Csillagászat

Kepler törvényei:

• A bolygók a Nap körül közel egy síkban fekvő ellipszispályákon keringenek. E pályák egyik gyújtópontja közös, és ebben a közös gyújtópontban található a Nap.
• A bolygókhoz a Napból húzott vezérsugár egyenlő időközök alatt egyenlő területeket súrol. (=a bolygók napközelben gyorsabban haladnak, mint naptávolban).
• A bolygók keringési időinek a négyzetei úgy aránylanak egymáshoz, mint a Naptól számított közepes távolságaik köbei
• Az első két törvény a bolygók és a Nap közötti viszonyra vonatkozik. A harmadik törvény a bolygók pályajellemzőit hasonlítja össze.

Johannes Kepler (magyarul ismert Kepler János néven is ismert, Németország, 1571. – Bajorország, Németország, 1630. ): német matematikus, csillagász és optikus volt, aki felfedezte a bolygómozgás törvényeit, amelyet róla Kepler-törvényeknek neveznek.

Naprendszer szerkezete, nap

A naprendszer: Egy 2 fényév sugarú gömb, melyben közel egy síkban keringenek a bolygók (Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz). A naprendszerben a Nap gravitációs ereje a meghatározó, ez tartja a naprendszerben a bolygókat. A Nap gravitációs vonzása azért olyan nagy, mivel a naprendszer tömegének 99%-át magában foglalja ez a csillag.A perdületfőként a körülötte keringő égitestekben van. A naprendszerben a távolságokat csillagászati egységben (AE vagy CsE) mérik, ami az átlagos Nap- Föld távolságnak felel meg (149 597 900 km≈1,5·10^8 km).

Nap: tulajdonságai benne vannak a függvétáblában vagyrészt

• Mag > Sugárzási zóna > Konvektív zóna > Fotoszféra > Kromoszféra > Korona (ezek tulajdonságaira esetleg rákérdezhetnek: Link )
• Magjában a hőmérséklet 10-20·106 K (ott plazmaállapotban van a H), külsején 5800 K
• Energiatermelése:
• Kelvin Herman von Helmholtz elmélete: Ha egy gázgömb összehúzódik, akkor a potenciális energiája csökken. Ez az energia viszont növeli a csillag részecskéinek kinetikus energiáját, azaz a csillag anyagának hőmérsékletét. (csillagok kezdeti energiatermelése, később azaz a napra már nem jellemző)
• Mostani elmélet: Nap belsejében uralkodó tízmillió fok körüli hőmérsékleten olyan fúziós reakciósorozat megy végbe, melynek végeredményeképp négy darab protonból, vagyis hidrogén-atommagból egyetlen hélium-atommag keletkezik, melynek során energia szabadul fel (ez a folyamat a magban játszódik le).
• a napszél: a Napból nagy sebességgel kiáramló plazma, főleg protonokból (hidrogén ionokból) és elektronokból áll. A Nap tevékenységétől függően változó napszél hatására megváltozik a földi magnetoszféra alakja és mérete. A napszél egy része a mágneses pólusoknál beáramlik és sarki fényt kelt. A nagy napkitöréseket követő földi mágneses viharok kárt tehetnek a műholdakban, erős áramok, komoly zavarok léphetnek fel a földi elektromos hálózatokban, olajvezetékekben Az űridőjárás kihat a földi időjárásra is (a naptevékenység hatására változik a Föld mágneses, sugárzási és plazmakörnyezete, ez a magnetoszféra és a felső légkör közvetítésével kihat az alsó légkörre és a földfelszínre is)
• A napfolt: A fotoszférán látható sötét foltok. Méretük általában akkora, mint a Föld átmérője. A napfolt középpontja, az umbra, mindössze 4000 K körüli hőmérsékletű, körülötte helyezkedik el a penumbra, amelynek a hőmérséklete valamivel magasabb. A napfoltok keletkezése a Nap mágneses terének rendkívüli strukturáltságával függ össze. A napfoltoknál a felszínt áttörő mágneses erővonalkötegek ellene hatnak a hőt szállító áramlásoknak a konvektív zónában, és akadályozzák az energia szállítását a felszínre. Ennek eredményeképpen alakulnak ki az alacsonyabb hőmérsékletű foltok, amelyek kevesebb fényt bocsátanak ki. A napfoltok élettartama általában néhány nap, de a nagyon nagy példányok élettartama több hét is lehet. Általában csoportokban keletkeznek, és két csoportot alkotnak, amelyekben a mágneses tér ellentétes irányú. Alakjuk lehet kerek, ovális, megnyúlt vagy csepp-alakú. A napfoltok száma ciklikusságot mutat, erőteljesen nő, majd erőteljesen csökken. Egy ilyen ciklus átlagos hossza 11 év, ami a Nap mágneses terének 22 éves periódusú pólusváltásával függ össze. A múltban többször is voltak olyan periódusok, amikor a napfolt-tevékenység nagyon alacsony volt, ilyen volt az úgynevezett ”kis jégkorszak” időszaka is, amely a 17. sz. közepétől a 18. sz. elejéig tartott.

Ősrobbanás elmélete:

13,7 milliárd évvel ezelött alakulhatott ki a világegyetem egy rendkívül sűrű és forró állapotból. Az összes létezõ anyag a másodperc tört része alatt alakult ki végtelenûl kis helyen, és hihetetlen sebességgel szórodott szanaszét. Ahogy a Világegyetem tágult,a szétszóródó anyag kezdett lehûlni, az ősrobbanás pillanatában ugyanis mérhetetlenül magas hõmérséklet uralkodott. A kissé már lehûlt anyagelemi részecskéi protonokká és neutronokká egyesültek, ezekbõl pedig létrejöttek a hidrógén és a hélium atomjai. Ma is ez a két gáz alkotja a Világegyetem legnagyobb részét. A csillagászok kimutatták, hogy a Világegyetem még mindig tágul, de elképzelhetõ, hogy a tágulás egyszer majd szûkölésbe fordul, és a Világegyetem újra egyetlen ponttá zsugorodik.
(Az ősrobbanás-elmélet azon a megfigyelésen – az úgynevezett Hubble-törvényen – alapul mely szerint a távoli galakszisok színképvonalai vöröseltolódást szenvednek. Ezt a kozmológiai elvvel összevetve azt kapjuk, hogy a tér az általános relativitás elmélet Friedmann-Lemaître modellje szerint tágul. Ha a múltba extrapoláljuk, akkor ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy a világegyetem egy olyan állapotból kezdett tágulni, melyben az anyag és az energia rendkívüli hőmérsékletű és sűrűségű volt.)

Világegyetem szerkezete:

Világegyetem > Szupergalaxisok (sok galaxis) > Galaxisok (sok csillag + bolygóik) > Csillagok, bolygók etc Lokális Halmaz > Tejútrendszer > Naprendszer > Föld

Égitestek, objektumok

• A bolygó olyan jelentősebb tömegű égitest, amely egy csillag vagy egy csillagmaradvány körül kering, nincs saját fénye (nem termel nukleáris energiát), valamint elegendően nagy tömegű ahhoz, hogy kialakuljon a hidrosztatikai egyensúlyt tükröző közel gömb alak és tisztára söpörte a pályáját övező térséget
• Föld típusú bolygók más néven kőzetbolygók: ide tartozik a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars jellemzőjük a nagy sűrűség, relatíve kis méret és hogy nehéz elemek alkotják
• Jupiter típusú bolygók más néven gázbolygók: ide tartozik a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz ezeknek van gyűrűjük, könnyű elemekből épülnek fel (H, He), kicsi a sűrűségük és nagy a méretük több hőt sugároznak ki, mint amennyit elnyelnek – Egy kisbolygó vagy aszteroida kicsi (a bolygóknál jóval kisebb), szilárd anyagú égitest a Naprendszerben, mely a Nap körül kering. (pl: Plútó)
• A csillag a csillagászat szaknyelvében olyan égitest, amely nukleáris energiát termel, így saját fénnyel rendelkezik, szemben a bolygókkal, amelyek központi csillaguk fényét verik vissza, és elenyésző saját fénnyel rendelkeznek (pl. sarki fény).
• A neutroncsillagok nagy mennyiségű szabad neutront tartalmazó maradványcsillagok.
• A fekete lyuk olyan égitest, amelynek a felszínén a szökési sebesség eléri vagy meghaladja a fénysebesség értékét.
• A Naprendszerben az üstökösök olyan Nap körül keringő égitestek, amelyek felszíne a Naphoz közel kerülve felmelegszik és a felszín anyaga gázzá alakul (szublimál), miközben por és kisebb-nagyobb kavicsok szabadulhatnak ki

Vizsgálati módszerek:

csillagászati színképelemzés (A színképelemzés vagy spektrumanalízis az összetevőire bontott elektromágneses sugárzás, a színkép vizsgálatát jelenti. A színképelemzéssel foglalkozó tudományágat spektroszkópiának nevezzük)
fotometria (csillagok fényességének a vizsgálata)

Az elektromágneses hullámok megfigyelése

• rádiócsillagászat
• mikrohullámú csillagászat
• infravörös csillagászat
• optikai csillagászat
• ultraibolya csillagászat
• röntgencsillagászat
• gamma csillagászat