Csillagászat

A csillagászat a tudomány , a megfigyelés a csillagok , és megpróbálta megmagyarázni a származási , fejlődésük és azok tulajdonságait fizikai és kémiai .

A csillagászat etimológiája a görög ἀστρονομία (ἄστρον és νόμος) szóból származik, amely a csillagok törvényét jelenti.

A több mint 5000 éves múltra tekint vissza, az eredetét csillagászat visszamenni túl ókortól a prehisztorikus vallási gyakorlatokat . A csillagászat azon kevés tudomány egyike, ahol az amatőrök továbbra is aktív szerepet játszanak. Amatőr csillagászok nagy közönsége hobbiként gyakorolja .

Sztori

A csillagászatot a legrégebbi tudományok között tartják számon. A régészetből kiderül, hogy a bronzkor egyes civilizációi , és talán a neolitikum már tudott a csillagászatról. Megértették az napéjegyenlőségek időszakos jellegét, és kétségtelenül összefüggésüket az évszakok ciklusával , és tudták, hogyan lehet felismerni bizonyos csillagképeket . A modern csillagászat a matematika fejlődésének köszönhető az ókori Görögország óta, és a középkor végén megfigyelő műszerek feltalálásának . Ha az asztrológia mellett több évszázadon át folyt a csillagászat , a felvilágosodás kora és a görög gondolkodás újrafelfedezése olyannyira megalapozta az ész és a hit közötti különbségtételt , hogy az asztrológiát már nem a csillagászok gyakorolták .

neolit

A neolitikumban az összes nagy megalitikus kör valójában csillagászati ​​obszervatórium volt . A legismertebbek a 6000-6500 éves Nabta Playa és az 1000 évvel későbbi Stonehenge ( Wiltshire , Anglia ). Flammarion , aki megértette az elsők között, a „csillagászati ​​hivatással rendelkező emlékművek” és a „kőmegfigyelő központok” megalitikus köreiről fog beszélni  ;

antikvitás

A legismertebb, ha nem a legfejlettebb rendszerek:

Előfeltételek

A megfigyeléseket tett a szabad szemmel, mivel az ősök segítették ebben a feladatban a hiánya az ipari és különösen a fény szennyezés . Ezért lehetetlen a legtöbb ősi megfigyelés manapság. A Lascaux-barlang rajzai tanulmányozás alatt állnak, úgy gondolták, hogy a rajzok csillagképek helyszínéül szolgálnak.

Ezek a megfigyelések, amelyek néha viszonylag egyszerűek (négy vagy öt csillag egyszerű rajzolása), máris nagy előrelépést feltételeznek a civilizációban, nevezetesen egy olyan készlet létezését, amely legalább a következőket tartalmazza:

Ezen előfeltételek nélkül nem lehet rögzíthető csillagászati ​​megfigyelés .

Mert évezredek , csillagászat már általánosan társított asztrológia , amely gyakran a primum movens . E két tudomány elkülönítése csak a felvilágosodásba avatkozik be, és ma is folytatódik.

Magas antik

A csillagászat feltalálása a káldeusokig nyúlik vissza . A csillagászat kezdeteiben egyszerűen a szabad szemmel látható égi tárgyak mozgásának megfigyelése és előrejelzése volt . Ezek a különböző civilizációk sok hozzájárulást és felfedezést örököltek .

A Mezopotámiában , csillagászat látta az első matematikai alapjait jelennek meg. A kóborló csillagok útjának követését először három, az Egyenlítővel párhuzamos pályán végzik . Ezután a II . Évezred végének első szisztematikus megfigyelései (-1200) után a Nap és a Hold útja jobban ismert. Kr. E. VIII .  Század  felé . J. - C. jelenik meg az ekliptika fogalmában , majd később egy tizenkét egyenlő részű állatöv első formája kezd formálódni időben, de a térben még nem.

A közepén a I st évezred így látja a nyomkövető egymás mellett tizenkét jele kényelmes a csillagok helyzetét számításokat, és nyomon követése a csillagképek használt értelmezése asztrális jóslás . Csak ekkor határozzák meg a bolygók ciklusainak periódusait . Van még az ekliptika 360 ° -os vágása is . A mezopotámiai csillagászatot általában aritmetikai jellege különbözteti meg a görög csillagászattól  : empirikus. Nem a mozdulatok okait keressük, ezért nem készítünk modelleket ezek figyelembevételére, a jelenségeket nem egy geometriai szempontból reprezentálható kozmoszból eredő látszatként érzékeljük .

A mezopotámiai csillagászoknak azonban nagy érdeme, hogy  legalább a VIII . Századból sok megfigyelést gondosan dokumentáltak . Ezek a megfigyelések nagyon hasznosak lesznek a görög csillagászok számára.

Klasszikus és késő ókor

Socrates úgy véli, csillagászat hiábavaló, ellentétben ókori Athén  : az ősi görögök , beleértve Eratosthenes , Knidoszi Eudoxosz , Apollonius , Hipparkhosz és Ptolemaiosz , fokozatosan össze egy igen bonyolult geocentrikus elmélet . Samosi Arisztarchus megfogalmazza egy heliocentrikus elmélet alapjait . Ami a Naprendszer , köszönhetően az elmélet epicycles és kidolgozásában táblázatok alapján ez az elmélet, hogy ez lehetséges, a alexandriai időszak , kiszámításához egy viszonylag pontos módja a mozgás a csillagok, köztük a csillagok. Hold és a napfogyatkozások . A csillagcsillagászattal kapcsolatban fontos hozzájárulások vannak, különösen a nagyságrend meghatározása . A ptolemaioszi Almagest már negyvennyolc csillagképet és 1022 csillagot tartalmaz.

Középkorú

A csillagászatot nem lehet tanulmányozni más, hozzá kiegészítő és szükséges tudományok hozzájárulása nélkül: a matematika ( geometria , trigonometria ), valamint a filozófia . Az idő kiszámítására szolgál .

A tudományról és általában az oktatásról a középkorban:

Magas középkorú

Az indiai csillagászat 500 körül tetőzött volna, az Aryabhatiya pedig szinte kopernikuszi matematikai rendszert mutat be , amelyben a Föld a tengelyén forog. Ez a modell figyelembe veszi a bolygók mozgását a naphoz viszonyítva .

A tengeren, de a sivatagban is való tájékozódáshoz az arab- perzsa civilizációknak nagyon pontos adatokra van szükségük. Származó astronomies indiai és görög , a csillagászat iszlám csúcsosodik az X edik  században.

Boethius az alapítója a VI .  Századi quadriviumnak , amely magában foglalja a számtant , a geometriát , a zenét és a csillagászatot.

A barbár inváziók után a csillagászat viszonylag kevéssé fejlődött nyugaton .

A muzulmán világban a IX .  Századtól kezdve virágzik . Al-Farghani perzsa csillagász (805-880) sokat ír az égitestek mozgásáról  ; megfigyelések sorozatát végzi, amelyek lehetővé teszik az ekliptika ferde helyzetének kiszámítását . Al-Kindi (801-873) filozófus és enciklopédikus tudós 16 könyvet írt a csillagászatról. Al-Battani (855–923) csillagász és matematikus. Al-Hasib Al Misri (850-930) egyiptomi matematikus. Al-Razi (864-930) perzsa tudós. Végül Al-Fârâbî (872-950) nagy iráni filozófus és tudós.

Végén az X edik  században, egy nagy obszervatórium közelében épült Teheránban a perzsa csillagász Al Khujandi .

A filozófia ( Platón és Arisztotelész ) van integrálva az összes többi tudományok ( orvostudomány , földrajz , mechanika ,  stb ) ez a nagy megújulás mozgalom Golden Age of Islam .

Saint Bede , a VIII -én  században alakult ki a Nyugat „s bölcsészettudomány ( Trivium és quadriviumra ). Megállapítja szabályainak számítás kiszámításához mozgatható fesztiválok és számításához időt igénylő elemeit csillagászat.

Más elemeket nyugaton Gerbert d'Aurillac (II. Sylvester) útján mutatnak be valamivel az ezer év előtt , Arisztotelész filozófiájával. Nehéz pontosan tudni, mely muszlim csillagászokat ismerte akkor Gerbert d'Aurillac.

Késő középkor

A munka al-Farghani lefordított latin a XII th  században, valamint sok más arab szerződések és a filozófia Arisztotelész.

A muszlim világban idézhetjük:

Modern kor

A reneszánsz idején Kopernikusz a Naprendszer heliocentrikus modelljét javasolta, amelynek számos közös pontja van Nasir ad-Din at-Tusi tézisével, a halála után 1543-ban megjelent De revolutionibus- szal .

Csaknem egy évszázaddal később ezt az elképzelést védi, bővíti és javítja Galileo és Kepler . Galileo egy csillagászati ​​távcsövet képzel el , amely inspirációt merít a holland Hans Lippershey munkájából (akinek teleszkópja csak háromszoros nagyítást és eltorzult tárgyakat tartalmazott), hogy javítsa megfigyeléseit. Tycho Brahe nagy csillagász megfigyelésének nagyon pontos megfigyeléseire támaszkodva Kepler elsőként képzel el olyan törvényrendszert, amely a Nap körüli bolygók mozgásának részleteit szabályozza, de nem képes olyan elméletet megfogalmazni, amely túlmutat az egyszerűn. törvényeiben bemutatott leírás .

Ez volt Isaac Newton , aki megfogalmazva a törvény a vonzás testek (a törvény gravitáció ) társított ő törvények a mozgás, végül lehetővé tette, hogy egy elméleti magyarázatot a mozgás a bolygók. Feltalálta a reflektoros távcsövet is , amely javította a megfigyeléseket.

Az eltolódás a geocentrikus modellt Ptolemaiosz a heliocentrikus modell Copernicus / Galileo / Newton által leírt tudományfilozófus Thomas Samuel Kuhn mint tudományos forradalom .

Kortárs időszak

Azt tapasztalta, hogy a csillagok nagyon távoli objektumok: a legközelebbi csillag a Naprendszer , a Proxima Centauri , több mint négy fényévre van .

A spektroszkópia bevezetésével bebizonyosodik, hogy hasonlóak a Naphoz , de a hőmérsékletek , tömegek és méretek széles tartományában vannak . Galaktikánk, a Tejút , mint különálló csillagok  létezése a XX . Század elején más galaxisok létezése miatt bebizonyosodott .

Röviddel ezután felfedezzük az Univerzum tágulását, Hubble törvényének következménye, amely kapcsolatot létesít más galaxisok távolságának a Naprendszerhez viszonyított sebessége és távolságuk között.

A kozmológia nagy előrehaladást ért el a XX .  Század folyamán, különös tekintettel az ősrobbanás elméletére, amelyet a csillagászat és a fizika széles körben támogat , például a kozmológiai hősugárzás (vagy a CMB), valamint a különböző nukleoszintézis elméletekkel, amelyek megmagyarázzák a kémiai elemek és az izotópok .

Az elmúlt évtizedekben a XX th  század beköszöntével rádióteleszkóp , a csillagászat és a feldolgozó egység adat lehetővé teszi új típusú kísérletek szóló égitestek messze elemzése spektroszkópiai az emissziós vonalak által kibocsátott atomok és azok különböző izotópok során kvantum ugrások és keresztül továbbított térben által elektromágneses hullámok .

Az UNESCO 2009-et a csillagászat nemzetközi évének nyilvánítja .

Csillagászati ​​tárgyak

Kezdetben, az ókorban , a csillagászat főként asztrometriából állt , vagyis a csillagok és a bolygók égboltjának helyzetének méréséből .

Kepler és Newton munkájából később született az égi mechanika, amely lehetővé teszi az égitestek gravitáció hatására történő mozgásának matematikai előrejelzését , különös tekintettel a naprendszer tárgyaira . Ennek a két tudományágnak (az astrometria és az égi mechanika) a korábban kézzel végzett munka nagy része a számítógépeknek és a CCD-érzékelőknek köszönhetően ma már nagyon automatizált , olyannyira, hogy most ritkán tekintik őket különálló tudományágaknak. Mostantól a tárgyak mozgása és helyzete gyorsan megismerhető, olyannyira, hogy a modern csillagászat sokkal inkább az égi tárgyak fizikai természetének megfigyelésével és megértésével foglalkozik .

A  professzionális csillagászat a XX . Század óta hajlamos két tudományágra: a megfigyelési csillagászatra és az elméleti asztrofizikára . Noha a legtöbb csillagász mindkettőt felhasználja kutatásai során, a szükséges különböző tehetségek miatt a hivatásos csillagászok általában ezekre a területekre specializálódnak. A megfigyelési csillagászat elsősorban az adatok megszerzésével foglalkozik, amely magában foglalja a műszerek felépítését és karbantartását, valamint az eredmények feldolgozását . Az elméleti asztrofizikát a különböző modellek megfigyelési vonatkozásainak felkutatása érdekli , vagyis a megfigyelt jelenségek megértésére és előrejelzésére törekszik.

Az asztrofizika a csillagászat azon ága, amely meghatározza a csillagok megfigyelésével levezetett fizikai jelenségeket . Jelenleg minden csillagász átfogó képzettséggel rendelkezik az asztrofizikában, és megfigyeléseiket szinte mindig asztrofizikai kontextusban tanulmányozzák. Másrészt számos olyan kutató létezik, akik kizárólag asztrofizikát tanulnak . Az asztrofizikusok munkája a csillagászati ​​megfigyelésekből származó adatok elemzése és azokból fizikai jelenségek levezetése .

A csillagászat tanulmányi területei két másik kategóriába is sorolhatók:

A tantárgyak témák szerint

Napenergia csillagászat

A legtöbbet vizsgált csillag a Nap , egy tipikus kis csillag a régi G2V spektrális típus fő sorozatában , körülbelül 4,6 milliárd évvel. A Nap nem tekinthető változó csillagnak , de időszakos változáson megy keresztül tevékenységében, amely napfoltokon keresztül látható . A foltok számának ingadozása ez a szoláris ciklus 11 évig tart. A napfoltok hűvösebbek a normál régióknál, amelyek intenzív mágneses aktivitással társulnak .

A Nap fényessége élete során folyamatosan nőtt. Ma valóban 40% -kal fényesebb, mint amikor csillag lett a fő sorozatban . A Nap időszakos fényerő-változáson is átesett, amely jelentős hatással volt a Földre . Például gyaníthatóan a Maunder-minimum okozza a középkorban bekövetkezett kis jégkorszakot .

A Nap középpontjában a szív áll, egy olyan terület, ahol a hőmérséklet és a nyomás elegendő a magfúzióhoz . Fent az atommag a sugárzási zóna , ahol a plazma hordoz energiaáramlás révén sugárzás . A réteg, amely a sugárzási zóna képezi a konvekciós zóna , ahol az energiát végzett felé fotoszféra keresztül konvekció , más szóval, a fizikai mozgás a gáz. Úgy gondolják, hogy ez a konvekciós zóna jelenti a foltokat létrehozó mágneses aktivitás forrását.

A Nap külső felületét fotoszférának nevezzük . Közvetlenül e réteg felett van egy vékony régió, amelyet kromoszférának nevezünk . Végül a napkorona .

A napszél , a főleg töltött részecskékből álló plazmaáram folyamatosan "fúj" a Naptól a heliopauza felé . Kölcsönhatásban van a Föld magnetoszférájával , létrehozva a Van Allen-öveket . A sarki fények is ennek a napszélnek a következményei.

Planetológia

A planetológia ezen területe az összes bolygóval , holddal , törpebolygóval , üstökössel , aszteroidával és más, a Nap körül keringő testtel foglalkozik; valamint exobolygók . A Naprendszert viszonylag jól tanulmányozták, először teleszkópokkal, majd szondákkal . Ez jó átfogó megértést adott e bolygórendszer kialakulásáról és evolúciójáról, bár még számos felfedezésre vár még sor.

A Naprendszer öt részre oszlik: a Napra , a belső bolygókra , az aszteroidaövre , a külső bolygókra és az Oort felhőre . A belső bolygók mind tellúrák , ezek a Merkúr , a Vénusz , a Föld és a Mars . A külső bolygók, a gázóriások a Jupiter , a Szaturnusz , az Uránusz és a Neptunusz . A Neptunusz mögött a Kuiper-öv áll , és végül az Oort-felhő , amely valószínűleg egy fényévre terjed ki .

A bolygókat egy protoplanetáris korong alkotta, amely körülvette a Napot, amikor az éppen kialakult. A gravitációs vonzerőt, ütközést és akkréciót ötvöző folyamat révén a korong olyan anyagösszevonásokat alkotott, amelyek idővel protobolygókká válnak . Abban az időben a napszél sugárzási nyomása kifújta a legtöbb anyagot, amely még nem gyűlt össze, és csak elegendő tömegű bolygók tudták megtartani gázos atmoszférájukat . A bolygók intenzív meteoritbombázás időszakában folytatták a maradék anyag kidobását, amit bizonyít a sok kráter , amelyet többek között a Holdon találtak. Ebben az időszakban néhány protobolygó ütközhetett, és a fő hipotézis szerint így alakult ki a Hold.

Amint egy bolygó eléri az elegendő tömeget, a különböző sűrűségű anyagok elkezdenek elválni egymástól, ez a bolygó differenciálódása . Ez a folyamat köves vagy fémes magot képezhet, amelyet palást és kéreg vesz körül. A szív tartalmazhat szilárd és folyékony régiókat, és egyes esetekben létrehozhatja saját mágneses terét , amely megvédi a bolygót és légkörét a napszél támadásától.

Csillag csillagászat

A csillagok és a csillagok evolúciójának vizsgálata alapvető az univerzum megértésében. A csillagok asztrofizikáját megfigyelés és elméleti megértés, valamint számítógépes szimulációk segítségével határozták meg.

Csillag képződik a por és a gáz sűrű területein, amelyek óriási molekuláris felhőként ismertek . Destabilizálódáskor a töredékek a gravitáció hatására összeomolhatnak, és protosztárcsá alakulnak . Megfelelően sűrű és forró tartomány magfúziót okoz , ami egy fő szekvencia csillagot hoz létre .

A hidrogénnél és a héliumnál nehezebb elemek szinte mindegyike a csillagok magjában jött létre .

A kapott csillag jellemzői elsősorban a kezdő tömegétől függenek . Minél masszívabb a csillag, annál nagyobb fényereje van, és annál gyorsabban üríti a magjában lévő hidrogénkészletet. Idővel ez a tartalék teljesen héliummá alakul, és a csillag ezután fejlődni kezd . A hélium megolvadása magasabb hőmérsékletet igényel a magban, ily módon a csillag nagyobb lesz, és magja egyszerre sűrűsödik. Miután vált vörös óriás , a csillag akkor fogyaszt a hélium. Ez a szakasz viszonylag rövid. A nagyon masszív csillagok egy sor zsugorodó szakaszon is áteshetnek, ahol a fúzió egyre nehezebb elemekké folytatódik.

A csillag végső sorsa tömegétől függ: a Napnál több mint 8-szor nagyobb csillagok szupernóvává omolhatnak össze  ; míg a világosabb csillagok bolygó ködöket képeznek és fehér törpékké fejlődnek . Egy nagyon nagy csillagból megmaradt neutroncsillag , vagy egyes esetekben fekete lyuk . A közeli bináris csillagok bonyolultabb utakat követhetnek evolúciójuk során, például egy fehér törpe kísérőjének tömeges átvitele, amely szupernóvát okozhat. A végső szakaszában az élet csillagok, beleértve a planetáris ködöt és szupernovák, szükségesek a eloszlását fémek a csillagközi közegben ; enélkül minden új csillag (beleértve a bolygórendszerüket is) csak hidrogénből és héliumból alakulna ki.

Galaktikus csillagászat

A Naprendszer a Tejút , egy elzárt spirálgalaxis körül kering , amely a Helyi Csoport fontos tagja . Ez egy forgó tömeg, amelyet gáz, csillagok és egyéb tárgyak alkotnak, amelyeket a kölcsönös gravitációs vonzerő tart össze . Mivel a Föld egy poros külső karban helyezkedik el , a Tejútrendszer nagy része nem látható.

A Tejútrendszer középpontjában egy mag van, egy hosszúkás izzó, amelyről sok csillagász úgy gondolja , hogy gravitációs központjában egy szupermasszív fekete lyuk található. Ezt négy fő spirális kar veszi körül, a magtól kezdve. Ez egy aktív régió a galaxisban, amely sok fiatal csillagot tartalmaz, amelyek a II . Populációhoz tartoznak . A korongot az I. populáció idősebb csillagainak gömb alakú glóriája , valamint a gömbhalmazok viszonylag sűrű koncentrációja veszi körül .

A csillagok között található a csillagközi közeg , a szétszórt anyag régiója. A legsűrűbb régiókban a főként molekuláris hidrogénből képződő molekuláris felhők hozzájárulnak új csillagok kialakulásához . Sötét ködökkel kezdődik, amelyek sűrűsödnek, majd összeomlanak (a farmer hossza által meghatározott térfogatra ), hogy kompakt protosztárokat alkossanak .

Amikor nagyobb tömegű csillagok jelennek meg, a felhőt HII gáz- és lumineszcens plazma régióvá alakítják . A csillagszél és a robbanások szupernóva végül a felhő eloszlatására szolgál, gyakran egy vagy több nyitott fürtöt hagyva maga után . Ezek a klaszterek fokozatosan szétszélednek, és a csillagok csatlakoznak a Tejútrendszer lakosságához.

A Tejút anyagának kinematikai vizsgálatai azt mutatták, hogy több a tömeg, mint amilyennek látszik. A halo sötét anyag úgy tűnik, hogy uralja a tömeg, bár a természete ennek a sötét anyag marad meghatározatlan.

Extragalaktikus csillagászat

A galaxisunkon kívül található tárgyak vizsgálata a csillagászat olyan ága, amely a galaxisok kialakulásával és evolúciójával foglalkozik  ; a morfológia és besorolása  ; aktív galaxisok vizsgálata  ; valamint galaxiscsoportok és halmazok szerint . Ezek fontosak az Univerzum nagy léptékű struktúráinak megértéséhez .

A legtöbb galaxis különböző formákba szerveződik, ami lehetővé teszi egy osztályozási séma létrehozását. Általában spirális , elliptikus és szabálytalan galaxisokra oszlanak .

Ahogy a neve is sugallja, az elliptikus galaxis ellipszis alakú. Csillagai véletlenszerűen választott pályán mozognak, előnyben részesített irány nélkül. Ezek a galaxisok nem vagy alig tartalmaz csillagközi gáz , néhány régiójában csillag kialakulása , és általában a régi csillagok. A csillagok általában a nagyobb galaxisok összeolvadásakor keletkező galaktikus halmazok magjaiban találhatók .

A spirálgalaxis forgó lapos korongként szerveződik, jellemzően középpontjában kiemelkedő izzóval vagy rúddal , valamint kifelé nyúló spirálkarokkal. Ezek a karok a csillagképződés poros területei, ahol a hatalmas fiatal csillagok kék árnyalatot adnak. A spirálgalaxisokat általában egy idősebb csillagok glóriája veszi körül. A Tejút és az Andromeda galaxis spirálgalaxis.

A szabálytalan galaxisok kaotikus megjelenésűek, sem spirálisak, sem elliptikusak. A galaxisok körülbelül egynegyede szabálytalan. Az adott forma egy gravitációs interakció eredménye lehet .

Az aktív galaxis olyan szerkezet, amelyben az általa kibocsátott energia jelentős része nem a csillagaiból, a gázból vagy a porból származik. Az ilyen típusú galaxist a magjában egy kompakt régió hajtja , úgy gondolják, hogy általában egy szupermasszív fekete lyuk sugárzást bocsát ki a lenyelt anyagokból.

A radiogalaxy egy aktív galaxis ami nagyon fényes a rádiós domén az elektromágneses spektrum és amely termel hatalmas lebeny gáz . A nagy energiájú sugárzást kibocsátó aktív galaxisok közé tartoznak a Seyfert-galaxisok , a kvazárok és a blézerek . Úgy tűnik, hogy a kvazárok az ismert univerzum legfényesebb tárgyai .

A kozmosz nagy struktúráit galaxiscsoportok és csoportok képviselik . Ez a struktúra hierarchikus módon szerveződik, amelyek közül az eddigi legnagyobbak a szuperklaszterek . Minden szálakban és falakban van elrendezve, hatalmas üres területeket hagyva köztük.

Kozmológia

A kozmológiát (a görög κοσμος "világ, világegyetem" és λογος "szó, tanulmány") az univerzum egészének tanulmányozásának tekinthetjük .

Megfigyelések a szerkezet a Világegyetem nagy léptékű , a nevezett ága a fizikai kozmológia , hoztak egy mély megértése a kialakulását és fejlődését a kozmosz. A jól elfogadott Nagy Bumm elmélet alapvető fontosságú a modern kozmológia szempontjából, amely szerint az univerzum egyetlen pontként indult, majd 13,7 milliárd év alatt nőtt jelenlegi állapotába. A koncepció a Big Bang vezethető vissza, hogy a felfedezés a kozmikus diffúz háttér az 1965 .

Ebben a terjeszkedési folyamatban az univerzum az evolúció több szakaszán ment keresztül. A legelső időkben jelenlegi elméleteink rendkívül gyors kozmikus inflációt mutatnak , amely homogenizálta a kiindulási feltételeket. Ezután primordiális nukleoszintézis elő az épület blokkok az újszülött univerzum.

Amikor az első atomok létrejöttek, a tér átlátszóvá vált a sugárzással szemben, ezáltal energiát szabadított fel, amely ma a kozmikus diffúz háttéren keresztül látható . A világegyetem tágulása ekkor sötét korszakot élt át a csillag energiaforrások hiánya miatt.

Az anyag sűrűségének apró variációiból az anyag hierarchikus szerkezete kezdett kialakulni. Ezután az anyag a legsűrűbb régiókban felhalmozódott, csillagközi gázfelhőket és a legelső csillagokat képezve . Ezek a hatalmas csillagok ekkor indították el a reionizáció folyamatát, és úgy tűnik, hogy a fiatal univerzum sok nehéz elemének megalkotásának az eredetét jelentik.

A gravitációs húzás az anyagot szálakba tömörítette, hatalmas üres régiókat hagyva a résekben. Fokozatosan gáz és por szervezetei alakultak ki az első primitív galaxisok létrehozására . Idővel ezek több anyagot vonzottak, és gyakran galaxishalmazokba , majd szuperklaszterekké szerveződtek .

A sötét anyag és a sötét energia létfontosságú az univerzum felépítésében. Ma úgy gondolják, hogy ezek a domináns komponensek, amelyek a világegyetem sűrűségének 96% -át alkotják. Emiatt nagy erőfeszítéseket tesznek az ezen elemek irányításának összetételének és fizikájának felfedezésére.

A tudományágak a megfigyelés típusa szerint

A csillagászatban az információk elsősorban a látható fény vagy más elektromágneses hullám észleléséből és elemzéséből származnak . A megfigyelési csillagászat felosztható az elektromágneses spektrum megfigyelt területei szerint . A spektrum egyes részei a Föld felszínéről figyelhetők meg, míg mások csak nagy magasságokban vagy akár az űrben is megfigyelhetők. Ezekkel az alágazatokkal kapcsolatos konkrét információkat az alábbiakban adjuk meg.

Rádiócsillagászat

A RAS vizsgálja a milliméternél nagyobb hullámhosszú sugárzást . Rádiócsillagászati eltér egyéb csillagászati megfigyelések, hogy a rádióhullámok kezelik, mint a hullámok helyett diszkrét fotonok . Könnyebb mérni a rádióhullámok amplitúdóját és fázisát , mint a rövidebb hullámhosszúak.

Bár egyes rádióhullámokat egyes csillagászati ​​tárgyak termikus emisszióként termelnek, a Földről megfigyelt rádióemisszió nagy részét szinkrotron sugárzásnak tekintik , amely akkor keletkezik, amikor az elektronok a mágneses mezők körül lengenek . Ezenkívül bizonyos számú csillagközi gáz által előállított spektrumvezeték , különösen a 21 cm-es hidrogénvezeték  figyelhető meg a rádió tartományban.

A rádióhullámokban sokféle tárgy figyelhető meg, beleértve a szupernóvákat , a csillagközi gázt , a pulzárokat és az aktív galaktikus magokat .

Infravörös csillagászat

Az infravörös csillagászat az infravörös sugárzás detektálásával és elemzésével foglalkozik (a vörös fényénél hosszabb hullámhossz ). A látható fény közelében lévő hullámhosszakat leszámítva az infravörös sugárzást erősen elnyeli a légkör  ; másrészt jelentős infravörös emissziót produkál. Ezért az infravörös obszervatóriumokat nagyon magas és száraz helyeken vagy az űrben kell elhelyezni.

Az infravörös csillagászat különösen hasznos a galaktikus, porral körülvett területek megfigyeléséhez és a molekuláris gázok vizsgálatához . Hideg tárgyak (néhány száz Kelvin alatti ) megfigyelésének keretein belül kérhető, ezért hasznos a bolygó légkörének megfigyelésére is .

Között infravörös obszervatóriumok megemlíthetjük a Spitzer és Herschel helyet távcsövek .

Optikai csillagászat

Történelmileg az optikai csillagászat, más néven látható fény csillagászat a legrégebbi csillagászati ​​forma. Eredetileg az optikai képeket kézzel rajzolták. A XIX .  Század végén és a XX .  Század nagy részében a képek fényképészeti berendezéssel készültek . A modern képeket digitális detektorok, különösen a CCD kamerák segítségével állítják elő . Bár a látható fény maga körülbelül 4000 A és 7000  A (400 és 700  nm ) között mozog  , ugyanez a berendezés használható az ultraibolya és az infravörös közeli megfigyelésre is.

A valóságban a légkör nem teljesen átlátszó a látható fény számára. Valójában a Földön ezeken a hullámhosszakon készített képek szenvednek a légköri turbulencia miatti torzulásoktól . Ez a jelenség felelős a csillagok pislákolásáért. A felbontóképessége, mint valamint a elméleti korlátozó nagyságát egy földi teleszkóp ezért csökken, mert ugyanezek a zavarokat. A probléma orvoslásához ezért el kell hagyni a Föld légkörét. Egy másik megoldás, az adaptív optika szintén segít csökkenteni a képminőség csökkenését.

Ultraibolya csillagászat

Az ultraibolya csillagászat olyan megfigyelésekre utal, amelyek az ultraibolya hullámhosszának felelnek meg, vagyis ~ 100 és 3200  Å (10 és 320  nm ) között. Az ilyen hosszúságú fényt elnyeli a Föld légköre, ezért ezeknek a hullámhosszaknak a megfigyelését a légkör felső részéből vagy az űrből végzik. Az ultraibolya csillagászat a legalkalmasabb megfigyelésére hősugárzás és spektrális vonalak ettől a forró, kék csillagok ( OB csillag ), amelyek nagyon világos ezen a területen. Ide tartoznak más galaxisok kék csillagai is, amelyek a témában számos tanulmány célpontjai voltak. Más tárgyakat is gyakran megfigyelnek az UV- fényben , például a bolygói ködök , a szupernóva maradványai vagy az aktív galaktikus magok . Az ultraibolya fényt azonban a csillagközi por könnyen elnyeli , ezért a méréseket a kihalás érdekében korrigálni kell.

Röntgencsillagászat

A röntgensugárcsillagászat csillagászati tárgyak vizsgálata a röntgensugárzásnak megfelelő hullámhosszon , azaz körülbelül 0,1-100  Å (0,01-10  nm ) között. Jellemzően az objektumok röntgensugarakat bocsátanak ki szinkrotron-emisszióként (amelyet a mágneses mező vonalai körül oszcilláló elektronok termelnek ), finom gázok ( folyamatos fékező sugárzásnak nevezett) termikus emissziója , amely 10 7 kelvin felett van , és vastag gázok hőemissziója (ún. feketetest-sugárzás ), amelynek hőmérséklete nagyobb, mint 10 7 K . Mivel a röntgensugarakat elnyeli a föld légköre, minden röntgenkép-megfigyelést nagy magasságú léggömbökkel, rakétákkal vagy űrhajókkal kell elvégezni . A figyelemre méltó röntgenforrások közül említhetünk X binárisokat , pulzárokat , szupernóva perjelet , elliptikus vagy aktív galaxisokat és galaxishalmazokat .   

Gammasugaras csillagászat

A csillagászati ​​gammasugarak A hullám elektromágneses spektrumának kisebb hosszaihoz . A gammasugarakat olyan műholdak követhetik közvetlenül , mint a Compton Gamma Ray Observatory .

A szupernóvák , a pulzárok és a Galaktikus Központ maradványai a Tejútrendszer gamma-sugárzásának forrásai, míg a blézerek (az aktív galaxisok alkategóriája ) az extragalaktikus sugárforrások fő osztálya. Végül, a gamma-sugárzás az átmeneti források nagy populációját is képezi, amely ebben a fényenergia-rendszerben megfigyelhető.

Gravitációs csillagászat

A gravitációs csillagászat vagy asztronómia gravitációs hullámok , az ág a csillagászat, hogy betartja az égi objektumok köszönhetően gravitációs hullámokat vagy kisebb zavarokat a tér-idő terjed az űrben, és lehet kimutatni nagyszabású interferométer támogatást.

Eddig összesen 6 gravitációs hullámforrást fedeztek fel, amelyek mind kompakt égitestek összeolvadásából származnak: két fekete lyuk ( GW150914 ) és két neutroncsillag összeolvadásából .

Neutrino csillagászat

A neutrínó csillagászat a csillagászat olyan ága, amely olyan égi tárgyakat igyekszik tanulmányozni, amelyek nagyon magas energiájú neutrínókat képesek előállítani (néhány száz TeV- től több PeV-ig).

Interdiszciplináris tudományok

A csillagászat és az asztrofizika fontos kapcsolatokat alakított ki a tudományos kutatás egyéb területeivel, nevezetesen:

Amatőr csillagászat

Az amatőr csillagászok különféle égi tárgyakat figyelnek meg, olyan eszközöket használva, amelyeket néha maguk is megépítenek . Az amatőr csillagászok leggyakoribb célpontjai a Hold , a bolygók , a csillagok , az üstökösök , a meteor rajok , valamint a mély égbolt tárgyai, például a csillaghalmazok , a galaxisok és a ködök . Az amatőr csillagászat egyik ága az asztrofotográfia , amely magában foglalja az éjszakai égbolt fényképezését. Néhány amatőr szeret specializálódni egy adott típusú objektum megfigyelésére.

A legtöbb amatőr látható hullámhosszon figyeli az eget, de egy kisebbség a látható spektrumon kívüli sugárzással dolgozik. Ez magában foglalja az infravörös szűrők használatát a hagyományos távcsövekben vagy a rádióteleszkópok használatát. Az amatőr rádiócsillagászat úttörője Karl Jansky volt, aki az 1930-as években rádióhullámokon kezdte megfigyelni az eget . Számos hobbi használhatja saját készítésű távcsöveit, vagy olyan teleszkópjait, amelyeket eredetileg csillagászati ​​kutatások céljából építettek, de ma már nyitva állnak számukra (pl. Az Egy mérföldes távcső ).

Az amatőr csillagászat bizonyos pereme tovább folytatja a csillagászat fejlődését. Valójában ez az egyetlen olyan tudomány, ahol az amatőrök jelentősen hozzájárulhatnak . Elvégezhetik azokat az okkultációs számításokat, amelyek a kisebb bolygók pályájának meghatározására szolgálnak. Felfedezhetik az üstökösöket is, rendszeresen megfigyelhetnek kettős vagy több csillagot. A digitális technika fejlődése lehetővé tette a rajongók számára, hogy lenyűgöző előrelépéseket tegyenek az asztrofotózás területén.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Couderc 1996 , p.  7.
  2. Mueller-Jourdan 2007 , p.  74.
  3. IV., 7., 5. könyv.
  4. Xenophon 1967 , p.  412.
  5. Thomas Samuel Kuhn , A tudományos forradalmak szerkezete , 1962.
  6. Johansson Sverker, „  A Solar FAQ  ” , Talk.Origins Archive,2007. július 27(megtekintés : 2006. augusztus 11. ) .
  7. (in) Lerner & K. Lee Lerner, Brenda Wilmoth, "  környezetvédelmi kérdések: alapvető elsődleges forrásai.  " , Thomson Gale,2006(megtekintés : 2006. szeptember 11. ) .
  8. (in) Pogge, Richard W., "  Az egyszer & Future Sun  " , új távlatok a csillagászatban ,1997(megtekintés : 2005. december 7. ) .
  9. (in) DP Stern, Mr. Peredo, "  A Kutatás a Föld magnetoszféra  " , a NASA,2004. szeptember 28(megtekintés : 2006. augusztus 22. ) .
  10. (a) JF Bell III, a BA és MS Campbell Robinson, Távérzékelési a Földtudományi: Manual of távérzékelési , Wiley,2004, 3 e  . ( online olvasás ).
  11. (a) E. Grayzeck, DR Williams, "  Lunar and Planetary Science  " , a NASA,2006. május 11(megtekintés : 2006. augusztus 21. ) .
  12. (in) Roberge Aki, "  bolygók keletkezésére, valamint Naprendszerünk  " , a Carnegie Institute of Washington Department of Földi Mágnesesség,1997. május 5(megtekintés : 2006. augusztus 11. ) .
  13. (a) Roberge Aki, "  A bolygók kialakulása után  " , Department of Földi Mágnesesség,1998. április 21(megtekintés : 2006. augusztus 23. ) .
  14. (in) "  Stellar Evolution & Death  " , a NASA Observatorium (megtekintés: 2006. június 8. ) .
  15. (in) Jean Audouze és Guy Izrael ( transz.  Tól francia), The Cambridge Atlas of Astronomy , Cambridge / New York / Melbourne, Cambridge University Press,1994, 3 e  . , 470  p. ( ISBN  978-0-521-43438-6 , nyilatkozat BNF n o  FRBNF37451098 ).
  16. (in) Ott Thomas, "  A Galaktikus Központ  " Max-Planck-Institut für Physik Extraterrestrische,2006. augusztus 24(megtekintés : 2006. szeptember 8. ) .
  17. (in) Danny R. Faulkner , "  The Role of Stellar Népesség típusai a vita Stellar Evolution  " , CRS Quarterly , Vol.  30, n o  1,1993, P.  174–180 ( online olvasás , konzultáció 2006. szeptember 8-án ).
  18. (in) Hanes Dave, "  Csillagképződés; A csillagközi közeg  ” , a Queen's University,2006. augusztus 24(megtekintés : 2006. szeptember 8. ) .
  19. (in) Sidney van den Bergh, "  A korai története Dark Matter  " , publikációi a Csillagászat Egyesület a Csendes-óceán , Vol.  111,1999, P.  657-660 ( online olvasás ).
  20. (in) Keel Bill, "  Galaxy osztályozása  " , University of Alabama,1 st augusztus 2006(megtekintés : 2006. szeptember 8. ) .
  21. (in) "  Aktív galaxisok és kvazárok  " , NASA (hozzáférés: 2006. szeptember 8. ) .
  22. (a) Michael Zeilik , Csillagászat: A fejlődő világegyetemünkben , Cambridge (Nagy-Britannia), Wiley,2002, 8 th  ed. , 552  p. ( ISBN  978-0-521-80090-7 , értesítést BNF n o  FRBNF38807876 , online prezentáció ).
  23. (a) Hinshaw Gary, "  kozmológia 101: A Study of the Universe  " , a NASA WMAP2006. július 13(megtekintés : 2006. augusztus 10. ) .
  24. (in) "  Galaxy Clusters and Large-Scale Structure  " , Cambridge-i Egyetem (hozzáférés: 2006. szeptember 8. ) .
  25. (in) Preuss Paul, "  Sötét energia tölti be a kozmoszt  " , az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma, Berkeley Lab (hozzáférés: 2006. szeptember 8. ) .
  26. (in) "  Elektromágneses spektrum  " , NASA (hozzáférés: 2006. szeptember 8. ) .
  27. (en) AN Cox (szerk.), Allen asztrofizikai mennyiségei , New York, Springer-Verlag,2000, 719  p. ( ISBN  978-0-387-98746-0 , online előadás ).
  28. (en) FH Shu, A fizikai univerzum: Bevezetés a csillagászatba , Mill Valley, Kalifornia, University Science Books,1982, 584  p. ( ISBN  978-0-935702-05-7 , online előadás ).
  29. (en) P. Moore, Philip's Universe Atlas of the Universe , Nagy-Britannia, George Philis Limited,1997( ISBN  978-0-540-07465-5 ).
  30. (in) Megfigyelt átmenetek adatkiadásai , Gravitációs Hullám Nyílt Tudományos Központ, LIGO .
  31. (in) "  The Americal Meteor Society  " (hozzáférés: 2006. augusztus 24. )
  32. Jerry Lodriguss, „  A fény elkapása: Asztrofotográfia  ” (hozzáférés : 2006. augusztus 24. ) .
  33. (in) F. Ghigo, "  Karl Jansky és a kozmikus rádióhullámok felfedezése  " , Országos Rádiócsillagászati ​​Obszervatórium,2006. február 7(megtekintés : 2006. augusztus 24. )
  34. (in) "  Cambridge Amateur Radio Astronomers  " (hozzáférés: 2006. augusztus 24. ) .
  35. (in) "  The International Occultation Timing Association  " (hozzáférés: 2006. augusztus 24. )
  36. (in) "  Edgar Wilson Award  " , Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (hozzáférés: 2006. augusztus 24. )
  37. (in) "  American Variable Star Observers Association  " , AAVSO (hozzáférés: 2006. augusztus 24. ) .

Bibliográfia

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Általános cikkek a csillagászatról Időrendek a csillagászatban Csillagászati ​​eszközök és technikák Mások