Az asztrofizika (az ógörögül ἀστήρ – „csillag, világítótest” és φυσικά – „természet”) a csillagászat azon ága , amely a fizika és a kémia alapelveit használja , és a csillagászati objektumok fizikai folyamatait tanulmányozza, mint például csillagok , exoplanéták stb . e. Az anyag legnagyobb léptékű fizikai tulajdonságait és a világegyetem eredetét a kozmológia tanulmányozza .
Az asztrofizika az égitestek szerkezetének tanulmányozása. Az asztrofizika a Nap , a bolygók, az üstökösök vagy csillagok és a ködök fizikai tulajdonságainak és (a kozmokémiával együtt ) kémiai összetételének tanulmányozásával foglalkozik . 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 az égitestek kémiájának neveznek , mivel a spektroszkóp által adott fő jelzések a vizsgált csillagászati objektumok kémiai összetételére vonatkoznak . A fotometriai és fotográfiai tanulmányokat néha az asztrofotográfia és az asztrofotometria speciális területei közé sorolják . Az asztrofizika neve 1865 óta létezik, és Zöllner javasolta .
A gyakorlatban a modern csillagászati kutatások gyakran jelentős elméleti és megfigyelőfizikai munkát foglalnak magukban. Az asztrofizika egyes kutatási területei közé tartozik a sötét anyag , a sötét energia , a fekete lyukak és más csillagászati objektumok tulajdonságainak leírására tett kísérlet; annak meghatározása, hogy lehetséges-e az időutazás vagy sem, léteznek-e féreglyukak és multiverzumok ; megtudni az univerzum eredetét és jövőjét .
Az asztrospektroszkópia az asztrofizika egyik ága, amely a spektrális elemzés alkalmazásából áll az égitestek tanulmányozására.
A Nap spektrumának első vizsgálatát a spektrális elemzés egyik feltalálója, Kirchhoff végezte 1859 -ben . E vizsgálatok eredménye a napspektrum rajza volt , amelyből nagy pontossággal meg lehetett határozni a kémiai anyagot. a szoláris légkör 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. Eközben nem sokkal ez előtt Auguste Comte Pozitív filozófiájában annak a meggyőződésének adott hangot, hogy lehetetlen valaha is megismerni az égitestek kémiai összetételét, holott Fraunhofer már 1815 -ben tudott arról, hogy a Nap spektrumában vannak sötét vonalak. valamint néhány egyedi csillag jellemző spektrumának megléte: Sirius , Capella , Betelgeuse , Procyon , Pollux . 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 kutatásokat végeztek , amelyek tisztázták a naplégkör felső rétegeinek szerkezetét (lásd Nap ). Ugyanakkor 1868-tól Huggins szerint a spektroszkópot a csillagok látóvonal irányában történő megfelelő mozgásának vizsgálatára is alkalmazták spektrumaik vonalainak elmozdulásának mérésével, amelyeket ma már szintén szisztematikusan. a Greenwichi Obszervatóriumban készült . A mérések alapjául szolgáló Doppler -elvet már többször kísérletileg igazolták a napspektrum eltolódásainak mérésével, és Lockyert szolgálta mérései során, hogy megalapozza a kémiai elemek összetettségére vonatkozó hipotézisét. Az üstökösök, a hullócsillagok és a meteoritok spektrumai, amelyeket különböző csillagászok, és mostanában különösen Lockyer vizsgált, már sok nagyon fontos tényt adtak a csillagász kezébe, és nagyrészt a csillagász eredetének és fejlődésének tisztázását szolgálták. csillagok és a naprendszer. 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 asztrofizikai adatok túlnyomó részét az elektromágneses sugárzásban lévő tárgyak megfigyelésével nyerik . Mind a különböző hullámhosszakon kapott közvetlen képeket, mind a kapott sugárzás elektromágneses spektrumát vizsgáljuk .
Más típusú sugárzás is megfigyelhető a Földről. Számos obszervatóriumot hoztak létre a gravitációs hullámok megfigyelésére. Neutrinó obszervatóriumokat hoztak létre , amelyek lehetővé tették a termonukleáris reakciók jelenlétének bizonyítását a Nap középpontjában közvetlen megfigyelésekkel. Ezeket a detektorokat távoli objektumok, például az SN1987a szupernóva tanulmányozására is használták. A nagyenergiájú részecskék tanulmányozását a földi légkörrel való ütközés megfigyelése alapján végzik, amely elemi részecskék záporait generálja.
A megfigyelések időtartama is eltérő lehet. A legtöbb optikai megfigyelés percek vagy órák nagyságrendű expozícióval készül. Egyes projektekben azonban, például a Tortorában, a megfigyelések egy másodpercnél rövidebb késéssel készülnek. Míg más esetekben a teljes expozíciós idő hetek is lehet (például ilyen expozíciót használtak mély Hubble-mezők megfigyelésekor). Sőt, a pulzárok megfigyelése ezredmásodperces expozíciós idővel is elvégezhető, egyes objektumok fejlődésének megfigyelése pedig akár több száz évig is eltarthat, beleértve a történelmi anyagok tanulmányozását is.
A Nap tanulmányozása külön helyet kapott. A többi csillagtól való hatalmas távolság miatt a Nap az egyetlen olyan csillag, amely nagyon részletesen tanulmányozható. A Nap tanulmányozása adja az alapot más csillagok tanulmányozásához.
Az elméleti asztrofizika analitikai módszereket és numerikus szimulációkat egyaránt használ a különféle asztrofizikai jelenségek tanulmányozására, modelljeik és elméleteik felépítésére . Az ilyen, megfigyelési adatok elemzéséből felépített modellek az elméleti előrejelzések és az újonnan nyert adatok összehasonlításával tesztelhetők. Ezenkívül a megfigyelések segíthetnek kiválasztani egyet a számos alternatív elmélet közül.
Az asztrofizika néhány széles körben tanulmányozott elmélete mára bekerült a Lambda-CDM modellbe ( ősrobbanás , az Univerzum inflációs modellje , sötét anyag, sötét energia és alapvető fizikai elméletek).
Az elméleti asztrofizika kutatásának tárgya például:
Szótárak és enciklopédiák |
| |||
---|---|---|---|---|
|