Astronomie

Astronomie je vědou o pozorování hvězd a snažil se vysvětlit jejich původ , jejich vývoj a jejich vlastnosti fyzikální a chemické .

Etymologie termínu astronomie pochází z řeckého ἀστρονομία (ἄστρον a νόμος), což znamená zákon hvězd.

S více než 5 000 lety historie sahá počátky astronomie v prehistorických náboženských praktikách zpět od starověku . Astronomie je jednou z mála věd, kde amatéři stále hrají aktivní roli. Cvičí jej jako koníček velké množství amatérských astronomů .

Příběh

Astronomie je považována za nejstarší z věd. Archeologie ukazuje, že některé civilizace z doby bronzové , a snad neolitu již měli znalosti o astronomii. Pochopili periodický charakter rovnodenností a nepochybně jejich vztah s cyklem ročních období , také věděli, jak rozpoznat určitá souhvězdí . Moderní astronomie vděčí za svůj vývoj matematice od starověkého Řecka a vynálezu pozorovacích přístrojů na konci středověku . Pokud se astronomie praktikovala po několik století vedle astrologie , věk osvícení a znovuobjevení řeckého myšlení vedly ke vzniku rozdílu mezi rozumem a vírou , a to natolik, že astrologie již nebyla praktikována astronomy .

Neolitický

V neolitu byly všechny velké megalitické kruhy ve skutečnosti astronomickými observatořemi . Nejznámější jsou Nabta Playa stará 6 000 až 6 500 let a Stonehenge ( Wiltshire , Anglie ) o 1 000 let později. Flammarion , který to pochopil jako jeden z prvních, bude hovořit o megalitických kruzích „památek s astronomickým povoláním“ a „kamenných observatoří“  ;

starověk

Nejznámějšími, ne-li nejrozvinutějšími systémy, jsou:

Předpoklady

Všechna pozorování byla prováděna pouhým okem, protože Antikům v tomto úkolu pomohla absence průmyslového a zejména světelného znečištění . Z tohoto důvodu je dnes většina starověkých pozorování nemožná. Kresby jeskyně Lascaux jsou studovány, předpokládalo se, že kresby sloužily jako místa pro souhvězdí.

Tato pozorování, která někdy vypadají relativně jednoduše (jednoduchá kresba čtyř nebo pěti hvězd), již předpokládají velký civilizační pokrok, konkrétně existenci souboru zahrnujícího alespoň:

Bez těchto předpokladů nemůže existovat žádné zaznamenatelné astronomické pozorování .

Po tisíciletí byla astronomie běžně spojována s astrologií , která je často jejím primum movens . Oddělení mezi těmito dvěma vědami bude zasahovat pouze do osvícenství a bude pokračovat dodnes.

Vysoká starověk

Vynález astronomie sahá až do Chaldejců . V počátcích byla astronomie jednoduše pozorováním a předpovědí pohybu nebeských objektů viditelných pouhým okem . Tyto různé civilizace odkázaly mnoho příspěvků a objevů .

V Mezopotámii se astronomie dočkala prvních matematických základů. Sledování cest putujících hvězd se provádí nejprve na třech drahách rovnoběžných s rovníkem . Potom, po prvních systematická pozorování konce II th tisíciletí (-1200), stezky na Slunce a Měsíce jsou známější. Směrem k VIII -tého  století  před naším letopočtem. J. - C. se jeví jako pojem ekliptiky . Pak se později začne formovat první forma zvěrokruhu se dvanácti stejnými částmi v čase, ale ještě ne ve vesmíru.

Do středu I prvním tisíciletí tedy vidí sledovací koexistovat dvanáct znamení vhodný pro výpočtů hvězdy polohy a sledování v souhvězdí používaných pro výkladů astrální věštění . Teprve kolem této doby jsou určeny periody cyklů planet . K dispozici je také 360 ° řezání ekliptiky . Mesopotamská astronomie se obecně od řecké astronomie liší aritmetickým charakterem  : je empirická. Nehledáme příčiny pohybů, nevytváříme proto modely, které by je zohledňovaly, jevy nejsou vnímány jako zdání vyplývající z geometricky reprezentovatelného vesmíru .

Mesopotamian astronomové však mají velkou zásluhu, že pečlivě zdokumentováno mnoho připomínek od VIII th  století přinejmenším. Tato pozorování budou pro řecké astronomy velmi užitečná.

Klasická a pozdní antika

Socrates považuje astronomii za zbytečnou, na rozdíl od starověkých Athén  : staří Řekové , včetně Eratosthenes , Eudoxus z Cnidus , Apollonius , Hipparchos a Ptolemaios , postupně budují velmi propracovanou geocentrickou teorii . Aristarchos Samosův formuluje základy heliocentrické teorie . Pokud jde o sluneční soustavě , a to díky teorii epicycles a zpracování tabulek založených na této teorii, je možné, od alexandrijského období pro výpočet v poměrně přesným způsobem pohyby hvězd, včetně hvězd. Lunární a zatmění slunce . Pokud jde o hvězdnou astronomii, přinášejí důležité příspěvky, zejména definici systému velikosti . Almagest Ptolemaia již obsahuje seznam osmačtyřiceti souhvězdí a 1022 hvězd.

Středověk

Astronomii nelze studovat bez příspěvku jiných věd, které se k ní vzájemně doplňují a jsou nezbytné: matematiky ( geometrie , trigonometrie ) a filozofie . Používá se pro výpočet času .

O vědě a vzdělávání obecně ve středověku:

Vysoký střední věk

Indian astronomie by dosáhla vrcholu kolem 500, s Aryabhatiya která představuje matematický systém téměř Koperníka , ve kterém Země se otáčí kolem své osy. Tento model uvažuje o pohybu planet ve vztahu ke slunci .

Aby se arabsko- perské civilizace orientovaly na moři, ale i v poušti , potřebují velmi přesná data. Odvozený od astronomies Indian a řečtiny , v astronomii islámské vrcholí na X -tého  století.

Boethius je zakladatelem z Vi th  století quadrivium , který zahrnuje aritmetiku , v geometrii , k hudbě a astronomii.

Po barbarských invazích se astronomie na Západě rozvinula relativně málo .

To je v rozporu rozkvětu v muslimském světě od IX -tého  století. Perský astronom al-Farghani (805-880) rozsáhle píše o pohybu nebeských těles  ; provede řadu pozorování, která mu umožní vypočítat nakloněnost ekliptiky . Al-Kindi (801-873), filozof a encyklopedický vědec, napsal 16 knih o astronomii. Al- Battani (855-923) je astronom a matematik. Al-Hasib Al Misri (850-930) je egyptský matematik. Al-Razi (864-930) je perský vědec. A konečně, Al-Fârâbî (872-950) je velký íránský filozof a vědec.

Na konci X -tého  století, velká observatoř byla postavena v blízkosti Teheránu podle perské astronom Al Khujandi .

Filozofie ( Platón a Aristotelés ) je integrován se všemi ostatními věd ( medicína , geografie , mechaniky ,  atd ) tohoto velkého revival hnutí s názvem Zlatý věk islámu .

Saint Bede je VIII th  století, který byl vypracován v Západu ‚s svobodných umění ( trivium a quadrivium ). Stanoví pravidla výpočtu pro výpočet pohyblivých festivalů a pro výpočet času , které vyžadují prvky astronomie.

Další prvky jsou na Západě zavedeny prostřednictvím Gerberta d'Aurillaca (Sylvestra II.), Něco před rokem tisíc , s filozofií Aristotela. Je těžké přesně vědět, které muslimské astronomy tehdy Gerbert d'Aurillac poznal.

Pozdní středověk

Práce al-Farghani přeložena do latiny v XII -tého  století, spolu s mnoha jinými arabskými smluv a filozofii Aristotela.

V muslimském světě můžeme citovat:

Moderní éra

Během renesance , Copernicus navrhoval heliocentrický model, sluneční soustavy, která má mnoho styčných bodů s tezí Násira ad-Dína at-Tusi , s De revolutionibus publikoval v roce 1543 po jeho smrti.

Téměř o sto let později tuto myšlenku obhajují, rozšiřují a opravují Galileo a Kepler . Galileo si představuje astronomický dalekohled , který čerpá inspiraci z práce holandského Hanse Lippersheye (jehož dalekohled zvětšil pouze třikrát a zkreslil objekty), aby vylepšil své pozorování. Kepler se spoléhá na velmi přesná pozorování pozorování velkého astronoma Tycha Braheho a je první, kdo si představil systém zákonů upravujících podrobnosti pohybu planet kolem Slunce, ale není schopen formulovat teorii přesahující jednoduché popis uvedený v jejích zákonech .

Byl to Isaac Newton, který formulováním zákona přitažlivosti těl ( gravitační zákon ) spojeného s jeho zákony pohybu nakonec umožnil teoreticky vysvětlit pohyb planet. Vynalezl také reflektorový dalekohled , který zlepšil pozorování.

Posun od geocentrického modelu Ptolemaia k modelu heliocentrickému s Copernicus / Galileo / Newton popisuje vědecký filozof Thomas Samuel Kuhn jako vědeckou revoluci .

Současné období

Zjistili jsme, že hvězdy jsou velmi vzdálené objekty: nejbližší hvězda sluneční soustavy , Proxima Centauri , je vzdálená více než čtyři světelné roky .

Se zavedením spektroskopie se ukázalo, že jsou podobné Slunci , ale v širokém rozmezí teplot , hmot a velikostí. Existence naší galaxie, Mléčná dráha , jako zřetelný hvězd, je prokázáno, na začátku XX th  století, vzhledem k existenci jiných galaxií .

Krátce poté objevíme rozpínání vesmíru , důsledek Hubblova zákona, který stanoví vztah mezi rychlostí vzdálenosti jiných galaxií ve vztahu ke sluneční soustavě a jejich vzdáleností.

Kosmologie velký pokrok v průběhu XX -tého  století, a to zejména s teorií Velkého třesku , široce podporovaného astronomie a fyziky , jako je kosmologického tepelného záření (nebo CMB) a různých teorií nucleosynthesis vysvětlují početnost chemických prvků a jejich izotopy .

V posledních desetiletích XX th  století, nástup radioteleskopů , v astronomii a prostředky pro zpracování dat umožňuje nové typy experimentů na nebeských těles daleko, analýza spektroskopických z emisních čar emitovaných atomy a jejich různých izotopů během kvantové skoky , a přenášen prostorem pomocí elektromagnetických vln .

UNESCO deklaruje 2009 jako Mezinárodní rok astronomie .

Astronomické předměty

Na počátku, během starověku , se astronomie skládala převážně z astrometrie , tedy měření polohy na obloze hvězd a planet .

Později se z práce Keplera a Newtona zrodila nebeská mechanika, která umožňuje matematickou predikci pohybů nebeských těles působením gravitace , zejména objektů sluneční soustavy . Velká část práce v těchto dvou disciplínách (astrometrie a nebeská mechanika), která se dříve prováděla ručně, je nyní vysoce automatizovaná díky počítačům a senzorům CCD , až do té míry, že nyní jsou zřídka považovány za samostatné disciplíny. Od této chvíle lze pohyb a polohu objektů rychle poznat, a to tak, že moderní astronomie se mnohem více zabývá pozorováním a porozuměním fyzikální podstaty nebeských objektů .

Vzhledem k tomu, XX -tého  století, profesionální astronomy tendenci oddělovat do dvou disciplínách: pozorovací astronomie a teoretické astrofyzice . Ačkoli většina astronomů používá při svém výzkumu obojí, kvůli různým požadovaným talentům mají profesionální astronomové tendenci se specializovat na jednu nebo druhou z těchto oblastí. Pozorovací astronomie se primárně zabývá získáváním dat, což zahrnuje konstrukci a údržbu přístrojů a zpracování výsledků . Teoretická astrofyzika se zajímá o hledání pozorovacích důsledků různých modelů , to znamená, že se snaží porozumět a předvídat pozorované jevy.

Tyto Astrofyzika je odvětví astronomie, který určuje jevy fyzikální odvozená od pozorování hvězd. V současné době mají všichni astronomové rozsáhlý výcvik v astrofyzice a jejich pozorování jsou téměř vždy studována v astrofyzikálním kontextu. Na druhou stranu existuje řada vědců, kteří se výlučně věnují astrofyzice . Úkolem astrofyziků je analyzovat data z astronomických pozorování a odvodit z nich fyzikální jevy .

Studijní obory astronomie jsou také rozděleny do dvou dalších kategorií:

Předměty podle předmětu

Sluneční astronomie

Hvězda nejvíce studoval je Slunce , typická malá hvězda na hlavní posloupnosti o spektrálního typu G2V staré a asi 4,6 miliardy let. Slunce není považováno za proměnnou hvězdu , ale prochází periodickými změnami své aktivity, které lze vidět skrz sluneční skvrny . Tento solární cyklus fluktuace v počtu skvrn trvá 11 let. Sluneční skvrny jsou chladnější než normální oblasti spojené s intenzivní magnetickou aktivitou.

The Sun světelnost se neustále zvyšuje v průběhu jeho životnosti. Dnes je skutečně o 40% jasnější, než když se stal hvězdou v hlavní sekvenci . Slunce také prošlo periodickými změnami jasu, které měly významný dopad na Zemi . Například je podezření, že Maunderovo minimum je příčinou malé doby ledové, ke které došlo během středověku .

Ve středu Slunce je srdce, oblast, kde jsou teplota a tlak dostatečné pro umožnění jaderné fúze . Nad jádrem je radiační zóna , kde plazma přenáší energetické toky pomocí záření . Vrstva pokrývající radiační zónu tvoří konvekční zónu, kde je energie vedena směrem k fotosféře prostřednictvím konvekce , jinými slovy fyzickými pohyby plynu. Předpokládá se, že tato konvekční zóna je zdrojem magnetické aktivity, která vytváří skvrny.

Vnější povrch Slunce se nazývá fotosféra . Přímo nad touto vrstvou je tenká oblast zvaná chromosféra . Konečně je sluneční korona .

Sluneční vítr , proud plazmatu skládá převážně z nabitých částic, neustále „fouká“ od Slunce do heliopause . Interaguje s magnetosférou Země a vytváří pásy Van Allen . Tyto polární záře jsou také důsledkem tohoto slunečního větru.

Planetologie

Toto pole planetologie se týká všech planet , měsíců , trpasličích planet , komet , asteroidů a dalších těles obíhajících kolem Slunce; stejně jako exoplanety . Solární systém byl poměrně dobře prostudován, nejprve pomocí dalekohledů a pomocí sond . To poskytlo dobré celkové pochopení formování a vývoje tohoto planetárního systému, i když je ještě třeba provést velké množství objevů.

Sluneční soustava se dělí na pět částí: Slunce , vnitřní planety , pás asteroidů , vnější planety a Oortův mrak . Všechny vnitřní planety jsou telurické , jsou to Merkur , Venuše , Země a Mars . Vnější planety, plynní obři , jsou Jupiter , Saturn , Uran a Neptun . Za Neptunem je Kuiperův pás a nakonec Oortův mrak , který pravděpodobně překlenuje světelný rok .

Planety byly vytvořeny protoplanetárním diskem, který obklopil Slunce, když se právě formovalo. Procesem kombinujícím gravitační přitažlivost, kolizi a narůstání vytvořil disk sloučení hmoty, která by se postupem času stala protoplanetami . V té době vyzařoval radiační tlak slunečního větru většinu hmoty, která se neshromáždila, a svou plynnou atmosféru si mohly udržet pouze planety s dostatečnou hmotností . Planety pokračovaly ve vypuzování zbývajícího materiálu během období intenzivního bombardování meteority, o čemž svědčí mnoho kráterů nalezených mimo jiné na Měsíci. Během tohoto období se mohlo srazit několik protoplanet a podle hlavní hypotézy takto vznikl Měsíc.

Jakmile planeta dosáhne dostatečné hmotnosti, materiály různých hustot se začnou od sebe oddělovat, jedná se o planetární diferenciaci . Tento proces může tvořit skalní nebo kovové jádro, obklopené pláštěm a kůrou. Srdce může zahrnovat pevné a kapalné oblasti a v některých případech může generovat vlastní magnetické pole , které chrání planetu a její atmosféru před útokem slunečního větru.

Hvězdná astronomie

Studium hvězd a hvězdné evoluce je základem našeho chápání vesmíru. Astrofyzika hvězdiček byla stanovena pozorováním a teoretické znalosti, jakož i prostřednictvím počítačové simulace.

Hvězda se tvoří v hustých oblastech prachu a plynu, známých jako obrovské molekulární mraky . Když jsou destabilizovány, fragmenty se mohou pod vlivem gravitace zhroutit a vytvořit protostar . Dostatečně hustá a horká oblast způsobí jadernou fúzi a vytvoří hvězdu hlavní sekvence .

Téměř všechny prvky těžší než vodík a hélium byly vytvořeny v jádru hvězd.

Vlastnosti výsledné hvězdy závisí v první řadě na její počáteční hmotě . Čím hmotnější je hvězda, tím větší je její svítivost a tím rychleji vyprázdní zásobu vodíku přítomného v jejím jádru. Postupem času se tato rezerva zcela převede na hélium a hvězda se poté začne vyvíjet . Tání helia vyžaduje vyšší teplotu v jádře, čímž se hvězda zvětší a její jádro se současně zhušťuje. Poté, co se naše hvězda stala červeným obrem , poté spotřebuje své hélium. Tato fáze je relativně krátká. Velmi hmotné hvězdy mohou také projít řadou smršťovacích fází, kde fúze pokračuje do těžších a těžších prvků.

Konečný osud hvězdy závisí na její hmotnosti: hvězdy, které jsou více než 8krát hmotnější než slunce, se mohou zhroutit do supernov  ; zatímco lehčí hvězdy tvoří planetární mlhoviny a vyvíjejí se v bílé trpaslíky . Z velmi velké hvězdy zbývá neutronová hvězda nebo v některých případech černá díra . Blízké dvojhvězdy mohou ve svém vývoji sledovat složitější cesty, například hromadný přenos společníka bílého trpaslíka, který může způsobit supernovu. Konečné fáze života hvězd, včetně planetárních mlhovin a supernov, jsou nezbytné pro distribuci kovů v mezihvězdném prostředí ; bez ní by všechny nové hvězdy (včetně jejich planetárních systémů) vznikly pouze z vodíku a hélia.

Galaktická astronomie

Sluneční soustavy obíhá Milky Way , je spirální galaxie s příčkou , která je významným členem místní skupiny . Je to rotující hmota tvořená plynem, hvězdami a dalšími objekty drženými pohromadě vzájemnou gravitační přitažlivostí . Vzhledem k tomu, že Země je umístěna v prašném vnějším rameni , je mnoho Mléčné dráhy, které nelze vidět.

Ve středu Mléčné dráhy je jádro, podlouhlá žárovka, o které mnozí astronomové věří, že je domovem supermasivní černé díry v jejím gravitačním středu. To je obklopeno čtyřmi hlavními spirálními rameny vycházejícími z jádra. Je to aktivní oblast galaxie, která obsahuje mnoho mladých hvězd patřících k populaci II . Disk je obklopen sféroidní halo starších hvězd populace I , stejně jako relativně hustá koncentrace kulových hvězdokup .

Mezi hvězdami je mezihvězdné médium , oblast rozptýlené hmoty. V nejhustších oblastech přispívají molekulární mraky tvořené hlavně z molekulárního vodíku k tvorbě nových hvězd . Začíná to tmavými mlhovinami, které se zhušťují a poté se zhroutí (na objem určený délkou Jeans ) a vytvoří kompaktní protohvězdy .

Když se objeví hmotnější hvězdy, transformují mrak na oblast HII plynu a luminiscenční plazmy. Hvězdný vítr a výbuchy supernov nakonec slouží k rozptýlení mraku, často zanechá jednoho nebo více otevřených hvězdokup . Tyto shluky se postupně rozcházejí a hvězdy se připojují k populaci Mléčné dráhy.

Kinematické studie hmoty v Mléčné dráze ukázaly, že existuje více hmoty, než se zdá. Halo temné hmoty se zdá ovládat hmotu, ačkoliv povaha této temné hmoty zůstává neurčený.

Extragalaktická astronomie

Studium objektů umístěných mimo naši galaxii je odvětví astronomie zabývající se formováním a vývojem galaxií  ; jejich morfologie a klasifikace  ; zkoumání aktivních galaxií  ; stejně jako podle skupin a shluků galaxií . Ty jsou důležité pro pochopení rozsáhlých struktur vesmíru .

Většina galaxií je uspořádána do odlišných tvarů, což umožňuje vytvoření klasifikačního schématu. Obvykle se dělí na spirální , eliptické a nepravidelné galaxie .

Jak název napovídá, eliptická galaxie má tvar elipsy. Jeho hvězdy se pohybují na náhodně vybrané oběžné dráze bez preferovaného směru. Tyto galaxie obsahují malý nebo žádný mezihvězdný plyn , málo oblastí vzniku hvězd a obecně staré hvězdy. Hvězdy se obvykle nacházejí v jádrech galaktických kup, které mohou vzniknout sloučením větších galaxií.

Spirální galaxie je organizována jako rotující plochého kotouče, typicky s výrazným žárovky nebo tyče v jejím středu, jakož i spirální ramena, které se rozprostírají směrem ven. Tato ramena jsou prašné oblasti formování hvězd, kde masivní mladé hvězdy produkují modrý odstín. Spirální galaxie jsou obvykle obklopeny halo starších hvězd. Mléčná dráha a Galaxie v Andromedě je spirální galaxie.

Tyto nepravidelné galaxie jsou chaotické ve vzhledu, a nejsou ani spirála ani eliptické. Asi čtvrtina galaxií je nepravidelná. Konkrétní tvar může být výsledkem gravitační interakce .

Aktivní galaxie je struktura, ve které podstatná část energie, kterou vyzařuje nepochází z jeho hvězd, plynu a prachu. Tento typ galaxie je poháněn kompaktní oblastí v jejím jádru, obvykle supermasivní černou dírou , která emituje záření z materiálů, které spolkne.

Radiogalaxy je aktivní galaxie, která je velmi světlý v rádiovém oboru z elektromagnetického spektra , a který vytváří obrovské laloky plynu . Aktivní galaxie vyzařující vysokoenergetické záření zahrnují Seyfertovy galaxie , kvasary a blazary . Kvazarové se zdají být nejjasnějšími objekty ve známém vesmíru .

Velké struktury vesmíru představují skupiny a shluky galaxií . Tato struktura je organizována hierarchickým způsobem, z nichž největší dosud známé jsou nadkupy . Všechno je uspořádáno do vláken a stěn, takže mezi nimi zůstávají obrovské prázdné oblasti.

Kosmologie

Kosmologie (dále jen řecký κοσμος „svět, vesmír“ a λογος „slovo, study“) by mohl být považován za studium vesmíru jako celku.

Pozorování struktury vesmíru ve velkém měřítku , odvětví zvaném fyzická kosmologie , přineslo hluboké pochopení vzniku a vývoje vesmíru. Dobře přijímaná teorie velkého třesku je základem moderní kosmologie, která říká, že vesmír začínal jako jediný bod a poté vyrostl o 13,7 miliardy let do současného stavu. Koncept velkého třesku lze vysledovat až k objevu kosmického rozptýleného pozadí v roce 1965 .

V tomto procesu expanze prošel vesmír několika fázemi evoluce. Ve velmi raných dobách naše současné teorie ukazují extrémně rychlou kosmickou inflaci , která homogenizovala počáteční podmínky. Potom prvotní nukleosyntéza vytvořila stavební kameny nově narozeného vesmíru.

Když vznikly první atomy , prostor se stal pro záření transparentní, čímž se uvolnila energie, která je dnes viděna prostřednictvím kosmického rozptýleného pozadí . Expanze vesmíru pak zažil temna kvůli nedostatku hvězdných zdrojů energie.

Hierarchická struktura hmoty se začala formovat z drobných variací hustoty hmoty. Hmota se poté hromadila v nejhustších oblastech a vytvářela mraky mezihvězdného plynu a prvních hvězd . Tyto hmotné hvězdy poté spustily proces reionizace a zdá se, že jsou u zrodu vzniku mnoha těžkých prvků mladého vesmíru.

Gravitace svázaný záležitost do vláken, takže obrovské prázdné oblasti v mezerách. Postupně se objevily organizace plynu a prachu, které vytvořily první primitivní galaxie . Postupem času přitahovaly více materiálu a často se organizovaly do shluků galaxií a poté do nadkup .

Existence temné hmoty a temné energie je pro strukturu vesmíru zásadní. Nyní se o nich věří, že jsou dominantními složkami a tvoří 96% hustoty vesmíru. Z tohoto důvodu je vynaloženo velké úsilí na objevení složení a fyziky, která tyto prvky řídí.

Disciplíny podle typu pozorování

V astronomii pocházejí informace hlavně z detekce a analýzy viditelného světla nebo jiné elektromagnetické vlny . Pozorování astronomie lze rozdělit podle sledovaných oblastech elektromagnetického spektra . Některé části spektra lze pozorovat z povrchu Země , zatímco jiné lze pozorovat pouze ve vysokých nadmořských výškách nebo dokonce ve vesmíru. Konkrétní informace o těchto dílčích pobočkách jsou uvedeny níže.

Radioastronomie

RAS studium záření o vlnové délce větší než jeden milimetr . Radioastronomie se liší od jiných forem astronomických pozorování v tom, že s rádiovými vlnami se zachází spíše jako s vlnami než s diskrétními fotony . Je snazší měřit amplitudu a fázi rádiových vln než ty, které mají kratší vlnové délky.

Ačkoli některé rádiové vlny produkují některé astronomické objekty jako tepelné emise , většina rádiových emisí pozorovaných ze Země je považována za synchrotronové záření , které vzniká, když elektrony kmitají kolem magnetických polí . Kromě toho je v rádiové doméně pozorovatelný určitý počet spektrálních čar produkovaných mezihvězdným plynem , zejména vodíkové vedení ve vzdálenosti 21  cm .

V rádiových vlnách lze pozorovat širokou škálu objektů, včetně supernov , mezihvězdného plynu , pulzarů a aktivních galaktických jader .

Infračervená astronomie

Infračervená astronomie se zabývá detekcí a analýzou infračerveného záření (vlnové délky delší než červené světlo ). S výjimkou vlnových délek blízko viditelného světla je infračervené záření silně pohlcováno atmosférou  ; na druhé straně produkuje značné infračervené emise. Proto infračervené observatoře musí být umístěn na velmi vysoké a suchých místech nebo ve vesmíru.

Infračervená astronomie je zvláště užitečná pro pozorování galaktických oblastí obklopených prachem a pro studium molekulárních plynů . Vyžádáno v rámci pozorování studených objektů (méně než několik set Kelvinů ) je proto také užitečné pro pozorování planetárních atmosfér .

Z infračervených observatoří lze zmínit vesmírné dalekohledy Spitzer a Herschel .

Optická astronomie

Historicky je optická astronomie, známá také jako astronomie viditelného světla , nejstarší formou astronomie. Optické obrazy byly původně kresleny ručně. Na konci XIX th  století a po většinu XX th  století, obrazy byly vyrobeny s použitím zařízení fotografických . Moderní obrazy jsou vytvářeny pomocí digitálních detektorů, zejména CCD kamer . Přestože samotné viditelné světlo se pohybuje v rozmezí přibližně 4000  Å až 7000  Å (400 až 700  nm ), lze stejné zařízení použít k pozorování v blízkosti ultrafialového i infračerveného záření.

Ve skutečnosti atmosféra není zcela viditelná pro viditelné světlo. Snímky získané na Zemi v těchto vlnových délkách skutečně trpí zkreslením v důsledku atmosférické turbulence . Právě tento jev je zodpovědný za záblesky hvězd. Rozlišovací schopnost, jak i teoretická omezující velikost pozemní dalekohledu jsou proto snížena v důsledku těchto stejných poruch. K vyřešení tohoto problému je proto nutné opustit zemskou atmosféru. Další řešení, adaptivní optika , také pomáhá snižovat ztrátu kvality obrazu.

Ultrafialová astronomie

Ultrafialová astronomie se týká pozorování na vlnových délkách odpovídajících ultrafialovému záření, tj. Mezi ~ 100 a 3200  Å (10 až 320  nm ). Světlo těchto délek je pohlcováno zemskou atmosférou, takže pozorování těchto vlnových délek se provádí z horní atmosféry nebo z vesmíru. Ultrafialová astronomie je nejvhodnější pro pozorování tepelného záření a spektrálních čar z horkých modrých hvězd ( OB hvězd ), které jsou v této oblasti velmi jasné. To zahrnuje modré hvězdy jiných galaxií, které byly terčem několika studií na toto téma. V ultrafialovém záření jsou běžně pozorovány i další objekty , jako jsou planetární mlhoviny , zbytky supernov nebo aktivní galaktická jádra . Ultrafialové světlo je však snadno absorbováno mezihvězdným prachem , takže měření je třeba korigovat na vyhynutí.

Rentgenová astronomie

X-ray astronomie je studium astronomických objektů při vlnových délkách, odpovídajících rentgenového záření , tedy od asi 0,1 do 100  nm (0,01 až 10  nm ). Typicky, objekty vyzařovat rentgenové paprsky jsou emise synchrotron (produkované elektrony pohybují kolem linie a magnetického pole ), tepelné emise z jemných plynů (nazývaných brzděním záření ), která je vyšší než 10 7  Kelvinů a tepelné záření z tlustých plynů (nazvaný záření černého tělesa ), jehož teplota je vyšší než 10 7  K . Protože rentgenové záření je pohlcováno zemskou atmosférou, musí být všechna rentgenová pozorování prováděna balónky, raketami nebo kosmickými loděmi ve vysoké nadmořské výšce . Mezi pozoruhodné zdroje rentgenových paprsků můžeme uvést binární soubory X , pulsary , lomítko supernovy , eliptické nebo aktivní galaxie a shluky galaxií .

Astronomie gama záření

Tyto astronomie záření gama pro menší délky vlny elektromagnetického spektra . Tyto gama záření může být přímo pozorován satelitů jako je Compton gama observatoře .

Tyto zbytky supernov , v pulsarů , a galaktického středu jsou příklady zdrojů záření gama v Mléčné dráze, zatímco blazary (podkategorie aktivních galaxií ) jsou hlavní třídy zdrojů záření extragalaktických. A konečně, záblesky gama záření také tvoří velkou populaci přechodných zdrojů, které lze pozorovat v tomto režimu světelné energie.

Gravitační astronomie

Gravitační astronomie nebo astronomie gravitační vlny , je obor astronomie, která dodržuje nebeských objektů díky gravitačních vln nebo malé odchylky v časoprostoru šíření v prostoru a mohou být detekovány ve velkém měřítku interferometru pomoci.

Dosud bylo detekováno celkem 6 zdrojů gravitačních vln, všechny vznikly fúzí kompaktních nebeských objektů: fúze dvou černých děr ( GW150914 ) a fúze dvou neutronových hvězd .

Neutrino astronomie

Neutrino astronomie je odvětví astronomie, které se snaží studovat nebeské objekty schopné produkovat neutrina velmi vysokých energií (řádově od několika set TeV do několika PeV).

Interdisciplinární vědy

Astronomie a astrofyzika vyvinuly důležité vazby s dalšími obory vědeckého studia, jmenovitě:

Amatérská astronomie

Amatérští astronomové pozorují různé nebeské objekty pomocí zařízení, které si někdy sami postaví . Nejběžnějším cílem amatérského astronoma jsou Měsíc , planety , hvězdy , komety , meteorické roje a objekty hluboké oblohy, jako jsou hvězdokupy , galaxie a mlhoviny . Jednou z větví amatérské astronomie je astrofotografie , která zahrnuje fotografování noční oblohy. Někteří amatéři se rádi specializují na pozorování konkrétního typu objektu.

Většina amatérů pozoruje oblohu na viditelných vlnových délkách, ale menšina pracuje s radiací mimo viditelné spektrum. To zahrnuje použití infračervených filtrů na konvenčních dalekohledech nebo použití rádiových dalekohledů. Průkopníkem amatérské radioastronomie byl Karl Jansky, který začal pozorovat oblohu na rádiových vlnách ve 30. letech . Řada fandů používá buď vlastní dalekohledy, nebo dalekohledy, které byly původně postaveny pro astronomický výzkum, ale nyní jsou pro ně otevřené (např. Dalekohled One-Mile ).

Určitý okraj amatérské astronomie pokračuje v rozvoji astronomie. Ve skutečnosti je to jedna z mála věd, kde mohou amatéři významně přispět . Mohou provádět okultní výpočty, které se používají k určení oběžných drah planet. Mohou také objevovat komety, provádět pravidelná pozorování dvojitých nebo více hvězd. Pokrok v digitální technologii umožnil nadšencům udělat působivý pokrok v oblasti astrofotografie.

Poznámky a odkazy

  1. COUDERC 1996 , str.  7.
  2. Mueller-Jourdan 2007 , str.  74.
  3. Kniha IV, 7, 5.
  4. Xenofón 1967 , s.  412.
  5. Thomas Samuel Kuhn , Struktura vědeckých revolucí , 1962.
  6. Johansson Sverker, „  Solární FAQ  “ , Talk.Origins Archive,27. července 2007(zpřístupněno 11. srpna 2006 ) .
  7. (in) Lerner & K. Lee Lerner, Brenda Wilmoth, „  Environmentální problémy: základní primární zdroje.  " , Thomson Gale,2006(zpřístupněno 11. září 2006 ) .
  8. (in) Pogge, Richard W., „  Kdysi a budoucí slunce  “ , Nové pohledy na astronomii ,1997(zpřístupněno 7. prosince 2005 ) .
  9. (in) DP Stern, Mr. Peredo, „  The Exploration of the Earth's Magnetosphere  “ , NASA,28. září 2004(zpřístupněno 22. srpna 2006 ) .
  10. (in) JF Bell III, BA a MS Campbell Robinson, Remote Sensing for the Earth Sciences: Manual of Remote Sensing , Wiley,2004, 3 e  ed. ( číst online ).
  11. (in) E. Grayzeck, DR Williams, „  Lunar and Planetary Science  “ , NASA,11. května 2006(zpřístupněno 21. srpna 2006 ) .
  12. (in) Roberge Aki, „  Planetární formace a naše sluneční soustava  “ , Ústav pozemního magnetismu Carnegie Institute ve Washingtonu,5. května 1997(zpřístupněno 11. srpna 2006 ) .
  13. (in) Roberge Aki, „  Planety po formaci  “ , ministerstvo pozemského magnetismu,21. dubna 1998(zpřístupněno 23. srpna 2006 ) .
  14. (in) „  Stellar Evolution & Death  “ , Observatoř NASA (zpřístupněno 8. června 2006 ) .
  15. (in) Jean Audouze a Guy Israel ( překlad  z francouzštiny), The Cambridge Atlas of Astronomy , Cambridge / New York / Melbourne, Cambridge University Press,1994, 3 e  ed. , 470  str. ( ISBN  978-0-521-43438-6 , vývěsní BNF n o  FRBNF37451098 ).
  16. (in) Ott Thomas, „  Galaktické centrum  “ Max-Planck-Institut für Physik Extraterrestrische,24. srpna 2006(zpřístupněno 8. září 2006 ) .
  17. (in) Danny R. Faulkner , „  Role typů hvězdné populace v diskusi o hvězdné evoluci  “ , CRS Quarterly , roč.  30, n o  1,1993, str.  174-180 ( číst online , konzultováno 8. září 2006 ).
  18. (in) Hanes Dave, „  Formace hvězd; Mezihvězdné médium  “ , Queen's University,24. srpna 2006(zpřístupněno 8. září 2006 ) .
  19. (in) Sidney van den Bergh, „  Raná historie temné hmoty  “ , Publications of the Astronomy Society of the Pacific , Vol.  111,1999, str.  657-660 ( číst online ).
  20. (in) Keel Bill, „  Klasifikace galaxie  “ , University of Alabama,1 st 08. 2006(zpřístupněno 8. září 2006 ) .
  21. (in) „  Aktivní galaxie a kvasary  “ , NASA (zpřístupněno 8. září 2006 ) .
  22. (in) Michael Zeilik , Astronomy: The Evolving Universe , Cambridge (UK), Wiley,2002, 8 th  ed. , 552  s. ( ISBN  978-0-521-80090-7 , upozornění BnF n o  FRBNF38807876 , online prezentace ).
  23. (in) Hinshaw Gary, „  Cosmology 101: The Study of the Universe  “ , NASA WMAP13. července 2006(zpřístupněno 10. srpna 2006 ) .
  24. (in) „  Galaxy Clusters and Large-Scale Structure  “ , University of Cambridge (přístup 8. září 2006 ) .
  25. (in) Preuss Paul, „  Dark Energy Fills the Cosmos  “ , americké ministerstvo energetiky, laboratoř Berkeley (přístup k 8. září 2006 ) .
  26. (in) „  Electromagnetic Spectrum  “ , NASA (zpřístupněno 8. září 2006 ) .
  27. (en) AN Cox (ed.), Allen's Astrophysical Quantities , New York, Springer-Verlag,2000, 719  s. ( ISBN  978-0-387-98746-0 , online prezentace ).
  28. (en) FH Shu, Fyzický vesmír: Úvod do astronomie , Mill Valley, Kalifornie, University Science Books,1982, 584  s. ( ISBN  978-0-935702-05-7 , online prezentace ).
  29. (en) P. Moore, Philipův atlas vesmíru , Velká Británie, George Philis Limited,1997( ISBN  978-0-540-07465-5 ).
  30. (in) Datové zprávy pro pozorované přechodné jevy , Gravitační vlna Open Science Center, LIGO .
  31. (in) „  The Americal Meteor Society  “ (přístup k 24. srpnu 2006 )
  32. Jerry Lodriguss, „  Chytání světla: astrofotografie  “ (přístup 24. srpna 2006 ) .
  33. (in) F. Ghigo, „  Karl Jansky a objev kosmických rádiových vln  “ , National Radio Astronomy Observatory,7. února 2006(zpřístupněno 24. srpna 2006 )
  34. (in) „  Cambridge Amateur Radio Astronomers  “ (přístup k 24. srpnu 2006 ) .
  35. (in) „  The International Occultation Timing Association  “ (přístup k 24. srpnu 2006 )
  36. (in) „  Cena Edgara Wilsona  “ , Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (přístup k 24. srpnu 2006 )
  37. (in) "  Americké asociace proměnná hvězda pozorovatelů  " , AAVSO (přístup 24. srpna 2006 ) .

Bibliografie

Podívejte se také

Související články

Obecné články o astronomii Chronologie v astronomii Astronomické přístroje a techniky Ostatní