Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Csillagászat Fizika tanár szakos levelező hallgatóknak 2006/2007 II.f.é. 3. előadás (2007. ápr. 14.)

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Csillagászat Fizika tanár szakos levelező hallgatóknak 2006/2007 II.f.é. 3. előadás (2007. ápr. 14.)"— Előadás másolata:

1 Csillagászat Fizika tanár szakos levelező hallgatóknak 2006/2007 II.f.é. 3. előadás (2007. ápr. 14.)

2

3 Csillagászat 3.3 A Naprendszeren túl: csillagok, tejútrendszerek

4 Csillagászat 3.4 A csillagok látszó tulajdonságai: Helyzetük – csillagképekbe rendezés Fényességük – magnitúdó (fényrend) skála – Hipparkhosztól ered Színük – a felszíni hőmérséklet függvénye Színképük – ennek részletes vizsgálatával sok információt kaphatunk

5 Csillagászat 3.5 A csillagképek Az állatövi csillagképek több ezer évesek, Ptolemaiosz 48-at ír le. A Nemzetközi Csillagászati Únió (IAU) 1930-ban felosztja az égboltot 88 csillagképre, az 1875-ös koordinátahálózat szerint.

6 Csillagászat 3.6 Csillagképek 2.

7 Csillagászat 3.7 A csillagok fényessége Már Hipparkhosz 6 fényrendbe sorolja a csillagokat katalógusában, amely Ptolemaiosz Almagesztjében maradt fenn, elsőrendűek a legfényesebbek. Az emberi érzékszervekben jelentkező érzet az inger logaritmusával arányos. Pogson 1856-ban pontosítja Hipparkhosz rendszerét: F 0 [W m -2 ] a 0 fényrendű csillagból érkező fluxus, ekkor m = - 2,5 log(F/F 0 ) Egy magnitúdós csökkenés 2,512-szeres fényességnövekedést jelent. log(2,512) = 0,400, ebből következően 5 m különbség százszoros fényességkülönbséget A mínusz előjel miatt a nagyon fényes égitestek magnitúdója negatív: Szíriusz (legfényesebb állócsillag) -1,5, telihold -12,5, Nap -26,8 Az emberi szem átlagos színérzékenységét véve, ez a látszó (vizuális) magnitúdó (m V )

8 Csillagászat 3.8 Más magnitúdók A csillagok különböző színe miatt a látszólag egyforma fényességű csillagok fényképezve különböző fényességűek lehetnek. Fotografikus magnitúdó, UBVRI fotometriai rendszer (Ultraviolet, Blue, Visual, Red, Infrared) Bolometrikus fényesség: teljes kisugárzott energia m bol = m V – BC (bolometrikus korrekció) BC annál nagyobb, minél nagyobb a hőmérséletkülönbség a csillag és a Nap (pontosabban egy F5 színképtípusú csillag) közt. Az UBVIR rendszer magnitúdóit U, B, V, I, R – rel is jelölik. Színindex: U – B, B – V. Értéke (definíció szerint) 0 az A0 színképosztályú csillagokra. Abszolút magnitúdó (M): amilyennek látszana a csillag 10 pc távolságból m – M = 5 lg r – 5 (r parszekben) A bolometrikus abszolút magnitúdó kifejezhető a luminozitással (sugárzási összteljesítmény) is. M bol = 0 megfelel L 0 = 3,0 x W -nak

9 Csillagászat 3.9 Színképelemzés Fekete test sugárzás: folytonos színkép, Planck görbe.. Wien törvény: l max T = b ahol b = 0, K m Stefan – Boltzmann törvény: F = s T 4 ahol s = 5,67 x W m -2 K -4 (felületegységről kisugárzott összenergia)

10 Csillagászat 3.10 Vonalas színképek Minden atom minden ionizáltsági fokon a kvantummechanikai törvények által meghatározott energiaszint-rendszerrel rendelkezik. Az atommag körül keringő elektronok az egyik szintről a másikra ugorva az energiakülönbségnek megfelelő sugárzási kvantumot bocsátanak ki v. nyelnek el.

11 Csillagászat 3.11 Színképtípusok A XIX – XX sz. fordulóján óriási munkával sok tízezer csillag színképét dolgozták fel. Csak később derült ki, hogy ezek a típusok a felületi hőmérséklettől függnek, eszerint a helyes sorrend O, B, A, F, G, K, M, N, (L, T) (O Be A Fine Girl, Kiss Me Now) Ezeken belül még számok vannak. A Nap színképtípusa G2

12 Csillagászat 3.12 A Herzsprung – Russell diagram (HRD)

13 Csillagászat 3.13 A fősorozat

14 Csillagászat 3.14 A Vogt – Russell tétel Nyomás dP(r) dr = _ GM(r) r 2 4 p r 2 r (r ) dM(r) dr Hőmérséklet Tömeg dT(r) dr = = 3 K r (r ) 4acT 3 a3a3 r (r ) Luminozitás dL(r) dr = 4 p r 2 r (r ) e(r ) e(r ) tömegegységre jutó energiaprodukció K Rosseland - féle átlagos opacitás e = e 1 rx CN xT 20 + e 2 rx 2 T 4 K = (1+x) (1-x-y)r 0,75 T -3,5 = P R mR m rT +T4T4 állapotegyenlet

15 Csillagászat 3.15 A Vogt – Russell tétel 2. Nyomás dP(r) dr = dM(r) dr Hőmérséklet Tömeg dT(r) dr = = f 1 [P(r ), M(r ), T(r ), L(r )], Luminozitás dL(r) dr = f 2 [P(r ), M(r ), T(r ), L(r )], f 3 [P(r ), M(r ), T(r ), L(r )], f 4 [P(r ), M(r ), T(r ), L(r )], Határfeltételek:L(r = 0 ) = 0, M(r = 0) = 0, P(R ) = 0, T(R ) = 0. A csillag tömege egyértelműen meghatározza összes egyéb tulajdonságát

16 Csillagászat 3.16 Energiatermelés a csillagokban Fúziós reakció, a hidrogén héliummá alakulása.

17 Csillagászat 3.17 Energiatermelés a csillagokban 2. Alternatíva

18 Csillagászat 3.18 Csillagfejlődés Kialakulás

19 Csillagászat 3.19 Csillagfejlődés Kialakulás

20 Csillagászat 3.20 Csillagfejlődés Kialakulás ideje

21 Csillagászat 3.21 Csillagfejlődés Érett kor, fősorozat

22 Csillagászat 3.22 Csillagfejlődés Öregedés – kistömegű csillag

23 Csillagászat 3.23 Csillagfejlődés Öregedés – Vörös óriáscsillag (Betelgeuze)

24 Csillagászat 3.24 Csillagfejlődés Öregedés – kistömegű csillag – bolygószerű ködfolt

25 Csillagászat 3.25 Csillagfejlődés Öregedés – nagytömegű csillag

26 Csillagászat 3.26 Csillagfejlődés Öregedés – nagytömegű csillag robbanás előtt

27 Csillagászat 3.27 Csillagfejlődés Öregedés – fehér törpe kettős rendszerben robbanás előtt

28 Csillagászat 3.28 Csillagfejlődés Halál – nagytömegű csillag robbanása

29 Csillagászat 3.29 Csillagfejlődés végállapotai Három lehetőség, a tömeg függvényében 1.) Kisebb 1,4 naptömegnél – vörös óriás, bolygószerű köd, majd fehér törpe 2.) 1,4 naptömeg felett mindenképpen szupernóva robbanás. 2.a.) a maradvány 1,4 és 2,5 naptömeg közé esik – neutroncsillag, pulzár 2.b.) a maradvány 2,5 naptömeg feletti – fekete lyuk A szupernóvarobbanás az egyetlen folyamat, amelyben a vasnál nehezebb elemek kialakulhatnak, a szükséges energiabefektetést a gravitáció adja.

30 Csillagászat 3.30 Csillagfejlődés végállapotai Neutroncsillag, pulzár

31 Csillagászat 3.31 Csillagfejlődés végállapotai Fekete lyuk

32 Csillagászat 3.32 Változócsillagok Nagyon különböző időskálák (milliszekundumtól évszázadokig) Geometriai és fizikai változók Geometria: fedési kettős

33 Csillagászat 3.33 Változócsillagok fizikai változók: szabályosak – pulzálók: cefeidák, RR Lyrae félszabályosak – Mira szabálytalanok – R CrB eruptívak – nóvák, szupernóvák Kettős és többszörös csillagok Előfordulásuk gyakori

34 Csillagászat 3.34 Csillaghalmazok 1. Nyílt csillaghalmazok: Kevés csillag, kapcsolatban a csillagközi anyaggal. Fiatal csillagokból állnak, főképp a Galaktika síkjában helyezkednek el, a spirálkarokban. Plejádok Praesepe

35 Csillagászat 3.35 Csillaghalmazok 2. Gömbhalmazok: Sok csillag, csillagközi anyag nélkül. Öreg csillagokból állnak, főképp a Galaktikus halóban helyezkednek el. Erősen koncentrálódnak a központnál.

36 Csillagászat 3.36 Tejútrendszer (Galaxis)

37 Csillagászat 3.37 Tejútrendszer (Galaxis) Kb csillagot tartalmaz Szerkezetét csak rádióval lehetett felmérni, mert síkjában (ahol mi is vagyunk) koncentrálódik a por és gáz.

38 Csillagászat 3.38 Extragalaxisok

39 Csillagászat 3.39 Extragalaxisok Spirálisak és elliptikusak. A spirálokban sok a gáz és por Hajlamosak halmazokba szerveződni

40 Csillagászat 3.40 Távoli galaxishalmazok Gravitációs hatásuk elhejlítja a fénysugarat

41 Csillagászat 3.41 Aktív galaxismagok, kvazárok Távolabbról látszanak A belátható világegyetem tágul, a sebesség a távolsággal arányos (Hubble – állandó) Vöröseltolódás z = Dl/l A legnagyobb ismert z 6,5 körül van A Big Bang (ősrobbanás) elmélete. Bizonyítékai 1.) a táguló világegyetem 2.) a kozmikus háttérsugárzás, 2,7 K 3.) a kozmikus elemgyakoriság (He, Li)

42 Csillagászat 3.42 Az ősrobbanás

43 Csillagászat 3.43 Háttérsugárzás vizsgálata: COBE

44 Csillagászat 3.44 Az élet lehetősége a világegyetemben

45 Csillagászat 3.45 Az élet lehetősége a világegyetemben UFO: Unidentified Flying Object – NEM űrhajó! Rengeteg azonosítható (Vénusz, halo-jelenségek, átverés) Maradtak azonosítatlanok, de bizonyíték a földönkívüli eredetre nincs Eredet: hidegháborús hisztéria Híres eset: Roswell – felderítő ballon

46 Csillagászat 3.46 Hasznos WWW kapcsolódási lehetőségek Hubble űrtávcsőhttp://heritage.stsci.edu/ Astronomy Picture of the Day SOHO napobszervatórium


Letölteni ppt "Csillagászat Fizika tanár szakos levelező hallgatóknak 2006/2007 II.f.é. 3. előadás (2007. ápr. 14.)"

Hasonló előadás


Google Hirdetések