Csillagászati kutatás tudományos intézetekben, egyetemeken és obszervatóriumokban tartják. A Leningrád melletti Pulkovo csillagvizsgáló (36. ábra) 1839 óta létezik, és a legpontosabb csillagkatalógusok összeállításáról híres. A múlt században a világ csillagászati fővárosának nevezték. A legnagyobbra posztszovjet tér az obszervatóriumok közé kell tartoznia az észak-kaukázusi Speciális asztrofizikai obszervatóriumnak, a krími (Szimferopol közelében), a Byurakan (Jereván közelében), az Abastuman (Borjomi közelében), a Goloseevskaya (Kijevben), a Shemakha (Baku közelében) obszervatóriumnak. Az oroszországi csillagászati intézetek közül a legnagyobbak a Moszkvai Állami Egyetem Sternberg Csillagászati Intézete és a Leningrádi Szovjetunió Tudományos Akadémia Elméleti Csillagászati Intézete.
1. Optikai csillagászat.
A fő csillagászati műszer az távcső.
A teleszkóp célja, hogy minél több fényt gyűjtsön össze a vizsgált objektumról, és (vizuális megfigyelések során) növelje annak látszólagos szögméreteit.
A teleszkóp fő optikai része az lencse, amely összegyűjti a fényt és képet alkot a forrásról.
Ha a távcső objektívje lencse vagy lencserendszer, akkor a teleszkópot hívják refraktor, és ha homorú tükör - akkor reflektor.
A teleszkópok tervezésében nagy áttörést jelentett a meniszkusz teleszkóp feltalálása, amelyet D. D. Maksutov szovjet optikus talált fel. Meniszkusz - vékony, domború-konkáv, kis görbületű lencse, amelyet a cső felső részébe szerelnek fel, hogy kijavítsák a fő tükör hiányosságait. A meniszkusz felületén lerakódott kerek alumíniumfolt kiegészítő tükörként szolgál.
A teleszkóp által összegyűjtött fényenergia a lencse méretétől függ. Minél nagyobb a felülete, annál gyengébb fényű tárgyak figyelhetők meg távcsövön keresztül.
A refraktorban a lencsén áthaladó sugarak megtörnek, és a tárgyról képet alkotnak. gyújtóponti sík. A reflektorban a homorú tükör sugarai visszaverődnek, majd össze is gyűlnek a fókuszsíkban.
54. ábra. A teleszkóp elrendezése:
a) refraktor; b) reflektor; c) meniszkusz teleszkóp.
A lencse által épített égi objektum képe egy okulárnak nevezett lencsén keresztül is megtekinthető, vagy lefényképezhető.
A fényáramok energiájának nagy pontosságú mérésére fotoelektromos fotométereket használnak. Ezekben a csillag fényét, amelyet a távcső lencséje gyűjt össze, egy elektronikus vákuumkészülék - egy fotomultiplikátor - fényérzékeny rétegére irányítják, amelyben gyenge áram keletkezik, amelyet speciális elektronikus eszközök erősítenek és rögzítenek. A fényt speciálisan kiválasztott különböző szűrőkön átengedve a csillagászok mennyiségileg és nagy pontossággal megbecsülik az objektumok színét.
55. ábra. Optikai teleszkóppal készült kép egy galaxisról.
2. Rádiócsillagászat.
A tér felfedezése után rádiósugárzás, fogadására jöttek létre rádióteleszkópok különféle rendszerek. Egyes rádióteleszkópok antennái hasonlóak a hagyományos reflektorokhoz. Rádióhullámokat gyűjtenek egy fém homorú tükör fókuszában. Ez a tükör rácsmá alakítható és hatalmas méretű - több tíz méter átmérőjű.
56. ábra. Arecibo Obszervatórium rádióteleszkópja (Puerto Rico)
Léteznek egymástól távol (néha több száz kilométerre) lévő, egyedi antennák rendszeréből álló rádióteleszkópok, amelyek segítségével egyidejűleg egy kozmikus rádióforrást is megfigyelnek. Ezzel a módszerrel megtudhatjuk a vizsgált rádióforrás szerkezetét és megmérhetjük a szögméretét, még akkor is, ha az sokszor kisebb, mint egy ívmásodperc.
57. ábra. Rádióteleszkóp az Atacama-sivatagban (Chile).
A RATAN-600 a világ egyik legnagyobb rádióteleszkópja. Ez a rádióteleszkóp 1974-ben épült Zelenchukskaya falu közelében, Karacsáj-Cserkesziában, 970 m tengerszint feletti magasságban.
58. ábra. RATAN-600.
3. Spektrális elemzés.
A legtöbb égi objektumról a legfontosabb információforrás a sugárzásuk. A testekről a legértékesebb és legváltozatosabb információ a sugárzásuk spektrális elemzéséből nyerhető. Ezzel a módszerrel megállapítható a világítótest minőségi és mennyiségi kémiai összetétele, hőmérséklete, mágneses mező, mozgás sebessége a látóvonal mentén és még sok más.
A spektrális elemzés, mint tudják, a fénydiszperzió jelenségén alapul. Ha egy keskeny fehér fénysugarat helyezünk egy háromszögű prizma oldallapjára, akkor az üvegben különböző módon megtörve az alkotó sugarai egy irizáló csíkot adnak a képernyőn, amelyet spektrumnak nevezünk. A spektrumban minden szín mindig meghatározott sorrendben van elrendezve.
59. ábra. Spektrum képződés.
Mint tudják, a fény elektromágneses hullámok formájában terjed. Minden szín megfelel az elektromágneses hullámok bizonyos hullámhosszának. A fény hullámhossza vörösről lilára csökken körülbelül 0,7-0,4 mikronnal. A spektrumban az ibolya sugarak mögött ultraibolya sugarak fekszenek, amelyek nem láthatók a szemmel, de a fényképezőlapon hatnak. A röntgensugárzásnak még rövidebb a hullámhossza. A vörös sugarak mögött az infravörös sugarak tartománya található. Láthatatlanok, de infravörös sugárzás vevők, például speciális fényképezőlapok érzékelik őket.
60. ábra. Az elektromágneses sugárzás mértéke.
A spektrumok megszerzésére használt műszereket ún spektroszkópÉs spektrográf. A spektrumot spektroszkóppal vizsgáljuk és spektrográffal fényképezzük. A spektrumfotózás az ún spektrogram.
Létezik a következő típusok földi források és égitestek spektrumai.
a) Szivárványcsík formájában folytonos, vagy folytonos spektrumot adnak átlátszatlan izzótestek (szén, villanylámpa izzószál) és kellően kiterjedt sűrű gáztömegek.
b) A sugárzás vonalspektrumát erős melegítésű ritkított gázok és gőzök adják. Mindegyik gáz szigorúan meghatározott hullámhosszú fényt bocsát ki, és egy adott kémiai elemre jellemző vonalspektrumot ad. A gáz halmazállapotában vagy izzásának körülményeiben bekövetkező erős változások, például felmelegedés vagy ionizáció bizonyos változásokat okoz egy adott gáz spektrumában. Táblázatok készültek, amelyek felsorolják az egyes gázok vonalait, és jelzik az egyes vezetékek fényerejét. Például a nátriumgőz spektrumában két sárga vonal különösen világos.
c) A gázok és gőzök vonalabszorpciós spektrumot hoznak létre, ha mögöttük fényes forrás van, amely folytonos spektrumot ad. Az abszorpciós spektrum egy folytonos spektrum, amelyet sötét vonalak metszenek, amelyek pontosan azokon a helyeken találhatók, ahol a gázban rejlő világos vonalaknak elhelyezkedniük kell. Például két sötét nátriumgőz-abszorpciós vonal található a spektrum sárga részén.
61. ábra. A spektrumok típusai.
A spektrumok tanulmányozása lehetővé teszi az elemzést kémiai összetétel fényt kibocsátó vagy elnyelő gázok. Az energiát kibocsátó vagy elnyelő atomok vagy molekulák számát a vonalak intenzitása határozza meg. Minél észrevehetőbb egy adott elem vonala az emissziós vagy abszorpciós spektrumban, annál több ilyen atom (molekula) van a fénysugár útjában.
A napot és a csillagokat gáznemű légkör veszi körül. Látható felületük folytonos spektrumát sötét abszorpciós vonalak vágják, amelyek akkor jelennek meg, amikor a sugárzás áthalad a csillagok légkörén. Ezért a Nap és a csillagok spektrumai abszorpciós spektrumok.
62. ábra. Spektrumok: 1) Nap; 2) hidrogén; 3) hélium; 4) Szíriusz (fehér csillag);
5) Betelgeuse vagy α Orion (vörös csillag)
4 Földönkívüli csillagászat
Az égitestek és az űrkörnyezet vizsgálati módszereiben kiemelt helyet foglal el az űrtechnológia segítségével végzett kutatás. Ez azzal kezdődött, hogy a Szovjetunióban 1957-ben felbocsátották a világ első mesterséges földi műholdját. A gyorsan fejlődő űrhajózás lehetővé tette:
1) légkörön kívüli mesterséges műholdak létrehozása a Földön;
2) mesterséges hold és bolygók létrehozása;
3) a Földről irányított műszerek repülése és leszállása a Holdra és a bolygókra;
4) a Földről vezérelt, a bolygókról talajmintákat szállító, különböző méréseket rögzítő automaták létrehozása;
5) laboratóriumok repülése az űrbe emberekkel és leszállásuk a Holdra.
Az űrhajók lehetővé tették az elektromágneses sugárzás minden hullámhossz-tartományában végzett kutatást. Ezért a modern csillagászatot gyakran mindenhullámú csillagászatnak nevezik. A légkörön kívüli megfigyelések lehetővé teszik a Föld légköre által elnyelt vagy erősen megváltoztatott sugárzások fogadását az űrben: távoli ultraibolya, röntgen- és infravörös sugarakat, bizonyos hullámhosszú, a Földet nem érő rádiósugárzást, valamint korpuszkuláris sugárzást. a Naptól és más testektől.
gamma sugarak szupernóvák, neutroncsillagok, pulzárok és fekete lyukak bocsátanak ki.
röntgensugarak galaxishalmazokat, fekete lyukakat, aktív galaktikus magokat, szupernóva-maradványokat, csillagokat, fehér törpével párosuló csillagokat (katasztrofális változócsillagok), neutroncsillagokat vagy fekete lyukakat (röntgen-binárisok) bocsátanak ki.
Kibocsátó tárgyak ultraibolya sugárzás, ide tartozik a Nap, más csillagok és galaxisok.
Optikai teleszkópokat használnak csillagok, galaxisok, bolygóködök és protoplanetáris korongok megfigyelésére.
BAN BEN infravörös fényben hideg csillagok (beleértve a barna törpéket), ködök és nagyon távoli galaxisok láthatók.
A magban neutrino A teleszkóp Markov akadémikus által 1960-ban megfogalmazott fogalmi gondolat. Ez abban áll, hogy a töltött részecskéket mélyen a víz alatt, tavakban vagy óceánokban regisztrálják egy speciális, feltörekvő fény (Vavilov-Cherenkov-effektus) regisztrálásával. Ez egy meglehetősen erős forrás, amely regisztrálható.
1993-ban megkezdődött az NT-200 Bajkál neutrínó távcső építése. 196 optikai modult tartalmazott, tehát 200. És már 1994-ben megszülettek az első eredmények ezen a telepítésen. 1995 és 2000 között az AMANDA telepítést a Déli-sarkon hozták létre - ez az első generációs detektor, ugyanaz, mint a Bajkál. A következő lépés 2008-ban készült, amikor egy víz alatti installációt, az ANTARES-t már szállították a Földközi-tengerbe, jelenleg is működik a Franciaország melletti Toulon-öbölben. 2011-ben üzembe helyezték a Déli-sarkon az IceCube nevű létesítményt, amely körülbelül 5000 fotodetektort tartalmaz egy köbkilométernyi jégben, 1500-2500 méter mélységben.
Rizs. 63. Földönkívüli távcsövek. Balról jobbra:
1) "Einstein" röntgenteleszkóp
2) "Hubble" optikai teleszkóp
3) „Compton” gamma-teleszkóp
A tőlünk legtávolabbi testek természetéről és rendszereikről is sok információhoz jutottak a különféle űrjárművekre telepített műszerek segítségével végzett vizsgálatoknak köszönhetően.
Asztrofizikai kutatások eredményei a az elmúlt évtizedek megmutatják, hogy jelentős változások mennek végbe a minket körülvevő világban, amelyek nemcsak külön objektumok hanem az egész univerzum egészére.
64. ábra. A Hubble Űrteleszkóp által készített mélyűrfelvétel.
16. fejezet
A Nap a Naprendszer központi és legnagyobb tömegű teste. Tömege 333 000-szerese a Föld tömegének és 750-szerese az összes többi bolygó tömegének. A nap egy erőteljes energiaforrás, amelyet folyamatosan bocsát ki az elektromágneses hullámok spektrumának minden részében - a röntgen- és ultraibolya sugárzástól a rádióhullámokig. Ez a sugárzás biztosítja erős hatás a Naprendszer összes testén: felmelegíti őket, hatással van a bolygók légkörére, fényt és hőt ad a földi élethez.
Ugyanakkor a Nap a hozzánk legközelebb álló csillag, amelyben minden más csillaggal ellentétben megfigyelhetjük a korongot, és egy távcső segítségével apró részleteket tanulmányozhatunk rajta, akár több száz kilométeres körzetben is. méret. A Nap tipikus csillag, ezért tanulmányozása segít a csillagok természetének általános megértésében.
A Nap látszólagos szögátmérője kissé megváltozik a Föld keringési pályájának ellipticitása miatt. Átlagosan körülbelül 32", azaz 1/107 radián, azaz a Nap átmérője 1/107 AU, vagyis körülbelül 1 400 000 km, ami 109-szerese a Föld átmérőjének. A teljes sugárzás teljesítménye a Nap (fényessége) körülbelül 4 10 kW. Tehát egy napelem méretű testet sugároz ki, amely körülbelül 6000 K hőmérsékletre (a Nap effektív hőmérsékletére) hevített. sugárzik.
A nap forró gázgömb. Főleg hidrogénből áll, 10% (atomszámtól függően) hélium keverékkel. Az összes többi elem atomjainak száma együttvéve körülbelül 1000-szer kevesebb. Ezeknek a nehezebb elemeknek a tömege azonban a Nap tömegének 1-2%-a. A Napon az anyag erősen ionizált, azaz az atomok elvesztették külső elektronjaikat, és velük együtt az ionizált gázplazma szabad részecskéivé váltak.
A napanyag átlagos sűrűsége ρ =1400 kg/m 3. Ez az érték arányos a víz sűrűségével, és ezerszer nagyobb, mint a levegő sűrűsége a Föld felszínén. A Nap külső rétegeiben azonban a sűrűség milliószor kisebb, a közepén pedig 100-szor nagyobb, mint az átlagos sűrűség.
A Nap közepe felé irányított gravitációs vonzási erők hatására hatalmas nyomás keletkezik a beleiben.
A spektrális besorolás szerint a Nap a G2V (sárga törpe) típusba tartozik. A napspektrum ionizált és semleges fémek vonalait, valamint hidrogént és héliumot tartalmaz. A Nap körülbelül 26 000 fényévre van a Tejútrendszer középpontjától, és körülötte kering, és 225-250 millió évenként egy kört tesz meg. A Nap keringési sebessége 217 km/s - tehát 1400 földi év alatt egy fényévet, 8 földi nap alatt pedig egy csillagászati egységet tesz meg. Jelenleg a Nap Galaxisunk Orion karjának belső szélén, a Perszeusz kar és a Nyilas kar között, az úgynevezett "Local Interstellar Cloud"-ban, egy nagy sűrűségű területen található. , viszont egy kisebb sűrűségű "Helyi buborék" - szórt magas hőmérsékletű csillagközi gáz zónája. A jelenleg ismert 17 fényéven belüli 50 legközelebbi csillagrendszerhez tartozó csillagok közül a Nap a negyedik legfényesebb csillag (abszolút magnitúdója +4,83 m).
65. ábra. A Nap helyzete a helyi buborékban.
Az asztrofizika a csillagászat egyik ága, amely az égitestek és rendszereik fizikai természetét, eredetét és fejlődését vizsgálja.
Ahogy a név is sugallja, az asztrofizika az égitestek fizikája. Az űr lényegében egy nagy fizikai "laboratórium", ahol olyan feltételek keletkeznek, amelyek gyakran teljesen elérhetetlenek a földi fizikai laboratóriumokban, és ezért rendkívüli érdeklődésre tartanak számot a tudomány számára. Az asztrofizikai kutatási módszereknek két lényeges jellemzője van, amelyek megkülönböztetik őket a laboratóriumi fizika módszereitől. Először a laboratóriumban maga a fizikus állít fel kísérleteket, kiteszi a vizsgált testeket különféle hatásoknak. Az asztrofizikában csak passzív megfigyelések lehetségesek, mivel még nem lehet kísérleteket végezni például csillagokon. Másodszor, ha a laboratóriumban közvetlenül meg lehet mérni a testek hőmérsékletét, sűrűségét, kémiai összetételét stb., akkor az asztrofizikában a távoli égitestekre vonatkozó szinte minden adatot a belőlük érkező elektromágneses hullámok - látható fény és mások - elemzésével nyernek. a szemnek láthatatlan.sugarak.
Az asztrofizikai megfigyelések képezik az asztrofizika alapját. Ebben az esetben a legfontosabb módszer a spektrális elemzés, vagyis a Földre érkező sugárzás energiaáramának vizsgálata az elektromágneses hullámok hosszától függően. Az elektromágneses hullámok információt hordoznak az anyag körülményeiről, honnan erednek, illetve hol tapasztalják abszorpciót és szóródást. A spektrális elemzés feladata ennek az információnak a megfejtése.
A spektrális elemzés megjelenése a XIX. század második felében. azonnal lehetővé tette az égitestek kémiai összetételére vonatkozó következtetések levonását. Az asztrofizika egyik első zseniális vívmánya, amelyet ezzel a kísérleti technikával értek el, egy korábban ismeretlen elem - a hélium - felfedezése volt, amikor a Nap kromoszférájának spektrumát tanulmányozták egy teljes fogyatkozás során 1868-ban. Később, a fejlődés eredményeként kísérleti és elméleti fizika, a spektrális elemzés segítségével szó szerint mindent meghatározhatunk fizikai jellemzőkégitestek és a csillagközi közeg. A spektrumok segítségével megtudhatja a gáz hőmérsékletét, sűrűségét, a különböző kémiai elemek relatív tartalmát, ezen elemek atomjainak állapotát, a gáz sebességét és a mágneses mezők erősségét. A csillagok spektrumából kiszámolhatja a távolságukat is, megtudhatja mozgási sebességüket a látóvonal mentén, mérheti a forgást és még sok minden mást megtudhat.
A teleszkópokban használt modern spektrális műszerek a legújabb fotoelektromos sugárzás detektorokat használják (lásd fotoelektromos hatás), amelyek sokkal pontosabbak és érzékenyebbek, mint egy fényképező lemez vagy az emberi szem.
A technológia és a kísérleti fizika elmúlt évtizedek gyors fejlődése olyan asztrofizikai műszerek megalkotásához vezetett, amelyek a szem számára láthatatlan elektromágneses hullámok tanulmányozására szolgálnak. Az asztrofizika "többhullámúvá" vált. Ezzel természetesen mérhetetlenül kibővült az égitestekről való információszerzés lehetősége. Még a 30-as években. században fedezték fel Galaxisunk rádiósugárzását. A következő években óriási rádióteleszkópokat és ilyen rádióteleszkópok komplex rendszereit építették. A rádióteleszkópokat például hideg, látható fényt nem bocsátó csillagközi gáz megfigyelésére, illetve az elektronok csillagközi mágneses mezőkben való mozgásának vizsgálatára használják. A rádiósugárzás távoli galaxisokból érkezik a Földre, és gyakran hordoz információkat az ott lezajló heves robbanási folyamatokról. A rádiócsillagászat a neutroncsillagok - pulzárok - tanulmányozásának egyik fő módszerévé vált. A rádióhullámok információkat hordoznak a szupernóva-robbanások maradványairól és a sűrű gázfelhőkben uralkodó, teljesen elképesztő körülményekről. Végül a rádiócsillagászat lehetővé tette az Univerzum - gyenge - ereklye-sugárzásának felfedezését elektromágneses sugárzás, kitölti az egész univerzumot, és hőmérséklete körülbelül 3 K. Ez a sugárzás a táguló Univerzum korábbi anyagállapotának lehűtött maradványa (relikviája), amikor körülbelül 15 milliárd évvel ezelőtt sűrű és forró volt (lásd Cosmology, Matter , Hely).
Az asztrofizikusok sok érdekességet tanultak az infravörös sugarak segítségével, amelyek szabadon haladnak át a látható fényt elnyelő porfelhőkön (lásd Infravörös sugárzás). Tehát az infravörös sugarakban folyamatok figyelhetők meg Galaxisunk magjában, valamint a "fiatal" csillagok, amelyek sűrű gáz-por komplexekben születnek.
A csillagászat számára különösen érdekes a nagyenergiájú asztrofizika, amely az energia gyors felszabadulásának folyamatait vizsgálja, amelyek gyakran társulnak az égitestek katasztrofális jelenségeihez. Az így létrejövő elektromágneses sugárzás nagy frekvenciájú, ennek megfelelően rövid hullámhosszú, és a láthatatlan ultraibolya-, röntgen- és gamma-sugárzásnak minősül (lásd röntgensugárzás, gammasugárzás). Az ilyen típusú sugárzásokat a Föld légköre nyeli el. Ezért a megfigyelési asztrofizika ezen szakaszainak fejlesztése csak az űrkorszak kezdetével, a földi légkörön kívüli emberes és automata tudományos állomások létrehozása után vált lehetségessé.
A nagy energiájú asztrofizika számos csodálatos felfedezéshez vezetett. Röntgenteleszkópokat használtak forró gázok felfedezésére galaxishalmazokban, neutroncsillagok impulzusos röntgensugárzását kettős csillagrendszerekben. Végül felfedezték egy erősen felhevült sűrű gáz sugárzását, amely nyilvánvalóan örvényben kavarog, miközben beleesik egy fekete lyukba. A gamma-teleszkópok lehetővé tették az elektronok és pozitronok megsemmisülésének folyamatát Galaxisunk központjában - ütközés során gamma-sugárzássá alakulását.
BAN BEN utóbbi évek kezdett fejlődni új szakasz asztrofizika - neutrínó csillagászat. Hatalmas áthatoló erejének köszönhetően a neutrínók az egyetlen olyan sugárzási típus, amely a Nap és a csillagok legmélyéről is elérheti a Földet, és információt hozhat az ott zajló folyamatokról. Már az első adatok a napneutrínó fluxusairól igen érdekes hipotézisek felállítását tette lehetővé a Nap belében zajló termonukleáris fúzió folyamatairól; a jövőbeni kísérletekben tesztelni kell őket.
Jelenleg a szupernóvák gravitációs összeomlása (azaz a gravitáció hatására történő összenyomódás) idején keletkező neutrínókitörések keresése folyik, aminek eredményeként hatalmas mennyiségben energiát neutrínó sugárzás formájában kell elvinni. A számítások azt mutatják, hogy ezek a neutrínókitörések a földalatti laboratóriumokban (például az Orosz Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézetének Baksan Neutrinó Obszervatóriumában) még akkor is kimutathatók, ha a felrobbanó szupernóva a túl nagy távolságok miatt optikailag nem észlelhető.
A megfigyelő asztrofizika adatai alapján, a fizika törvényeire támaszkodva a csillagászok következtetéseket vonnak le az égitestek olyan állapotairól, amelyeket közvetlenül nem figyelnek meg. Például számolnak belső szerkezet csillagok és a Nap megfigyelési adatok felhasználásával a felszínük körülményeiről. Az elméleti asztrofizika lehetővé teszi a Nap, a csillagok és más égitestek fejlődésének leírását is.
Mint már említettük, az asztrofizikai jelenségek tanulmányozása során a csillagászok gyakran találkoznak olyan fizikai körülményekkel, amelyek a földi laboratóriumokban teljesen elérhetetlenek. Így a csillagközi gáz sűrűsége milliárdszor kisebb, mint a víz sűrűsége, a neutroncsillagok sűrűsége pedig megegyezik az atommagok sűrűségével; A neutroncsillagok mágneses terének erőssége több ezer milliárdszor nagyobb, mint a Föld mágneses terének erőssége.
Nem meglepő, hogy ilyen szokatlan körülmények között új, ismeretlen folyamatok lehetségesek, és ezáltal új fizikai törvények felfedezése. Ez az asztrofizika jelentősége a fizika, minden alaptudomány számára, amely a környező világot ismeri.
) a Nap, a bolygók, az üstökösök vagy a csillagok és ködök kémiai összetétele. Az asztrofizika főbb kísérleti módszerei: spektrális elemzés, fényképezés és fotometria, a szokásos csillagászati megfigyelésekkel együtt. A spektroszkópiai elemzés az a terület, amelyet általában asztrokémiának vagy égitestek kémiájának neveznek, mivel a spektroszkóp főbb jelzései a vizsgált csillagászati objektumok kémiai összetételére vonatkoznak. Néha kiemelik a fotometriai és fényképészeti tanulmányokat speciális területek asztrofotográfia és asztrofotometria. Az asztrofizikát nem szabad összetéveszteni a fizikai csillagászattal, ezen a néven szokás jelölni az égitestek mozgáselméletét, vagyis azt, amit égi mechanikának is neveznek. Az asztrofizika magában foglalja az égitestek, a Nap és a bolygók felszínének szerkezetének tanulmányozását is, amennyire csak lehetséges e testek teleszkópos megfigyelésétől. Példa erre a Vénusz légkörének felfedezése, amelyet MV Lomonoszov 1761-ben fedezett fel. Az asztrofizika neve 1865 óta létezik, és Zöllner javasolta. Asztrofizikai obszervatóriumok még mindig nagyon kevés országban léteznek. Ezek közül a leghíresebbek a Vogel és a Meudon Jansen irányítása alatt állók. Pulkovonak van egy asztrofizikai részlege is, amelyet Gasselberg vezet.
1 / 5
Az asztrospektroszkópia az asztrofizika egyik ága, amely a spektrális elemzés alkalmazásából áll az égitestek tanulmányozására.
A Nap spektrumának első vizsgálatait a spektrális elemzés egyik feltalálója, Kirchhoff végezte a városban, melynek eredménye a napspektrum rajza volt, amelyből nagy pontossággal meg lehetett határozni a szoláris légkör kémiai összetétele. Korábban Kirchhoff csak elvétve fogalmazott meg elkülönült javaslatokat a nap légkörének spektroszkóppal történő elemzésének lehetőségéről, és különösen a nátrium jelenlétéről a Napon a spektrumában található sötét nátrium D-vonal miatt. Ilyen feltételezéseket fogalmazott meg például Foucault Párizsban, Stokes Cambridge-ben. Közben, nem sokkal ez előtt, Auguste Comte pozitív filozófiájában azt a meggyőződését fejezte ki, hogy az égitestek kémiai összetételét soha nem lehet tudni, bár már Fraunhoferben tudott arról, hogy a Nap spektrumában vannak sötét vonalak és kb. jellegzetes spektrumok megléte a Sirius, Capella, Betelgeuse, Procyon, Pollux egyes csillagaiban. Kirchhoff első tanulmányai után több asztrofizikus is nagy buzgalommal foglalkozott az égitestek spektrális elemzésével, akik hamarosan rendkívül részletes tanulmányokat mutattak be a Nap és az állócsillagok spektrumáról. Angstrom rendkívül pontos atlaszt készített a napspektrumról, Secchi nagyszámú csillagot vizsgált meg spektroszkóppal, és négyféle csillagspektrumot állapított meg, Huggins pedig tanulmánysorozatba kezdett az egyes fényes csillagok spektrumáról. A spektroszkóp alkalmazási területe fokozatosan bővült. Huggins képes volt megfigyelni néhány köd spektrumát, és megdönthetetlen módon megerősítette a feltételezést, hogy kétféle köd létezik - a csillagok, amelyek csillaghalmazokból állnak, amelyek a műszer megfelelő optikai erejével csillagokra bonthatók. , illetve gáznemű, valódi ködök, amelyekre vonatkozóan feltételezhető, hogy anyaguk fokozatos sűrűsödésével az egyes csillagok keletkezési fázisában vannak. Az 1960-as évek közepe óta a Nap felszínének spektroszkóppal végzett tanulmányozása fogyatkozások alatt és kívül is a folyamatos megfigyelések részévé vált, amelyeket jelenleg számos obszervatórium végez. Huggins, Lockyer Angliában, Jansen Franciaországban, Vogel Németországban, Takini Olaszországban, Hasselberg Oroszországban és mások kiterjedt tanulmányokat végeztek, amelyek megvilágították a naplégkör felső rétegeinek szerkezetét (lásd Nap). Ugyanakkor 1868 óta Huggins szerint a spektroszkópot is alkalmazták a vizsgálatban saját mozgások csillagokat a látóvonal irányába spektrumaik vonalainak elmozdulásának mérésével, amelyet ma már a Greenwichi Obszervatóriumban is szisztematikusan végrehajtanak. A mérések alapjául szolgáló Doppler-elvet már többször kísérletileg igazolták a napspektrum eltolódásainak mérésével, és Lockyert szolgálta mérései során a kémiai elemek összetettségére vonatkozó hipotézisének megalapozásához. A különböző csillagászok által vizsgált üstökösök, hullócsillagok, meteoritok spektrumai és in Utóbbi időben különösen Lockyer, sok nagyon fontos tényt adtak már a csillagász kezébe, és nagyrészt a csillagok és a Naprendszer eredetének és fejlődésének tisztázását szolgálták. Ennek a tudásterületnek a fennállásának ideje azonban még nem teszi lehetővé pontos következtetések levonását az anyag kémiai összetételének galaxisléptékű hosszú távú evolúciós változásairól, mivel a befolyásoló tényezők (csillaggenerációk változása - a termonukleáris kiégése) üzemanyag) mennyiségi leírása nem történt meg.
Az asztrofizika adatainak nagy részét az elektromágneses sugárzásban lévő tárgyak megfigyelésével nyerik. Mind a különböző hullámhosszakon kapott közvetlen képeket, mind a kapott sugárzás elektromágneses spektrumát tanulmányozzák.
AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYOS MINISZTÉRIUMA
NEMZETI KUTATÓEGYETEM
"MOSZKVA ENERGETIKAI INTÉZET"
Humanitárius Alkalmazott Intézet
Nyelvtudományi Intézet
"Az asztrofizika modern problémái"
Diákcsoport GP-01-13
Belousova O.S.
Előadó: Kurilov S.N.
Az absztrakt osztályzata: «»
Moszkva 2013
Asztrofizika. 3
Az asztrofizika célja. 5
Modern asztrofizika. 5
Asztrofizika.
Az asztrofizika tudománya a csillagászat része, amely távoli űrobjektumok és jelenségek fizikai módszerekkel történő vizsgálatával foglalkozik. Az asztrofizika egyik fő módszere a spektrális elemzés. Az asztrofizika célja olyan fizikai kép létrehozása a környező világról, amely megmagyarázza a megfigyelt jelenségeket, valamint a csillagászati objektumok egyes osztályainak és az Univerzum egészének eredetének és fejlődésének tanulmányozása az ismert fizikai törvények keretein belül.
A közvetlen kapcsolatok óta tudományos műszerek a vizsgált objektumokkal gyakorlatilag kizárt, az asztrofizika és általában a csillagászat alapja a távoli forrásokból érkező sugárzás megfigyelése és elemzése. A megfigyelések közvetlen eredményeit általában a forrásból vagy annak egyes részeiből származó energia relatív vagy abszolút mérésére redukálják, a spektrum bizonyos intervallumaiban.
Maga az asztrofizika két típusra osztható:
Megfigyelési asztrofizika
Elméleti asztrofizika
Megfigyelési asztrofizika:
Az asztrofizika adatainak nagy részét az elektromágneses sugárzásban lévő tárgyak megfigyelésével nyerik. Mind a különböző hullámhosszakon kapott közvetlen képeket, mind a kapott sugárzás elektromágneses spektrumát tanulmányozzák.
Az optikai csillagászat az asztrofizika legrégebbi ága. A mai napig a fő műszerek a CCD-tömbökkel ellátott teleszkópok képvevőként. A megfigyeléseket gyakran spektrográfok segítségével is végezzük. Az optikai tartományban történő megfigyelések korlátozását a Föld légkörének remegése szabja meg, ami megzavarja a nagy távcsövekkel végzett megfigyeléseket. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére és a lehető legtisztább kép elérésére különféle módszereket alkalmaznak, például adaptív optikát, foltos interferometriát, valamint teleszkópok bevezetését a légkörön túli világűrbe. Ebben a tartományban jól láthatóak a csillagok és a bolygóködök, ami lehetővé teszi többek között elhelyezkedésük és kémiai szerkezetük tanulmányozását.
A megfigyelések időtartama is eltérő lehet. A legtöbb optikai megfigyelés percek vagy órák nagyságrendű záridővel készül.
Elméleti asztrofizika:
Az elméleti asztrofizika analitikai módszereket és numerikus szimulációt egyaránt használ a különféle asztrofizikai jelenségek tanulmányozására, modelljeik és elméleteik felépítésére. A megfigyelési adatok elemzéséből felépített hasonló modellek tesztelhetők az elméleti előrejelzések és az újonnan nyert adatok összehasonlításával. Ezenkívül a megfigyelések segíthetnek kiválasztani egyet a számos alternatív elmélet közül.
Az elméleti asztrofizika kutatásának tárgya például:
A csillagközi közeg fizikája
A csillagok evolúciója és szerkezetük.
A fekete lyukak fizikája
Csillagdinamika
A galaxisok evolúciója
Az Univerzum nagy léptékű szerkezete
Magnetohidrodinamika
Kozmológia
Az asztrofizika története.
Történelmileg az asztrofizika önálló tudományos irányzatként alakult ki a spektrális elemzés megjelenésével (X végénIXc.), amely nemcsak laboratóriumi, hanem csillagászati fényforrások kémiai összetételének és fizikai állapotának távtanulmányozását is lehetővé tette.
Az "asztrofizika" kifejezés a XIX. század 60-as éveinek közepén jelent meg. Az asztrofizika "keresztapja" Johann Carl Friedrich Zellner (1834-1882) német csillagász, a lipcsei egyetem professzora volt.
Ellentétben az égi mechanikával, a születési évet, amely pontosan ismert (1687), nem olyan egyszerű megadni az asztrofizika "születésének" dátumát. Fokozatosan, a 19. század első felében született.
Az asztrofizika létezésének több mint egy évszázada során lezajlott rohamos fejlődése a klasszikus, kvantum és relativisztikus fizika különböző területeinek gyors fejlődésével is összefüggött. Az asztrofizikai kutatásban nagyon fontos, forradalmi ugrás következett be a spektrum optikai tartományán kívüli objektumok kutatásának kezdetével, először rádióban (XX. század 30-as évek vége), majd az űrtechnika segítségével. (XX. század 60-80-as évei). .). A gyakorlati asztrofizika módszereinek fejlődésével párhuzamosan, a fizika fejlődésének és különösen a sugárzáselmélet és az atom szerkezetének megalkotásának köszönhetően, az elméleti asztrofizika is fejlődött. Célja a megfigyelések eredményeinek értelmezése, új kutatási problémák megfogalmazása, valamint a gyakorlati asztrofizika módszereinek megalapozása.
Az asztrofizika célja.
Az asztrofizika tárgya a világegyetem fizikai folyamatainak tanulmányozása. Az asztrofizika feladata olyan modellek felépítése, amelyek meg tudják magyarázni a különböző űrobjektumokból származó sugárzás megjelenését megfigyelhető jellemzőkkel: intenzitás, spektrum, polarizáció, időprofil stb. A probléma megoldása során az asztrofizikusok természetesen a fizikai folyamatok és törvényszerűségek jól ismert képéből indulnak ki, amelyek bizonyos körülmények között megvalósulhatnak vagy megnyilvánulhatnak, amelyeket elsősorban az anyag hőmérséklete és sűrűsége, a mágneses tér jelenléte, ill. nagysága, és a gravitációs erők lehetséges befolyásolása.
Modern asztrofizika.
A modern asztrofizika a második világháború után alakult ki. A megfigyelések szempontjából fő jellemzője a vizsgált sugárzás spektrális tartományának bővülése. A háború előtti asztrofizika csak a látható fényben - az elektromágneses hullámok spektrumának viszonylag szűk sávjában - végzett csillagászati megfigyelések eredményeit használta.
Jelenleg szinte minden tartományt használnak a csillagászatban, a rádióhullámoktól a gamma-sugárzásig. A csillagászat összhullámú csillagászattá történő átalakulása gazdagította az ismert objektumokról szóló ismereteket, és ami még fontosabb, új objektumok felfedezéséhez vezetett, lehetővé tette az olyan területekről származó sugárzás regisztrálását, ahol az anyag (vagyis az anyag és a sugárzás) a földön található. - extrém (korlátozó) körülményeknek nevezzük. Ezt a kifejezést általában annak hangsúlyozására használják, hogy bizonyos feltételeket gyakorlatilag lehetetlen megvalósítani a földi laboratóriumokban. Ilyen körülmények között az anyag gyakran új fizikai tulajdonságokat szerez. A szélsőséges asztrofizikai viszonyok példájaként megemlíthetők a nagy anyagsűrűségek, amelyek az Univerzum fejlődésének első szakaszában, a neutroncsillagok belsejében és a fekete lyukak közvetlen közelében valósulnak meg; erős gravitációs mezők a fekete lyukak közelében; fehér törpék és neutroncsillagok erős mágneses mezői. Véleményünk szerint a modern asztrofizika fő problémái az olyan objektumok vizsgálatára összpontosulnak, amelyekben bizonyos szélsőséges körülmények valósulnak meg.
Hangsúlyozni kell, hogy a földi technológia jelenlegi fejlettségi szintjén az anyag makroszkopikus tulajdonságai extrém körülmények között csak olyan asztrofizikai objektumok megfigyelésével vizsgálhatók, amelyekben ezek a feltételek megvalósulnak. Ebben az értelemben nyugodtan kijelenthetjük, hogy a modern asztrofizika a tudomány élvonala, és a legalapvetőbb jelenségeket és folyamatokat tárja fel, amelyek még nem állnak a "földi" fizika rendelkezésére.
A 60-as évek óta. 20. század a műholdakra telepített berendezések és az AMC segítségével fontos információkhoz jutottak a Naprendszer bolygóiról és azok műholdjairól, különös tekintettel a fizikaira. állapot és kém. részletesen tanulmányozták a két legközelebbi bolygó - a Vénusz és a Mars, a Föld műholdja - a Hold légkörének és felszíni rétegeinek összetételét, elképzeléseket a Nap és más csillagok felszínén és belsejében zajló folyamatok természetéről. , a csillagközi közegben és a galaxisok világában jelentősen elmélyültek. A modern asztrofizika egyik legfontosabb problémája a hidromágneses dinamóelmélet kidolgozása a napmágnesesség magyarázatára, beleértve a Nap belső rétegeiben a mágneses mező létrehozásának és felerősítésének mechanizmusát, a napsugárzás kialakulásának és fenntartásának mechanizmusait. napfolt-stabilitás és polaritás-ingadozások 22 éves periódussal. A 60-as években. Az áramlapok elmélete alapján meg lehetett tenni az első lépéseket a napkitörések, a kiemelkedések dinamikájának és a napkorona egészének magyarázatában. Egyelőre nem tekinthető teljesen megoldottnak a napneutrínók problémája, és így a Nap belső szerkezete sem.
Az erős koherens sugárzás forrásai a csillagközi gázmolekulák külön-külön soraiban, amelyek egyes gázködök – kozmikus maserek – szélein találhatók, bizonyítékul szolgálnak a korunkban zajló csillagkeletkezési folyamatokra a Galaxisban. A nagysebességű számítógépek segítségével „forgatókönyveket” lehetett készíteni a csillagok evolúciójáról a gáz- és porfelhő (protostár) töredékének összenyomódásának kezdetétől a végső szakaszig - a csillag lassú leválásáig. a burok (a bolygóköd stádiuma) és a fehér törpe kialakulása vagy (nagy tömegű csillag mellett) szupernóva-robbanás neutroncsillag (vagy fekete lyuk) kialakulásával. Míg azonban teljes bizonytalanság áll fenn az anyagkeveredés folyamatának részleteivel kapcsolatban a protocsillag-kompresszió konvektív szakaszában, a felhő forgásának és mágneses mezőinek szerepét nem vizsgálták, illetve az istálló tömegének felső határát. neutroncsillagot nem sikerült véglegesen megállapítani. A pulzárok részecskegyorsításának mechanizmusát nem dolgozták ki részletesen. Bár a galaxismagok aktivitására nincs magyarázat, a kvazárok természete továbbra is tisztázatlan. Galaxisunk magjának mint bináris szupermasszív rendszer természetének kérdése (kettős fekete lyuk vagy egy fekete lyuk és egy kompakt csillaghalmaz), amelyek aktív kölcsönhatásba lépnek az őt körülvevő csillagokkal.
A relativisztikus asztrofizikában kérdések az Univerzum barion aszimmetriájáról, az atommagok és az elektronok számának a fotonok számához viszonyított arányának értékéről, a neutrínók és esetleg más, még ismeretlen részecskék szerepéről a megfigyelhető képződésben. Az Univerzum szerkezete, a vákuum állapota és a fázisátalakulások a forró Univerzum evolúciójában.
A modern asztrofizika ugyanazok a problémái:
"sötét anyag" kimutatása
kozmikus gamma-kitörési probléma
a fekete lyukak és kvazárok keresésének problémája
általános kozmológiai probléma.
A "sötét anyag" észlelése
A sötét anyag a csillagászatban és a kozmológiában az anyag olyan formája, amely nem bocsát ki elektromágneses sugárzást, és nem lép kölcsönhatásba azzal. A sötét anyag természetének felfedezése segít megoldani a sötét anyag problémáját, amely különösen abban áll, hogy rendellenes Magassebesség galaxisok külső régióinak forgása.
A sötét anyag részecskék keresésének fő nehézsége az, hogy elektromosan semlegesek. Két keresési lehetőség van:
közvetett
Közvetlen keresés során földi berendezésekkel vizsgálják e részecskék elektronokkal vagy atommagokkal való kölcsönhatásának következményeit. A közvetett módszerek a másodlagos részecskék áramlásának kimutatására irányuló kísérleteken alapulnak, amelyek például a nap- vagy galaktikus sötét anyag megsemmisülése miatt keletkeznek.
A sötét anyag galaxishalmazokban való eloszlásának közvetlen tanulmányozása azután vált lehetővé, hogy az 1990-es években készültek rendkívül részletes képeikről. Ebben az esetben a távolabbi galaxisok halmazra vetített képei a gravitációs lencsék hatására torzulnak, sőt kettéhasadnak. E torzulások természeténél fogva lehetővé válik a halmazon belüli tömeg eloszlásának és nagyságának rekonstrukciója, függetlenül a halmaz galaxisainak megfigyelésétől. Így a rejtett tömeg és a sötét anyag jelenlétét a galaktikus halmazokban közvetlen módszerrel igazolják.
A kozmikus gamma-kitörések problémája
A kozmikus gamma-kitörések az elmúlt 25 évben felfedezett legtitokzatosabb csillagászati jelenségek közé tartoznak, és továbbra is nagy érdeklődést mutatnak a tudósok számára. A gamma-kitöréseket véletlenül fedezték fel a Vela sorozatú amerikai műholdak, amelyeket földi sugárzás észlelésére terveztek. nukleáris robbanások. Eddig körülbelül 1500 kitörést regisztráltak különböző űrhajók. Ezek gamma-sugárzás impulzusai (kvantumenergiák több tíz kiloelektrovolttól több megaelektrovoltig), időtartamuk tíz milliszekundumtól néhány percig terjed.
Gamma-kitöréseket meglehetősen gyakran, átlagosan 20-30 óránként figyelnek meg, de nem lehet előre tudni, hogy az égbolt mikor és melyik pontján következik be legközelebb. A gamma-kitörési probléma oka az, hogy az eloszlás nagyon izotróp, vagyis nem található a források koncentrációja a galaktikus egyenlítő felé, mint a rádiópulzároknál vagy a galaktikus röntgenforrásoknál. Nem találtak koncentrációt az égi szféra más pontjaira vagy régióira: a Galaxis középpontjára, anticentrumára vagy pólusaira, a legközelebbi galaxisokra a Nagy és Kis Magellán-felhőkre, az Androméda-ködre (M31), a legközelebbi galaxishalmazokra , szuperhalmazok stb. Nehéz helyzet adódik a kitörések fényességük (vagy röntgenáram) szerinti eloszlásával.
Általános kozmológiai probléma
A kozmológia ma még nem tud választ adni számos alapvető kérdésre. Köztük a főbbek: mi történt a megfigyelt terjeszkedés kezdete előtt? Az univerzum örökké tágul, vagy újra összeomlik egy ponttá? A válaszok hiánya azonban nem akadályozza meg a fizikusokat abban, hogy az univerzum tágulásának legkorábbi szakaszait mérlegeljék. Egyes elméletek a kezdettől számított 10-35 másodperces időkkel működnek. Vannak elméletek, amelyek még korábbi időpontokra "néznek". Ráadásul a Világunk „születésekor” lezajló folyamatok üteme mérhetetlenül sokszorosan meghaladja a ma ismert robbanásveszélyes folyamatok sebességét. Ezért az Univerzum tágulása valóban egy "szuperrobbanáshoz", az Ősrobbanáshoz hasonlítható.
Világunk eredetének problémája nagyon fontos, mert egyetlen kozmológiai modell vagy elmélet sem lehetséges a világ kellően teljes megértése nélkül. kezdeti szakaszaiban az Univerzum fejlődése – elvégre ekkor határozták meg jövőjét, kialakulásának minden további szakaszát. És ezeket a szakaszokat nem lehet megérteni anélkül, hogy nem tudnánk, milyen volt a korai, forró univerzum.
Bizonyos mértékig a probléma további sorsa Az univerzum egyszerűbb, mint a kezdet problémája. Itt csak két lehetőség van. Az első az, hogy az univerzum a végtelenségig tovább fog tágulni. A második grandiózus katasztrófára ítéli az Univerzumot – a szingularitást.
Az opciók kiválasztását az érték határozza meg közepes sűrűségű anyag az univerzumban. Ez az adat a nagyszámú megfigyelési adat, számos elméleti becslés ellenére nem ismert túl nagy pontossággal. Ha csak a galaxisok tömegét vesszük figyelembe, majd az Univerzum térfogatára átlagoljuk, akkor az átlagos sűrűség ρ = 3*10-31 g/cm3 értékét kapjuk. De a galaxisokon kívül ionizált gázok, fekete lyukak, kihalt csillagok és más típusú anyagok is vannak az űrben. A galaxisok átlagos sűrűségének értéke sokkal kisebb, mint a kritikus sűrűség értéke, amelynél a tágulási fázist szükségszerűen az összehúzódási fázissal kell helyettesíteni.
Az asztrofizikában azonban ott van az úgynevezett rejtett tömeg problémája – az anyag nehezen megfigyelhető formái a térben. Ez a tömeg megtalálható mind a galaxishalmazokban, mind a halmazok közötti térben. A rejtett tömegre vonatkozó becslések majdnem a kritikus értékre emelik az Univerzum átlagos anyagsűrűségének értékét.
A felhasznált irodalom listája:
http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/571.html
http://school.xvatit.com/index.php?title=The Future_of_the Universe
http://www.spacephys.ru/proekty/astrofizika
http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/Astrophysics
Zasov A.V., Postnov K.A. Általános asztrofizika tanfolyam (2. kiadás: Fryazino: Vek 2, 2011)
http://ru.wikipedia.org/wiki/Dark_matter
http://biofile.ru/kosmos/2817.html
34.2
Az asztrofizika a csillagászat és a fizika határán elhelyezkedő tudomány, amely a világegyetemet, az égi objektumok - csillagok és galaxisok (bolygók, Nap, üstökösök, ködök) - szerkezetét, fizikai folyamatait és kémiai tulajdonságait tanulmányozza.
Az űr egy kevéssé tanulmányozott tér, amely sok kérdést tesz fel bennünk. Például az asztrofizikusok azon spekulálnak, hogy mi történik a fekete lyukak belsejében, és megpróbálják megérteni, mi a sötét anyag, és mik a gravitáció tulajdonságai. Az ezekre a kérdésekre adott válaszok keresése különböző tanulmányok elvégzésére kényszeríti a tudósokat. Az asztrofizikusok például azt tervezik, hogy hamarosan kolóniát küldenek a Marsra, és egy szupererős távcsövet építenek a Holdon.
Az asztrofizika nem áll meg, és a közeljövőben számos felfedezés születik benne.
Az asztrofizikus ritka és nagyon speciális szakma. Alacsony az igénye. De az olyan világhírű vállalatoknál, mint a Roskosmos vagy a NASA, egyszerűen szükség van tehetséges szakemberekre.
Szinte minden asztrofizikusnak van . Valamennyien egyszer befejezték, védekeztek szakdolgozatok, van tudományos publikációkÉs . Ez annak a ténynek köszönhető, hogy asztrofizikusokra főleg azokban a szervezetekben van szükség, amelyek a tudományos kutatás. Ezek egyetemek és tudományos intézetek, obszervatóriumok, valamint a fent említett Roskosomos és NASA társaságok.
A legtöbb asztrofizikus obszervatóriumokban dolgozik. Ez egy olyan intézmény, ahol az égitestek mozgását rögzítik. Elhelyezkedése nem véletlen – magaslati területen épült, és olyan pontra, ahonnan a legjobb kilátás nyílik a csillagos égboltra. Az éghajlatot és a légkör láthatóságát is figyelembe veszik.
Általában az obszervatórium az egyetemi ill tudományos intézetés elég távol lehet tőlük. Így, központi iroda A Roszkoszmosz Moszkvában található, obszervatóriumai pedig Bajkonurban (Kazahsztán), Kislovodszkban és Kamcsatkában találhatók.
Az obszervatóriumban végzett munka mindenekelőtt az égitestek megfigyelése. Az asztrofizikus munkakörülményei azonban a megfigyelés módszerétől és céljától függenek.
Földközeli űrtestek megfigyelése.
Ez magában foglalja a Naprendszer bolygóinak, műholdjainak, a legközelebbi csillagok megfigyelését – mindazt, amit szabad szemmel láthatunk az égen. Mivel ezek az objektumok elég közel vannak a Földhöz, az asztrofizikus nagyítólencsés távcsövet használ - a többszörös nagyítás miatt például a Hold krátereit, a Jupiter hurrikánjait vagy a Szaturnusz gyűrűit láthatja.
Az ilyen munkavégzés fő feltétele az éjszakai idő, ezért az asztrofizikus éjszaka dolgozik, évszaktól függően 8-14 órát.
A Földtől távol elhelyezkedő űrtestek megfigyelése.
A látható csillagok és bolygók csak egy töredékét képezik annak, ami az univerzumban található. Sok más égitest is olyan távol van tőlünk, hogy a belőlük érkező fény egyszerűen nem éri el a Földet. Ahol ezek az objektumok találhatók, alig látunk valamit, ezért az asztrofizikus csak láthatatlan rádióhullámokkal keresi őket.
Az a műszer, amely ezeket a hullámokat rögzíti, egy rádióteleszkóp. Az ilyen berendezések segítségével az asztrofizikus adatokat szerez a csillagközi gáz felhalmozódásáról, a porfelhőkről, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásról (ezek az ún. nagy durranás, ahonnan Univerzumunk kialakulása kezdődött). A rádióteleszkóp segítségével sokkal messzebbre „nézhet”, mint a mi galaxisunk.
Ezeknek az objektumoknak a helyét (koordinátáit) rádióinterfermométer segítségével kapja meg - ez egy hatalmas szerkezet, akkora, mint maga az obszervatórium. Külsőleg lokátorra hasonlít.
A kapott adatok elemzése.
A megfigyelések csak egy része nagyszerű munka asztrofizikus készítette. Az összes kapott adatot felírja, majd megvizsgálja. Az ilyen munka már egy kutatóközpontban vagy intézetben zajlik hétköznapokon, reggeltől estig.
Az asztrofizikus leírja az összes levont következtetést, és érveket vezet hozzájuk. Majd a kutatómunka alapjaiba helyezi őket.
űrobszervatóriumok
Az asztrofizikus egy kutatóközpont vagy cég főirodájában ülve is megfigyelheti az égitesteket. Ehhez nem kell megvárnia a naplementét vagy a tiszta időt – az adatokat közvetlenül az űrből kapja a számítógépére. A kapott információkat elmentjük, és a szakember bármikor megtekintheti. Ezért úgy dolgozik, mint egy közönséges irodai alkalmazott - hétköznap, reggeltől estig.
Az adatok az űrobszervatóriumból származnak - ez egy független készülék, amely szupererős teleszkópokkal és különféle érzékelőkkel van felszerelve. Ezek az eszközök a Föld pályáján repülnek, és automatikusan küldik az érzékelőkből származó adatokat és képeket az asztrofizikus számítógépére. Összesen 9 van, és többségük a NASA tulajdonában van.
Az űrobszervatóriumokból származó információk különböző módon érkeznek. Egy tapasztalt asztrofizikus számára nemcsak az objektum helyéről tud tájékoztatást adni, hanem arról is, hogy mi is az. Például a változó gamma-sugárzás egy nemrég született csillagra jellemző. A röntgensugarak a fekete lyukakat, az ultraibolya - a csillagközi gáz felhalmozódását, az infravörös - a vízgőzt és az égitest kémiai összetételét jelezhetik. Nemrég az asztrofizikusok infravörös űrobszervatóriumok segítségével szerves anyagokat fedeztek fel 375 fényévnyire a Naptól. Ez azt jelenti, hogy a Földön kívül Univerzumunk más szegleteiben is létezhet élet.
űrrepülések
Az űrbe repülés óriási munka különböző szakemberek. Az asztrofizikusok fontos szerepet játszanak ebben a folyamatban. Korábban két vállalat foglalkozott űrrepülésekkel: a Roskosmos (Oroszország) és a NASA (USA). Az elmúlt 5 évben azonban az amerikaiak nem küldték el a hajóikat, így hazai asztrofizikusaink a repülésre készülnek.
A szakemberek feladata, hogy meghatározzák a repülés célját és azokat a körülményeket, amelyekkel az űrhajósnak szembe kell néznie. Az asztrofizikusok munkájának szakasza a leginkább felelős. Tájékoztatják a fő és kb fizikai feltételek a világűrben (és ez -270 ° C hőmérséklet, veszélyes sugárzás, nyomás és egyéb tényezők). Beszámolnak az űrhajós sérülését okozó űrszemétdarabok elhelyezkedéséről, más égitestek befolyásáról és lehetséges nehézségeketés akadályok. Az űr kevéssé ismert és veszélyes, de az asztrofizikusok többet tudnak róla, mint mások.
Tapasztalatcsere
A jó asztrofizikus munkájának fontos része a különböző konferenciák, nemzetközi találkozók, obszervatóriumok látogatása, ahol külföldi kollégái dolgoznak. Nem csak jó lehetőség jobban megismerni más asztrofizikusok tapasztalatait, de látni is külföldi országokés városok.
Oroszország átlaga:átlag Moszkvában:Szentpétervár átlaga:
A szakember munkájának célja a térrel kapcsolatos információk pótlása.
Asztrofizikusként a következő irányok közül választhat: teoretikus - archív anyagokkal dolgozik, tanulmányozza azt és következtetéseket fogalmaz meg; gyakorló - maga gyűjti ki az adatokat további tanulmányozásukhoz; tanár - ismereteket ad át előadásokon, beszámolókon, órákon keresztül.
Az asztrofizikusok modern nagyító berendezéssel figyelik az égi objektumokat; elméleteket alkotnak és magyaráznak a kozmosz szerveződéséről; vizsgálja meg a kísérleti anyagot; hipotézisek felállítása és tesztelése; tudományos cikkeket írni; használja a számítógépet és matematikai modellezés kozmikus események és jelenségek magyarázatakor; részt venni tudományos szimpóziumokon (a tudósok találkozója különböző országok), konferenciák.
Az asztrofizikusok konkrét objektumokat tanulmányoznak, bizonyos dolgokat írnak le fizikai mechanizmusok: kozmikus sugarak felgyorsulása, robbanások csillagokon, gamma-villanások előfordulása, szupernóvák stb.
Munkájuk során a tudósok használják speciális módszerek: spektrális elemzés (kémiai összetétel és fizikai paraméterek meghatározása), fényképezés, fotometria (fényesség meghatározása), csillagászati megfigyelések.
Ha szakmai sikereket és növekedést akarsz elérni, akkor folyamatosan tanulnod, felhalmozódnod kell gyakorlati tudásés készségek a fontos kapcsolatok létrehozásához. Akkor lesz lehetőség jó pozíció megszerzésére, nemzetközi projektekben való részvételre.
különböző szinteken felsőoktatás lehetővé teszi egy asztrofizikus számára, hogy különböző pozíciókra jelentkezzen:
