Ciała niebieskie

25
CIAŁA NIEBIESKIE Ciało niebieskie – każdy naturalny obiekt fizyczny oraz układ powiązanych ze sobą obiektów lub ich struktur, występujący w przestrzeni kosmicznej poza granicą atmosfery ziemskiej. Ciało niebieskie jest przedmiotem zainteresowania astronomii.

Transcript of Ciała niebieskie

CIAŁA NIEBIESKIE

Ciało niebieskie – każdy naturalny obiekt fizyczny oraz układ

powiązanych ze sobą obiektów lub ich struktur, występujący

w przestrzeni kosmicznej poza granicą atmosfery ziemskiej.

Ciało niebieskie jest przedmiotem zainteresowania astronomii.

WŚRÓD CIAŁ NIEBIESKICH

WYRÓŻNIA SIĘ NASTĘPUJĄCE OBIEKTY, UKŁADY I STRUKTURY:

Wszechświat jako całość

Wielkie Pustki

włókna (np. Wielka Ściana, 

Wielka Ściana Sloan)

materię międzygalaktyczną

kwazary

czarne dziury

WIELKA PUSTKA

Wielka Pustka – gigantyczny obszar

pustej przestrzeni kosmicznej o średnicy około 1

miliarda lat świetlnych, na niebie znajdujący się w

okolicy konstelacji Oriona i Rzeki Erydan. Jest

to struktura będąca pustką, czyli obszarem pustej

przestrzeni kosmicznej, praktycznie pozbawionym

materii świecącej (galaktyk i ich gromad), a

także ciemnej

WŁÓKNO (ASTRONOMIA)

W astronomii włókna są jednymi z

największych

struktur Wszechświata. Włókna

wyglądają jak ogromne nici,

ciągnące się na przestrzeni od 70

do 150 megaparseków, tworząc

granice pomiędzy

ogromnymi pustkami. Włókna są

skupiskiem gromad i supergroma

d galaktyk.

WŁÓKNO : WIELKA ŚCIANA

Wielka Ściana (Wielka Ściana CfA2,

Wielki Mur CfA2) – wielkoskalowa

struktura Wszechświata złożona z

supergromad galaktyk. Jej

centralnym obiektem jest Gromada

w Warkoczu, odległa od Układu

Słonecznego około 100 Mpc (ok.

326 mln lat świetlnych), wchodząca

w skład Supergromady w Warkoczu.

Rozciąga się włącznie do wielkiej

Supergromady w Herkulesie.

Znajduje się w odległości ok. 200 mln lat

świetlnych od Ziemi i ma rozmiary

500×300×15 mln lat świetlnych. Jej

rozmiary mogą być jeszcze większe,

ponieważ pole obserwacji zasłaniane

jest częściowo przez materię naszej

Galaktyki.

Istnienie Wielkiej Ściany zostało

stwierdzone w roku 1989 na podstawie

badań przesunięć widm galaktyk ku

czerwieni. Odkrycia tego dokonali

Margaret Geller i John Huchra z CfA

Redshift Survey.

Przez kilka lat Wielka Ściana

pozostawała największą znaną strukturą

Wszechświata. W roku 2003 odkryta

została jeszcze większa Wielka Ściana

Sloan

W Ł Ó K N O :W I E L KA Ś C I A N A S L O A N

ogromna struktura typu włókno, zbudowana z

supergromad galaktyk. Według danych z 2013 roku jest to

jedna z największych znanych struktur w obserwowanym

Wszechświecie. Została odkryta przez J.R. Gotta i in. w

2003 roku w oparciu o przegląd nieba Sloan Digital Sky

Survey. Ściana znajduje się w gwiazdozbiorze Panny, w

średniej odległości około 1 miliarda lat świetlnych, ma

długość 1,37 miliarda lat świetlnych i jest o 80% większa

od odkrytej wcześniej Wielkiej Ściany.

SUPERGROMADA

zgrupowanie setek lub tysięcy grup i

gromad galaktyk. Supergromady są

jednymi z największych znanych struktur

we Wszechświecie. Istnienie supergromad

wskazuje na to, że galaktyki są rozłożone

we Wszechświecie nierównomiernie,

nawet w dużych skalach. Większość z nich

łączy się w grupy i gromady, przy czym

grupy zawierają do 50 galaktyk, a

gromady do kilku tysięcy. Te grupy i

gromady, a także dodatkowe odizolowane

galaktyki, tworzą razem większe struktury

zwane właśnie supergromadami.

Supergromady mogą mieć rozmiary

rzędu setek milionów lat świetlnych.

Nieznane są „gromady

supergromad”, ale istnienie

większych struktur jest debatowane

(zobacz włókno). Supergromady

występują najczęściej w „ścianach”

galaktyk, otaczających pustki, w

których znajduje się jedynie

niewielka liczba galaktyk. Uważa się,

że całkowita liczba tego typu struktur

w obserwowanym Wszechświecie jest

bliska 10 milionom.

MATERIA MIĘDZYGALAKTYCZNA

Materia międzygalaktyczna – materia wypełniająca przestrzeń

międzygalaktyczną, czyli przestrzeń pomiędzy galaktykami.

Materia ta to przede wszystkim ośrodek międzygalaktyczny, czyli

materia barionowa w formie rozrzedzonej.

Materia ta ma bardzo małą gęstość, jest prawie doskonałą

próżnią. Ocenia się, że występuje tam zaledwie jeden atom na

metr sześcienny. Poza granicami galaktyk spotkać można także

nieliczne gwiazdy, które powstały wewnątrz galaktyk, ale zostały

z nich wyrzucone w wyniku oddziaływań grawitacyjnych.

KWAZAR

zwarte źródło ciągłego

promieniowania

elektromagnetycznego o

ogromnej mocy, pozornie

przypominające gwiazdę. W

rzeczywistości jest to rodzaj

aktywnej galaktyki.

Historia odkrycia:

Pierwsze zdjęcia kwazarów wykonano jeszcze w

XIX wieku, jednak wtedy nikt nie przypuszczał,

że obiekty te mogą być czymś innym niż zwykłą

gwiazdą. Dopiero w latach pięćdziesiątych XX

wieku, obserwując niebo za pomocą

radioteleskopów, zauważono silną emisję

radiową pochodzącą z kwazarów, zaś pierwsze

widmo kwazara otrzymano w 1963 roku. Okazało

się, że linie emisyjne w jego widmie są silnie

przesunięte ku czerwieni. Według prawa

Hubble'a oznacza to, że kwazary są obiektami

niezmiernie oddalonymi od naszej Galaktyki. Ich

światło obserwowane dzisiaj zostało wysłane

miliardy lat temu – badanie kwazarów jest więc

równocześnie badaniem dawniejszych etapów

rozwoju Wszechświata.

CZARNA DZIURA

Czarna dziura – obszar

czasoprzestrzeni, którego, z uwagi na

wpływ grawitacji, nic, łącznie ze

światłem, nie może opuścić[1].

Zgodnie z ogólną teorią względności,

do jej powstania niezbędne jest

nagromadzenie dostatecznie dużej

masy w odpowiednio małej objętości.

Czarną dziurę otacza matematycznie

zdefiniowana powierzchnia nazywana

horyzontem zdarzeń, która wyznacza

granicę bez powrotu.

Nazywa się ją „czarną”, ponieważ

pochłania całkowicie światło trafiające

w horyzont, nie odbijając niczego,

zupełnie jak ciało doskonale czarne w

termodynamice[2]. Mechanika

kwantowa przewiduje, że czarne

dziury emitują promieniowanie jak

ciało doskonale czarne o niezerowej

temperaturze. Temperatura ta jest

odwrotnie proporcjonalna do masy

czarnej dziury, co sprawia, że bardzo

trudno je zaobserwować w wypadku

czarnych dziur o masie gwiazdowej

bądź większych.

CZARNA DZIURA

CIEMNA MATERIA

hipotetyczna materia

nieemitująca i nieodbijająca

promieniowania

elektromagnetycznego. Jej

istnienie zdradzają jedynie

wywierane przez nią efekty

grawitacyjne. Według danych

zebranych na podstawie

obserwacji dużych struktur

kosmicznych, interpretowanych w

kategoriach równań Friedmana i

metryki Friedmana-Lemaître'a-

Robertsona-Walkera, ciemna

materia to ok. 27% bilansu masy-

energii Wszechświata, obok

materii zwykłej (widzialnej) i

dominującej ciemnej energii.

P L A N E TA

zgodnie z definicją Międzynarodowej Unii Astronomicznej – obiekt

astronomiczny okrążający gwiazdę lub pozostałości gwiezdne, w którego

wnętrzu nie zachodzą reakcje termojądrowe[1], wystarczająco duży, aby

uzyskać prawie kulisty kształt oraz osiągnąć dominację w przestrzeni wokół

swojej orbity[2]. W odróżnieniu od gwiazd, świecących światłem własnym,

planety świecą światłem odbitym[3].

Planety dzielone są na dwie kategorie: duże gazowe olbrzymy o małej

gęstości oraz mniejsze planety skaliste. Według definicji IAU, w Układzie

Słonecznym znanych jest 8 planet: cztery wewnętrzne – Merkury, Wenus,

Ziemia, Mars i cztery zewnętrzne – Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Z

wyjątkiem Merkurego i Wenus, wokół każdej z nich krąży jeden lub więcej

księżyców. Dotychczas (stan na 5 grudnia 2013) potwierdzono także istnienie

1050 planet pozasłonecznych[4].

RODZAJE PLANET:

SŁOŃCE

W centrum Układu Słonecznego znajduje się gwiazda średniej

masy, czyli Słońce. Między Marsem a Jowiszem znajduje się pas

planetoid. Wszystkie planety krążą po eliptycznych orbitach

wokół Słońca praktycznie w jednej płaszczyźnie. Jedynie Pluton

ma orbitę mocno nachyloną względem ekliptyki. Pozostaje też ona

w rezonansie 2:3 z orbitą Neptuna w ten sposób że zdarzają się

okresy, gdy Pluton znajduje się bliżej Słońca niż Neptun. Z tego

też względu Pluton jest raczej obiektem z pasa Kuipera niż

planetą (obecnie: planeta karłowata.)

MERKURY

Odległość od Słońca: 58 mln km

długość roku (okres obiegu wokół Słońca): 88 ziemskich dni

długość doby (okres obrotu wokół własnej osi): 156

ziemskich dni

średnica równikowa: 4880 km

temperatura na powierzchni: 420 st.

C (w południe na równiku), -180 st. C (w nocy)

brak księzyców Krąży najbliżej Słońca.

WENUSOdległość od Słońca: 108 mln km

długość roku (okres obiegu wokół Słońca):

225 ziemskich dni

długość doby: 584 ziemskie dni

średnica równikowa: 12 100 km

Średnia temperatura na powierzchni:

450 st. C ,brak księżyców .

Jest najjaśniejsza na niebie,

oczywiście nie licząc Słońca

i Księżyca. Zwana jest siostrzaną planetą Ziemi. Obie planety prawie się nie

różnią wielkością. Wenus jest tylko troszeczkę mniejsza i lżejsza. Astronauci

na powierzchni Wenus ważyliby niemal tyle samo, co na Ziemi. Powierzchnię

ZIEMIA

Gdyby spojrzeć na Ziemię z kosmosu, tak jak na

inne planety, to dominowałby niebieski kolor

oceanów oraz biały - chmur i lodowych czap

polarnych na biegunach. To jedyne miejsce we

Wszechświecie, gdzie z pewnością istnieje życie.

Prawdopodobnie jedyne miejsce w Układzie

Słonecznym, gdzie istnieje woda w stanie płynnym

(choć ostatnio podejrzewa się, iż woda jest też pod

lodową skorupą Europy, księżyca Jowisza).

MARS Mars – czwarta według oddalenia od Słońca planeta

Układu Słonecznego. Nazwa planety pochodzi od imienia

rzymskiego boga wojny – Marsa. Zawdzięcza ją swej barwie,

która przy obserwacji z Ziemi wydaje się rdzawo-czerwona i

kojarzyła się starożytnym z pożogą wojenną. Postrzegany

odcień wynika stąd, że powierzchnia planety zawiera tlenki

żelaza. Mars jest planetą wewnętrzną z cienką atmosferą, o

powierzchni usianej kraterami uderzeniowymi, podobnie jak

powierzchnia Księżyca. Występują tu także inne rodzaje

terenu, podobne do ziemskich: wulkany, doliny, pustynie i

polarne czapy lodowe.

JOWISZ

piąta w kolejności oddalenia od Słońca i największa

planeta Układu Słonecznego[a]. Jego masa jest nieco

mniejsza niż jedna tysięczna masy Słońca, a zarazem

dwa i pół raza większa niż łączna masa wszystkich

innych planet w Układzie Słonecznym. Wraz z

Saturnem, Uranem i Neptunem tworzy grupę

gazowych olbrzymów, nazywaną czasem również

planetami jowiszowymi.

SARURNOdległość od Słońca: 1427 mln km długość roku (okres obiegu wokół ".

Słońca): 29,5 ziemskich lat długość doby: 10 godz. 32 min średnica

równikowa: 120 540 km temperatura na powierzchni: -180 st. C 18

księżyców (największy - Tytan) Przepięknie wygląda w lunecie dzięki

swoim pierścieniom, najwspanialszym w Układzie Słonecznym. Ale

astronomów fascynuje nie tyle ta wielka gazowa kula, jaką jest Saturn,

lecz największy z jego księżyców. Nazywa się Tytan. Spowija go gęsta

atmosfera (to wyjątkowe wśród księżyców), złożona z azotu i metanu.

Podobnie wyglądała ziemska atmosfera sprzed 4 mld lat. Sondy Pioneer

11 i Voyager

1 i 2 nie potrafiły dostrzec przez chmury

powierzchni tego księżyca.

URANOległość od Słońca: 2871 mln km

długość roku (okres obiegu wokół Słońca): 84 ziemskie lata

długość doby: 17 godz. 15 min

Średnica równikowa: 51 120 km

temperatura na powierzchni: - 210 st. C

20 księżyców (największy - Tytania)

  Pierwsza planeta dostrzeżona za pomocą teleskopu. Inne widać gołym okiem.

Dopiero w roku 1977 odkryto, że Urana również otaczają pierścienie, choć słabe,

nie takie wspaniałe jak u Saturna. W 1986 r. odwiedził go Voyager 2 Uran ma

zapewne skaliste jądro, które otacza płynny płaszcz, będący mieszaniną wody,

amoniaku i metanu.

Płaszcz jest otulony grubą atmosferą, w której przeważają najlżejsze gazy

wodór i hel. Dziś, po odkryciu w 1999 r. pięciu nowych księżyców,

znamy aż 20 księżyców tej planety - rekord w skali Układu Słonecznego.

NEPTUNOdległość od Słońca: 4497 mln km

długość roku (okres obiegu wokół Słońca): 165 ziemskich lat

długość doby: 19 godz. 6 min

średnica równikowa: 49 530 km

temperatura na powierzchni: -210 st. C

8 księżyców (największy - Tryton)

    Przypomina Urana. Jest podobnie zbudowany. Zbliżył się do

niego Voyager 2 w 1989 r. Interesujący jest jego największy

księżyc, aktywny wulkanicznie Tryton o średnicy 2700 km. Krąży

on w przeciwnym kierunku wokół planety niż inne księżyce.

PLUTONŚrednia odległość od Słońca: 5913 mln km

długość roku (okres obiegu wokół Słońca): 249 ziemskich lat

długość doby: 6 dni 9 godz. 17 min

średnica równikowa: 2320 km

temperatura na powierzchni: -230 st. C

1 księżyc (Charon)

Jego perspektywy Słońce jest jedynie drobnym świecącym punktem,

niemal jak inne gwiazdy. Do Plutona nie dotarła jeszcze żadna sonda.

Pluton jest bardzo mały, i - jak na planetę - waży bardzo niewiele. Tuż po

jego odkryciu sądzono, że jego masa dorównuje ziemskiej. Z czasem

obniżano szacunki kilkakrotnie. W 1978 roku odkryto, że Pluton nie jest

samotny - ma naturalnego satelitę (nazwano go Charonem), więc to, co do

tej pory brano za jedną planetę, jest w rzeczywistości układem dwóch ciał.

MIKOŁAJ KOPERNIKłac. Nicolaus Copernicus[a], niem. Nikolaus Kopernikus; ur.

19 lutego 1473 w Toruniu, zm. 24 maja 1543 we Fromborku)

– polski astronom[b], autor dzieła De revolutionibus orbium

coelestium (O obrotach sfer niebieskich)[c]

przedstawiającego szczegółowo i w naukowo użytecznej

formie heliocentryczną wizję Wszechświata. Wprawdzie

koncepcja heliocentryzmu pojawiła się już w starożytnej

Grecji (jej twórcą był Arystarch z Samos[1]), to jednak

dopiero dzieło Kopernika dokonało przełomu i wywołało jedną

z najważniejszych rewolucji naukowych od czasów

starożytnych, nazywaną przewrotem kopernikańskim[2].