Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Боковая панель

2015:10:07:астрофизика

Астрофизика

Астрофизика – это наука на стыке астрономии и физики, изучающая физические процессы в астрономических объектах, таких, как звезды, галактики и т. д. Само название «астрофизика» существует с 1865 и предложено немецким астрономом Иоганном Карлом Фридрихом Цельнером.

Методы практической астрофизики

Главные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометрия вместе с обыкновенными астрономическими наблюдениями.

История развития и достижения астрофизики

Первые исследования спектра Солнца были выполнены в 1859 году одним из изобретателей спектрального анализа, немецким физиком Густавом Кирхгофом. Результатом этих исследований был рисунок солнечного спектра, по которому можно было определить химический состав солнечной атмосферы. После Кирхгофа спектральным анализом небесных тел занялись несколько астрофизиков, которые вскоре представили чрезвычайно обстоятельные исследования спектров Солнца и неподвижных звезд. Шведский физик и астроном Андрес Йонас Ангстром изготовил чрезвычайно точный атлас солнечного спектра, итальянский астрофизик Анджело Секки изучил спектры четырх тысяч звезд и построил первую классификацию звездных спектров, разделив их на четыре класса. Его классификация была принята всеми астрономами и применялась до введения в начале XX века Гарвардской классификации. Английский астроном Уильям Хеггинс установил сходство спектров многих звезд со спектром Солнца. Он показал, что свет испускается его раскаленной поверхностью, поглощаясь после этого газами солнечной атмосферы. Стало ясно, почему линии элементов в спектре Солнца и звезд, как правило, темные, а не яркие. Хеггинсу также удалось наблюдать спектр некоторых туманностей и подтвердить предположение о существовании двух типов туманностей - звездных, состоящих из множества звезд и газообразных туманностей. В 1890 году Гарвардская астрономическая обсерватория выпустила большой каталог звездных спектров, содержавший 10350 звезд до 8-й звездной величины и до 25* южного склонения. Он был посвящен памяти Генри Дрэпера (1837-1882), американского любителя астрономии (по специальности врача), пионера широкого применения фотографии в астрономии. В 1872 году он получил первую фотографию спектра звезды (спектрограмму), а в дальнейшем – спектры ярких звезд, Луны, планет, комет и туманностей. После выхода первого тома каталога к нему не раз издавались дополнения. Общее число изученных спектров звезд достигло 350 тысяч. Применение фотографии в астрономии имело громадное значение благодаря её многочисленным преимуществам перед обычным наблюдением. В 1839 г. французский изобретатель Луи Жак Манде Дагер (1787-1851) придумал способ получения скрытого изображения на металлической пластинке из йодистого серебра, которое он проявлял затем парами ртути. Появились первые портреты людей (дагеротипы). Большим недостатком дагеротипов была невозможность их тиражирования. Дагеротипполучался в одном экземпляре, и, чтобы получить другой, надо было снимать вторично. В 1851г. англичанин Ф. Скотт-Арчер придумал мокрый коллоидный способ, когда пластинки незадолго до употребления заливались слоем коллоида, содержащим йодистое серебро. Последнее и служило светочувствительным материалом. Первые же эксперименты по фотографированию небесных тел этим способом показали значительное преимущество мокрого коллкидного способа перед дагеротипным. Самых больших успехов в применении мокрого коллоидного способа достиг английский астроном-любитель Варрен Делорю, который построил обсерваторию рядом с Лондоном и хороший телескоп, с которым и проводил фотографирование. По его предложению Британская астрономическая ассоциация построила в Кью специальную обсерваторию и прибор для фотографирования Солнца-фотогелиограф. В 1850г. Уильям и Джордж Бонды, отец и сын, впервые сделали фотографию звезды (Веги). В 1872г. Генри Дрэпером была получена её первая спектрограмма, на которой были видны линии поглощения. Фотография всё больше проникала в практику астрономических исследований. В 1891г. с её помощью была открыта первая малая планета - 323 Бруция. Постепенно совершенствовалась техника фотографирования, улучшались фотоматериалы. Для фотографирования стали доступны жёлтая, красная и инфракрасная области спектра.

Наблюдательная астрофизика

Большая часть данных в астрофизике получается по наблюдению объектов в электромагнитных лучах. Исследуются как прямые изображения, полученные на различных длинах волн, так и электромагнитные спектры принимаемого излучения. • Радиоастрономия изучает излучения в диапазоне длин волн от 0.1 мм до 100 м. Радиоволны испускаются, например: такими холодными объектами как межзвёздный газ и пылевые облака; Реликтовым излучением, являющимся отголоском Большого Взрыва; Пульсарами, впервые обнаруженными в микроволновом диапазоне; Далёкими радиогалактиками и квазарами. Для наблюдений в радиодиапазоне требуются телескопы очень больших размеров. Зачастую наблюдения проводятся с использованием интерферометров и сетей РСДБ. • Инфракрасная астрономия изучает излучение на волнах, находящихся в промежутке между радиоизлучением и видимым светом. Наблюдения в этой области спектра обычно производятся на телескопах, подобных обычным оптическим телескопам. Наблюдаемые объекты обычно холоднее звёзд: планеты, межзвёздная пыль. • Оптическая астрономия является старейшей областью астрофизики. На сегодняшний день основными инструментами являются телескопы с ПЗС-матрицами в качестве приёмников изображения. Так же часто производятся наблюдения с помощью спектрографов. Ограничение на наблюдения в оптическом диапазоне накладывает дрожание земной атмосферы, мешающее наблюдениям на больших телескопах. Для устранения этого эффекта и получения максимально чёткого изображения используются различные методы, такие как адаптивная оптика, спекл-интерферометрия, а также выведение телескопов в космическое пространство за пределы атмосферы. В этом диапазоне хорошо видны звёзды и планетарные туманности, что позволяет изучать в том числе их расположение и химическое строение. • Ультрафиолетовая астрономия, рентгеновская астрономия и гамма-астрономия(астрофизика) изучают объекты, в которых происходят процессы с образованием высокоэнергетических частиц. К таким объектам относятся двойные пульсары, чёрные дыры, магнетары и многие другие объекты. Для излучения в этой части спектра земная атмосфера является непрозрачной. Поэтому существуют два метода наблюдения — наблюдения с космических телескопов (обсерватории RXTE, Chandra и CGRO) и наблюдения черенковского эффекта в земной атмосфере (H.E.S.S., телескоп MAGIC). Другие типы излучения также могут наблюдаться с Земли. Было создано несколько обсерваторий в попытках наблюдения гравитационных волн. Созданы нейтринные обсерватории, позволившие прямыми наблюдениями доказать наличие термоядерных реакций в центре Солнца. С помощью этих детекторов также изучались удалённые объекты, такие как сверхновая SN1987a. Наблюдения высокоэнергетических частиц производится по наблюдениям их столкновений с земной атмосферой, порождающих ливни элементарных частиц. Наблюдения также могут различаться по продолжительности. Большинство оптических наблюдений производятся с выдержками порядка минут или часов. Однако, в некоторых проектах, таких как Tortora, производится наблюдения с выдержкой менее секунды. Тогда как в других общее время экспозиции может составлять недели (например, такая выдержка использовалась при наблюдении глубоких хаббловских полей). Более того, наблюдения пульсаров могут производиться с временем экспозиции в миллисекунды, а наблюдения эволюции некоторых объектов могут занимать сотни лет, включая изучение исторических материалов. Изучению Солнца отводится отдельное место. Из-за огромных расстояний до других звёзд, Солнце является единственной звездой, которая может быть изучена в мельчайших деталях. Изучение Солнца даёт основу для изучения других звёзд.

Популярно об астрофизике: http://yandex.ru/video/search?filmId=nrTWOAUB0Cw&text=%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE&redircnt=1444237733.1&path=wizard

2015/10/07/астрофизика.txt · Последние изменения: 2016/05/29 17:33 — admin