozității cauzate de eclipsele periodice ale unei stele de către alta și altele.

Pulsari- acestea sunt stele neutronice în care câmpul magnetic este înclinat față de axa de rotație și, în timp ce se rotesc, provoacă modularea radiației care vine pe Pământ.

Primul pulsar a fost descoperit folosind radiotelescopul Mallard Radio Astronomy Observatory. Universitatea Cambridge. Descoperirea a fost făcută de studentul absolvent Jocelyn Bell în iunie 1967 la o lungime de undă de 3,5 m, adică 85,7 MHz. Acest pulsar se numește PSR J1921+2153. Observațiile pulsarului au fost ținute secrete timp de câteva luni, iar apoi a fost numit LGM-1, care înseamnă „omuleți verzi”. Motivul pentru aceasta a fost impulsurile radio care au ajuns pe Pământ la intervale regulate și, prin urmare, s-a presupus că aceste impulsuri radio au fost de origine artificială.

Jocelyn Bell a fost în grupul lui Hewish, au găsit încă 3 surse de semnale similare, după care nimeni nu s-a îndoit că semnalele nu sunt de origine artificială. Până la sfârșitul anului 1968, fuseseră deja descoperiți 58 de pulsari. Și în 2008, erau deja cunoscuți 1.790 de pulsari radio. Cel mai apropiat pulsar de sistemul nostru solar se află la 390 de ani lumină distanță.

Quazari sunt obiecte strălucitoare care emit cele mai semnificative cantități de energie găsite în Univers. Fiind la o distanță colosală de Pământ, ele demonstrează o luminozitate mai mare decât corpurile cosmice situate de 1000 de ori mai aproape. Conform definiției moderne, un quasar este nucleul activ al unei galaxii, unde au loc procese care eliberează o cantitate imensă de energie. Termenul în sine înseamnă „sursă radio asemănătoare stelelor”. Primul quasar a fost observat de astronomii americani A. Sandage și T. Matthews, care observau stele la un observator din California. În 1963, M. Schmidt, folosind un telescop reflector care a colectat radiații electromagnetice la un moment dat, a descoperit o abatere în spectrul obiectului observat către roșu, ceea ce a determinat că sursa sa se îndepărta de sistemul nostru. Studiile ulterioare au arătat că corpul ceresc, înregistrat ca 3C 273, este situat la o distanță de 3 miliarde de ani lumină. ani și se retrage cu o viteză extraordinară - 240.000 km/s. Oamenii de știință de la Moscova, Sharov și Efremov, au studiat fotografiile timpurii disponibile ale obiectului și au descoperit că acesta și-a schimbat în mod repetat luminozitatea. Schimbările neregulate ale intensității luminozității sugerează o dimensiune mică a sursei.

5. SURSE DE ENERGIE ALE STELELOR

Pe parcursul a o sută de ani după ce R. Mayer a formulat legea conservării energiei în 1842, au fost exprimate multe ipoteze despre natura surselor de energie ale stelelor, în special, a fost propusă o ipoteză despre căderea meteoroizilor pe o stea. , dezintegrarea radioactivă a elementelor și anihilarea protonilor și electronilor. Numai compresia gravitațională și fuziunea termonucleară au o importanță reală.

Fuziunea termonucleară în interiorul stelelor

Până în 1939, s-a stabilit că sursa energiei stelare a fost fuziunea termonucleară care are loc în intestinele stelelor. Majoritatea stelelor radiază deoarece în miezul lor patru protoni se combină printr-o serie de pași intermediari într-o singură particulă alfa. Această transformare poate avea loc în două moduri principale, numite ciclul proton-proton sau p-p și ciclul carbon-azot sau CN. În stelele cu masă mică, eliberarea de energie este asigurată în principal de primul ciclu, în stelele grele - de al doilea. Furnizarea de energie nucleară într-o stea este finită și este cheltuită în mod constant cu radiații. Procesul de fuziune termonucleară, care eliberează energie și modifică compoziția materiei stelei, în combinație cu gravitația, care tinde să comprime steaua și, de asemenea, eliberează energie, iar radiațiile de la suprafață, care transportă energia eliberată, sunt principalele forțele motrice ale evoluției stelare.

Hans Albrecht Bethe este un astrofizician american care a câștigat Premiul Nobel pentru fizică în 1967. Principalele lucrări sunt dedicate fizicii nucleare și astrofizicii. El a descoperit ciclul proton-proton al reacțiilor termonucleare (1938) și a propus un ciclu carbon-azot în șase etape pentru a explica procesul reacțiilor termonucleare în stele masive, pentru care a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru „contribuții la teoria reacțiilor nucleare, în special pentru descoperirile referitoare la sursele de energie ale stelelor”.

Compresie gravitațională

Compresia gravitațională este un proces intern al unei stele datorită căruia iese în evidență energie internă.

Să presupunem că la un moment dat, din cauza răcirii stelei, temperatura din centrul acesteia va scădea ușor. Va scădea și presiunea din centru și nu va mai compensa greutatea straturilor de deasupra. Forțele gravitaționale vor începe să comprime steaua. În acest caz, energia potențială a sistemului va scădea (din moment ce energia potențială este negativă, modulul său va crește), în timp ce energia internă, și deci temperatura din interiorul stelei, va crește. Dar doar jumătate din energia eliberată va fi cheltuită pentru creșterea temperaturii. energie potenţială, cealaltă jumătate va merge la menținerea radiației stelei.

6. EVOLUȚIA STELELOR

Evoluția stelară în astronomie este succesiunea schimbărilor pe care o stea le suferă în timpul vieții sale, adică de-a lungul a milioane sau miliarde de ani în timp ce emite lumină și căldură. În perioade atât de enorme, schimbările sunt destul de semnificative.

Principalele faze ale evoluției unei stele sunt nașterea (formarea stelelor), o lungă perioadă de existență (de obicei stabilă) a stelei ca sistem integral în echilibru hidrodinamic și termic și, în sfârșit, perioada „moartei sale, ” adică un dezechilibru ireversibil care duce la distrugerea unei stele sau la contracția catastrofală a acesteia. Cursul evoluției unei stele depinde de masa și compoziția chimică inițială a acesteia, care, la rândul său, depinde de momentul formării stelei și de poziția sa în Galaxie în momentul formării. Cu cât masa unei stele este mai mare, cu atât evoluția ei este mai rapidă și „viața” sa mai scurtă.

O stea își începe viața ca un nor rece, rarefiat de gaz interstelar, comprimat sub propria sa gravitație și luând treptat forma unei bile. Când este comprimată, energia gravitațională se transformă în căldură, iar temperatura obiectului crește. Când temperatura din centru atinge 15-20 milioane K, încep reacțiile termonucleare și compresia se oprește. Obiectul devine o stea cu drepturi depline.

După un anumit timp - de la un milion la zeci de miliarde de ani (în funcție de masa inițială) - steaua epuizează resursele de hidrogen ale nucleului. La stelele mari și fierbinți acest lucru se întâmplă mult mai repede decât la cele mici și mai reci. Epuizarea aportului de hidrogen duce la oprirea reacțiilor termonucleare.

Fără presiunea care a apărut în timpul acestor reacții și a echilibrat gravitația internă în corpul stelei, steaua începe să se contracte din nou, așa cum a făcut anterior în timpul formării sale. Temperatura și presiunea cresc din nou, dar, spre deosebire de stadiul protostar, la un nivel mult mai ridicat. Colapsul continuă până când reacțiile termonucleare care implică heliu încep la o temperatură de aproximativ 100 milioane K.

„Arderea” termonucleară a materiei, reluată la un nou nivel, provoacă o expansiune monstruoasă a stelei. Steaua „se umflă”, devenind foarte „slăbită”, iar dimensiunea ei crește de aproximativ 100 de ori. Deci, steaua devine o gigantă roșie, iar faza de ardere a heliului durează aproximativ câteva milioane de ani. Aproape toate giganții roșii sunt stele variabile.

După încetarea reacțiilor termonucleare în miezul lor, aceștia, răcindu-se treptat, vor continua să emită slab în intervalele de infraroșu și microunde ale spectrului electromagnetic.

SOARE

Soarele este singura stea din Sistemul Solar, toate planetele sistemului, precum și sateliții lor și alte obiecte, inclusiv praful cosmic, se mișcă în jurul lui.

Caracteristicile Soarelui

· Masa Soarelui: 2.1030 kg (332.946 mase Pământului)

Diametru: 1.392.000 km

· Raza: 696.000 km

Densitate medie: 1.400 kg/m3

Înclinarea axei: 7,25° (față de planul eclipticului)

Temperatura suprafeței: 5.780 K

Temperatura în centrul Soarelui: 15 milioane de grade

Clasa spectrală: G2 V

Distanța medie față de Pământ: 150 milioane km

· Vârsta: aproximativ 5 miliarde de ani

Perioada de rotație: 25.380 de zile

Luminozitate: 3,86 1026 W

· Magnitudine aparenta: 26,75m

Structura soarelui

Conform clasificării spectrale, steaua este un tip de „pitică galbenă”, după calcule grosiere, vârsta sa este de puțin peste 4,5 miliarde de ani, se află la mijlocul ciclului său de viață. Soarele, format din 92% hidrogen și 7% heliu, are o structură foarte complexă. În centrul său se află un nucleu cu o rază de aproximativ 150.000-175.000 km, care reprezintă până la 25% din raza totală a stelei în centrul său temperatura se apropie de 14.000.000 K. Miezul se rotește în jurul axei sale, cu viteză mare; iar această viteză depășește semnificativ indicatorii învelișurilor exterioare ale stelei. Aici are loc reacția de formare a heliului din patru protoni, rezultând o cantitate mare de energie care trece prin toate straturile și este emisă din fotosferă sub formă de energie cinetică și lumină. Deasupra miezului există o zonă de transfer radiativ, unde temperaturile sunt în intervalul 2-7 milioane K. Aceasta este urmată de o zonă convectivă de aproximativ 200.000 km grosime, unde nu mai există re-radiere pentru transferul de energie, ci plasmă. amestecarea. La suprafața stratului, temperatura este de aproximativ 5800 K. Atmosfera Soarelui este formată din fotosferă, care formează suprafața vizibilă a stelei, cromosferă, care are o grosime de aproximativ 2000 km, și coroană, ultima exterioară. învelișul soarelui, a cărui temperatură este în intervalul 1.000.000-20.000.000 K. Din partea exterioară Coroana provoacă eliberarea de particule ionizate numite vânt solar.

Câmpurile magnetice joacă un rol important în apariția fenomenelor care au loc pe Soare. Materia de pe Soare este peste tot o plasmă magnetizată. Uneori, în anumite zone intensitatea câmpului magnetic crește rapid și puternic. Acest proces este însoțit de apariția unui întreg complex de fenomene de activitate solară în diferite straturi ale atmosferei solare. Acestea includ facule și pete în fotosferă, floculi în cromosferă și proeminențe în coroană. Cel mai remarcabil fenomen, care acoperă toate straturile atmosferei solare și are originea în cromosferă, sunt erupțiile solare.

În timpul observațiilor, oamenii de știință au descoperit că Soarele este o sursă puternică de emisii radio. Undele radio pătrund în spațiul interplanetar, care sunt emise de cromosferă (unde centimetrice) și coroană (unde decimetrice și metrice).

Emisia radio de la Soare are două componente - constantă și variabilă (rafale, „furtuni de zgomot”). În timpul erupțiilor solare puternice, emisia radio de la Soare crește de mii și chiar de milioane de ori în comparație cu emisia radio de la Soare liniștit. Această emisie radio este de natură non-termică.

Razele X provin în principal din straturile superioare ale cromosferei și coroanei. Radiația este deosebit de puternică în anii de activitate solară maximă.

Soarele emite nu numai lumină, căldură și toate celelalte tipuri de radiații electromagnetice. Este, de asemenea, o sursă a unui flux constant de particule - corpusculi. Neutrinii, electronii, protonii, particulele alfa și nucleele atomice mai grele alcătuiesc împreună radiația corpusculară a Soarelui. O parte semnificativă a acestei radiații este o ieșire mai mult sau mai puțin continuă de plasmă - vântul solar, care este o continuare a straturilor exterioare ale atmosferei solare - coroana solară. Pe fondul acestui vânt de plasmă care sufla constant, regiunile individuale ale Soarelui sunt surse de fluxuri mai direcționate, îmbunătățite, așa-numitele corpusculare. Cel mai probabil, ele sunt asociate cu regiuni speciale ale coroanei solare - găuri coronare și, eventual, cu regiuni active de lungă durată pe Soare. În cele din urmă, cele mai puternice fluxuri pe termen scurt de particule, în principal electroni și protoni, sunt asociate cu erupțiile solare. Ca rezultat al celor mai puternice erupții, particulele pot dobândi viteze care sunt o fracțiune vizibilă din viteza luminii. Particulele cu energii atât de mari se numesc raze cosmice solare.

Radiația corpusculară solară are o influență puternică asupra Pământului și în primul rând asupra straturilor superioare ale atmosferei și câmpului magnetic al acestuia, provocând multe fenomene geofizice interesante.

Evoluția soarelui

Se crede că Soarele s-a format cu aproximativ 4,5 miliarde de ani în urmă, când compresia rapidă sub influența gravitației a unui nor de hidrogen molecular a dus la formarea unei stele de tip 1 a populației T Tauri în regiunea noastră din Galaxie.

O stea la fel de masivă precum Soarele ar trebui să existe pe secvența principală pentru un total de aproximativ 10 miliarde de ani. Astfel, Soarele se află acum aproximativ la mijlocul ciclului său de viață. În stadiul actual, în miezul solar au loc reacții termonucleare, transformând hidrogenul în heliu. În fiecare secundă în miezul Soarelui, aproximativ 4 milioane de tone de materie este transformată în energie radiantă, rezultând generarea de radiatia solarași fluxul de neutrini solari.

Când Soarele atinge o vârstă de aproximativ 7,5 - 8 miliarde de ani (adică peste 4-5 miliarde de ani), steaua se va transforma într-o gigantă roșie, învelișurile sale exterioare se vor extinde și vor ajunge pe orbita Pământului, împingând posibil planeta mai departe. departe. Sub influența temperaturilor ridicate, viața așa cum o înțelegem astăzi va deveni pur și simplu imposibilă. Soarele își va petrece ciclul final al vieții ca pitică albă.

CONCLUZIE

Din această lucrare se pot trage următoarele concluzii:

· Elemente de bază ale structurii Universului: galaxii, stele, planete

Galaxiile sunt sisteme de miliarde de stele care orbitează în jurul centrului galaxiei și sunt conectate prin gravitație reciprocă și origine comună,

Planetele sunt corpuri care nu emit energie și au o structură internă complexă.

Cele mai comune corpuri cerești din Universul observabil sunt stelele.

Conform conceptelor moderne, o stea este un obiect gaz-plasmă în care fuziunea termonucleară are loc la temperaturi de peste 10 milioane de grade K.

· Principalele metode de studiere a Universului vizibil sunt telescoapele și radiotelescoapele, citirile spectrale și undele radio;

· Principalele concepte care descriu stelele sunt:

Magnitudinea stelare, care caracterizează nu mărimea stelei, ci strălucirea acesteia, adică iluminarea pe care steaua o creează pe Pământ;

...

Documente similare

Formarea principiilor de bază ale teoriei cosmologice - știința structurii și evoluției Universului. Caracteristicile teoriilor despre originea Universului. Teoria Big Bang și Evoluția Universului. Structura Universului și modelele sale. Esența conceptului de creaționism.

prezentare, adaugat 11.12.2012


Idei fizice moderne despre quarci. Teoria sintetică a evoluției. Ipoteza Gaia (Pământ). Teoria lui Darwin în forma sa modernă. Raze cosmice și neutrini. Perspective pentru dezvoltarea astronomiei gravitaționale. Metode moderne studiind Universul.

rezumat, adăugat 18.10.2013


Ideea Big Bang-ului și a Universului în expansiune. Teoria Universului fierbinte. Caracteristici ale stadiului actual în dezvoltarea cosmologiei. Vidul cuantic în centrul teoriei inflației. Bazele experimentale pentru conceptul de vid fizic.

prezentare, adaugat 20.05.2012


Structura Universului și viitorul său în contextul Bibliei. Evoluția unei stele și viziunea Bibliei. Teorii ale apariției Universului și ale vieții pe acesta. Conceptul de reînnoire și transformare a viitorului Universului. Metagalaxie și stele. Teoria modernă a evoluției stelare.

rezumat, adăugat 04.04.2012


Idei ipotetice despre Univers. Principii de bază ale cunoașterii în știința naturii. Dezvoltarea Universului după Big Bang. Modelul cosmologic al lui Ptolemeu. Caracteristicile teoriei Big Bang. Etapele evoluției și schimbările de temperatură în Univers.

lucrare curs, adaugat 28.04.2014


Principii de incertitudine, complementaritate, identitate în mecanica cuantică. Modele ale evoluției Universului. Proprietățile și clasificarea particulelor elementare. Evoluția stelelor. Originea, structura sistemului solar. Dezvoltarea ideilor despre natura luminii.

cheat sheet, adăugată la 15.01.2009


Teoria Big Bang. Conceptul de radiație cosmică de fond cu microunde. Teoria inflaționistă a vidului fizic. Fundamentele modelului unui Univers omogen izotrop nestaționar în expansiune. Esența modelelor Lemaitre, de Sitter, Milne, Friedman, Einstein-de Sitter.

rezumat, adăugat 24.01.2011


Structura și evoluția Universului. Ipoteze ale originii și structurii Universului. Starea spațiului înainte de Big Bang. Compoziția chimică a stelelor conform analizei spectrale. Structura unei gigante roșii. Găuri negre, masă ascunsă, quasari și pulsari.

rezumat, adăugat 20.11.2011


Revoluție în știința naturii, apariția și dezvoltarea ulterioară a doctrinei structurii atomului. Compoziția, structura și timpul megamondului. Modelul cuarc al hadronilor. Evoluția Metagalaxiei, a galaxiilor și a stelelor individuale. Imagine modernă a originii Universului.

lucrare curs, adaugat 16.07.2011


Ipotezele de bază ale universului: de la Newton la Einstein. Teoria „big bang” (modelul Universului în expansiune) ca cea mai mare realizare a cosmologiei moderne. Ideile lui A. Friedman despre expansiunea Universului. Modelul G.A. Gamow, formarea elementelor.

Întrebarea de ce strălucesc stelele este una copilărească, dar, cu toate acestea, derută o bună jumătate dintre adulții care fie au uitat cursul școlar de fizică și astronomie, fie s-au jucat foarte mult în copilărie.

Explicația strălucirii stelelor

Stelele sunt în esență bile de gaz, prin urmare, în timpul existenței lor și al proceselor chimice care au loc în ele, emit lumină. Spre deosebire de luna, care reflectă pur și simplu lumina soarelui, stelele, precum soarele nostru, strălucesc ele însele. Dacă vorbim despre soarele nostru, este de mărime medie, precum și o stea în vârstă. De regulă, acele stele care vizual par mai mari pe cer sunt mai aproape, cele care abia se văd sunt mai departe. Există încă milioane dintre cei care nu sunt deloc vizibili cu ochiul liber. Oamenii s-au familiarizat cu ele când a fost inventat primul telescop.

O stea, deși nu este vie, are propriul ciclu de viață, motiv pentru care în diferite etape are o strălucire diferită. Când călătoria vieții ei se termină, ea se transformă treptat într-o pitică roșie. În acest caz, lumina sa este, în consecință, roșiatică, impulsurile sunt posibile, lumina pare să pâlpâie, ca strălucirea unei lămpi cu incandescență în timpul schimbărilor bruște de tensiune în rețea. Anumite părți fie devin cruste, fie explodează din nou cu o vigoare reînnoită, formând vizual astfel de lumini intermitente.

Un alt motiv pentru diferența în secțiunile transversale ale stelelor constă în spectralitatea lor. Este ca lungimea și frecvența razelor de lumină pe care le emit. Acest lucru depinde de compoziția chimică a stelei, precum și de dimensiunea acesteia.

Toate stelele au și dimensiuni diferite. Dar ceea ce se înțelege aici nu este modul în care ne arată ei când se uită la cer seara sau noaptea, ci dimensiunile lor reale, care sunt calculate cu diferite grade de precizie de către astronomi.

Trebuie spus că stelele strălucesc nu numai noaptea, ci și ziua. Doar că soarele luminează atmosfera în timpul zilei, o vedem formată din multe straturi de nori. Noaptea, soarele luminează cealaltă parte a pământului și acolo unde este întuneric, atmosfera devine transparentă. Așa vedem ceea ce înconjoară planeta noastră - stelele, însoțitorul ei, Luna, uneori chiar meteoriți, comete, chiar și o altă planetă a sistemului solar - Venus. Pare a fi o stea mare, dar strălucirea ei, ca cea a Lunii, se datorează faptului că reflectă lumina soarelui. Venus este vizibilă în principal la începutul serii sau în zori.

Știi?

• Girafa este considerată cel mai înalt animal din lume, înălțimea sa atinge 5,5 metri. În principal datorită gâtului lung. În ciuda faptului că în [...]
• Mulți vor fi de acord că femeile în această poziție devin deosebit de superstițioase sunt mai susceptibile decât altele la tot felul de superstiții și […]
• Este rar să întâlniți o persoană care nu găsește tufa de trandafiri frumos. Dar, în același timp, este cunoscută. Că astfel de plante sunt destul de fragede [...]
• Oricine poate spune cu încredere că nu știe că bărbații se uită la filme porno va minți în cel mai flagrant mod. Bineînțeles că arată, doar [...]
• Probabil că nu există niciun site web sau forum auto pe World Wide Web unde întrebarea despre […]
• Vrabia este o pasăre destul de comună în lume, de dimensiuni mici și de culoare pestriță. Dar particularitatea sa este că [...]
• Râsul și lacrimile, sau mai degrabă plânsul, sunt două emoții direct opuse. Ceea ce se știe despre ei este că ambele sunt congenitale și nu [...]