Астрономия как наука
Средняя линия внутри Млечного Пути. - галактический экватор.
Китайцы выделили Млечный Путь уже к VI в. до н.э. как некое явление неизвестной природы. Его называли "Молочным Путём", Серебряной Рекой, Небесной рекой и т.д.
4. Что такое звезды
В астрономическом смысле: небесные светила, являющиеся источником лучистой энергии, которая создаётся в их
недрах и излучается в космическое пространство. В звездах сосредоточена основная масса видимого вещества галактик. Звезды - мощные источники энергии. В частности, жизнь на Земле обязана своим существованием энергии излучения Солнца. Звезды в космическом пространстве не распределены равномерно, они образуют звёздные системы. К ним относятся кратные звёзды, звёздные скопления и галактики.
Большинство звезд находится в стационарном состоянии, т.е. изменений их физ. характеристик не наблюдается. Это отвечает состоянию равновесия. Но существуют и такие звезды, свойства которых меняются видимым образом. Их называют переменными звёздами и нестационарными звёздами. Следует отметить звезды, в которых непрерывно или время от времени происходят вспышки, в частности - новые звёзды. При вспышках т.наз. сверхновых звёзд вещество звезды в некоторых случаях может быть полностью рассеяно в пространстве.
Характеристики звезд делятся на видимые (важнейшая - блеск, который принято выражать в логарифмической шкале видимых звёздных величин) и истинные (светимость, цвет звёзд, радиус, масса). Важнейшую информацию о свойствах звезды дают их спектры. Далее, существует классификация звезд по светимости. Простейший вид этой классификации заключается в разделении звезд на гиганты и карлики. При более подробной классификации выделяют сверхгиганты, субгиганты, субкарлики и т.п.
В качестве возможных источников огромной энергии звезд современная физика указывает гравитационное сжатие, приводящее к выделению гравитационной энергии, и термоядерные реакции, в результате которых из ядер лёгких элементов синтезируются ядра более тяжёлых элементов и выделяется большое количество энергии. Энергии гравитационного сжатия, как показывают расчёты, было бы достаточно для поддержания светимости Солнца в течение всего лишь 30 млн. лет, в то время как из геологических и др. данных следует, что светимость Солнца оставалась примерно постоянной в течение миллиардов лет. Гравитационное сжатие может служить источником энергии лишь для очень молодых звёзд. С другой стороны, термоядерные реакции протекают с достаточной скоростью лишь при температурах, в тысячи раз превышающих температуру поверхности звезды. В недрах звезд при температурах >10Е7 К и огромных плотностях газ обладает давлением в миллиарды атмосфер. В этих условиях звезда может находиться в стационарном состоянии лишь благодаря тому, что в каждом её слое внутреннее давление газа уравновешивается действием сил тяготения. Такое состояние называется гидростатическим равновесием. Следовательно, стационарная звезда представляет собой газовый (точнее, плазменный) шар, находящийся в состоянии гидростатического равновесия. Если внутри звезды температура по какой-либо причине повысится, звезда должна раздуться, т.к. возрастёт давление в её недрах. Силы тяготения не смогут предотвратить расширение звезды, т.к. у поверхности расширяющейся звезды они уменьшатся. Отсюда вытекает, что для сохранения гидростатического равновесия звезды с большой температурой при прочих равных условиях должны иметь меньшие размеры. Всё сказанное относится к химически однородным (гомогенным) звёздным моделям, которые вполне пригодны для громадного большинства звезд. (такие звезды называются звёздами главной последовательности, к ним относится и наше Солнце). Но существуют звезды, процессы в которых описываются другими моделями (напр., красные гиганты). Стационарное состояние звезды характеризуется не только механическим, но и тепловым равновесием: процессы выделения энергии в недрах звезд, процессы теплоотвода энергии из недр к поверхности и процессы излучения энергии с поверхности должны быть сбалансированы. Поэтому звезды - устойчивые саморегулирующиеся системы.
Светимость звезды (за исключением самых массивных) пропорциональна массе в степени, превышающей единицу. Запас же ядерной энергии в звездах просто пропорционален массе. Следовательно, чем больше масса звезды, тем быстрее она должна израсходовать свои внутренние источники энергии. Сроки эволюции тем меньше, чем больше массы звезд. Для наиболее массивных звезд светимость пропорциональна массе. Время жизни таких звезд по мере увеличения их массы перестаёт уменьшаться и стремится к определённой величине порядка 3.5 млн. лет, очень малой по космическим масштабам. Таким образом, звезды с большими светимостями - это либо молодые звезды (голубые гиганты класса О), либо звезды, недавно вступившие в ту или иную стадию эволюции (красные сверхгиганты).
Относительную распространённость звезд разных типов в Галактике можно охарактеризовать так: на 10 млн. красных карликов приходится около 1 млн. белых карликов, примерно 1000 гигантов и только одна звезда-сверхгигант.
5. Рождение астрономии
АСТРОНОМИЯ (от астро . и греч. nomos — закон), наука о строении и развитии космических тел, образуемых ими систем и Вселенной в целом. Астрономия включает сферическую астрономию, практическую астрономию, астрофизику, небесную механику, звездную астрономию, внегалактическую астрономию, космогонию, космологию и ряд других разделов. Астрономия — древнейшая наука, возникшая из практических потребностей человечества (предсказание сезонных явлений, счет времени, определение местоположения на поверхности Земли и др.). Рождение современной астрономии было связано с отказом от геоцентрической системы мира (Птолемей, 2 в.) и заменой ее гелиоцентрической системой (Н. Коперник, сер. 16 в.), с началом телескопических исследований небесных тел (Г. Галилей, нач. 17 в.) и открытием закона всемирного тяготения (И. Ньютон, кон. 17 в.). 18-19 вв. были для астрономии периодом накопления данных о Солнечной системе, Галактике и физической природе звезд, Солнца, планет и других космических тел. В 20 в. в связи с открытием мира галактик стала развиваться внегалактическая астрономия. Исследование спектров галактик позволило Э. Хабблу (1929) обнаружить общее расширение Вселенной, предсказанное А. А. Фридманом (1922) на основе теории тяготения, созданной А. Эйнштейном в 1915-16. Научно-техническая революция 20 в. оказала революционизирующее воздействие на развитие астрономии в целом и астрофизики в особенности. Создание оптических и радиотелескопов с высоким разрешением, применение ракет и искусственных спутников Земли для внеатмосферных астрономических наблюдений привели к открытию целого ряда новых видов космических тел: радиогалактик, квазаров, пульсаров, источников рентгеновского излучения и др. Были разработаны основы теории эволюции звезд и космогонии Солнечной системы. Крупнейшим достижением астрофизики 20 в. стала релятивистская космология — теория эволюции Вселенной в целом.
Скачать реферат