Mokslinis darbasVisata toks didžiulis ir neaprėbiamas dydis. Vienoje iš visatos dalių
gyvename ir mes, bet tai tik maža dalelytė to visko kas yra paslėpta ten,
tamsoje. Tai Į vairut įvairiausi dangaus kūnai galaktikos, sistemos,
niautroninės žvaigždės, super novos, ūkai, juodosios skylės,
intromagnetinės sferos. Daugybė įdomių ir nežinomų dalykų slypi kosmose tai
ir norečiau juos apibrėžti ir detaliau išnagrinėti. Astronomija – mokslas
tiriantis Visatos kūnų ir jų sistemų sandarą, judėjimą, susidarymą, raidą,
Visatos medžiagos fizikinę būseną ir cheminę sudėtį. Žvaigždynas – tai
žvaigždžių grupė su jai priklausančia erdvės dalimi. (88). Žv spindesio
matas – ryškis(m). Ryškiausios 1 silpniausios 6. Tarp 2 vienetų ryškio
skirtumas 2.5. spindesys (L). dangaus sfera – įsivaizduojama neriboto
spindulio sfera.Vertikali linija einanti per stebėtoją, kerta dangaus sferą
virš galvos esančiame zenito taške. Diametraliai priešingas zenitui yra
nadyras. Plokštuma statmena linijai ir liečianti žemės paviršių stebėtojo
vietoje tai horizonto plokštuma, o jos susikirtimo su dangaus sfera linija
– horizontas. Jis d sferą dalija į regimąją (virš) ir neregimąją (žemiau).
Plokkštuma, einanti per stebėtoją, pietų ir šiaurės taškus, zenitą ir
nadyrą – dangaus dienovidinio plokštuma. Jos susikirtimo su dangaus sfera
linija – dienovidinis. Dienov ir horiz ploktumų susikirtimo linija –
vidurdienio linija. Pusapskritimis einantis per zenitą, šviesulį ir nadyrą
– šviesulio vertikalis. D sfera su visais šviesuliais sukasi apie dangaus
ašį, kertančią Dsferą 2 taškuose (šiaurės ir pietų ašigaliai). Didysis
apskritimas kurio plokštuma yra statmena d ašiai, eina per stebėtoją
vadinamas dangaus pusiauju.(ekvatorius). Dsferos apskritimas, kurio
plokštuma yra lygiagreti dpusiaujo plokštumai vadinamas šviesulio dangaus
lygiagrete (paralele). Horizontinės koordinatės aukštis ir azimutas.
Aukštis h vertikalo lanko ilgis laipsniais tarp horizonto ir šviesulio.
Matas laipsniai 0±90. Vietoj aukščio vartojamas zenitinis nuotolis z=90-h.
azimutas nurodo jo vertikalo padėtį, horizonto lankas nuo pietų taško iki
šviesulio vertikalo ir horiznto susikirtimo taško einant vakarų kryptimi
nuo 0iki360. Šviesulio deklinacija d yra jo kampinis nuotolis nuo dangaus
pusiaujo. Į šiaurę +, pietus – (+90-90) rektasencija a lankas matuojamas
išilgai dangaus pusiaujo nuo pavasario lygiadienio taško iki šviesulio
deklinacijos pusapskritimio.1. Visata
2. Visatos teorija
3. Ūkai
4. Žvaigždynai
5. Kas yra žvaidždės
6. Galaktikos
7. Saulės sistema
8. Planetos
9. Supernovos
10. Juodosios skylės
11. Kitokia gyvybės forma kosmose (teorinės žinios)Pradėsime nagrinėti apstrakčiai įvardijama „Visatą“. Kas tai? Iš kur ji
atsirado? Kas jos centre? Kas ją sudaro? Kaip viskas vyksta? Į šuos ir
kitus klausimus netrukus ir atsakysime.
Visatos evoliucija
Visatos evoliucijoje skiriami keli etapai, kurie skiriasi medžiagos ir jėgų
laukų struktūra ir vykstančiais fiziniais procesais. Laikotarpis prieš
Didįjį sprogimą vadinamas singuliarumu; išvertus tai reiškia taškinė
būsena. Tada Visata tarsi neturėjo jokių matmenų ir tilpo begalinio tankio
taške. Singuliarumo būsenoje jokie fizikos dėsniai negalioja, todėl apie ją
nieko nežinome. Singuliarumas tęsėsi nuo laiko t=0 iki t=10-43 sekundės.
Pradedant t=10-43 s, Visatos raidoje skiriama 5 etapai:planko era, hadronų era, leptonų era, spinduliavimo era ir medžiagos era.
Planko era prasidėjo nuo 10-43 s po Didžiojo sprogimo ir tęsėsi iki 10-7 s.
Iki Planko eros visi žinomi laukai – gravitacinis, elektromagnetinis,
stiprusis ir silpnasis buvo susijungę į vieningą lauką. Planko eros
pradžioje pirmiausia atsiskyrė gravitacinis laukas ir susidarė to lauko
kvantai – gravitonai. Po to, kai laikrodis rodė 10-31 s, o temperatūra buvo
1028 K, atsiskyrė stiprusis laukas ir susidarė sunkiųjų elementariųjų
dalelių plytos – 6 rūšių kvarkai ir antikvarkai bei jų sąveikos kvantai –
gliuonai. Kai laikas buvo 10-10 s, atsiskyrė silpnasis ir elektromagnetinis
laukai, ir susidarė lengvosios elementariosios dalelės – leptonai
(elektronai, miuonai, tauonai ir 3 rūšių neutrinai) ir antileptonai, jų
sąveikos kvantai, taip pat elektromagnetinio lauko kvantai – fotonai.
Materijos tankis per šį laiką sumažėjo nuo 1093 iki 1024 g/cm3, o
temperatūra – nuo 1032 iki 1015 K.
Nuo 10-7 s po Didžiojo sprogimo prasidėjo hadronų era ir truko iki 10-4 s.
Tuo laiku Visatoje iš kvarkų susidarė hadroninės dalelės, t.y. protonai,
antiprotonai, neutronai, antineutronai ir šiek tiek hiperonų ir mezonų.
Kartu buvo daugybė fotonų ir leptonų. Materijos tankis per hadronų erą
sumažėjo nuo 1024 iki 1014 g/cm3, temperatūra – nuo 1015 iki 1012 K.
Po hadronų eros prasidėjo leptonų era, kuri truko nuo 10-4 iki 10 s po
Didžiojo sprogimo. Hadronai, susidūrę su antihadronais, anihiliavosi, bet
dėl nedidelio hadronų skaičiaus pertekliaus dalis jų išliko ir vėliau
sudarė dabartinės Visatos medžiagą. Jeigu hadronų būtų buvę tiksliai tiek,
kiek antihadronų, tai dabar pasaulis būtų praktiškai „tuščias“. Visatoje
vyravo leptoninės dalelės – elektronai, pozitronai, miuonai ir trijų rūšių
neutrinai, jų antidalelės, taip pat fotonai. Protonų ir
neutronų buvo apie
milijardą kartų mažiau negu leptonų. Materijos tankis krito nuo 1014 iki
104 g/cm3, temperatūra – nuo 1012 iki 3 mlrd. K.
Po leptonų eros prasidėjo spinduliavimo era, kuri truko nuo 10 sekundžių
iki 300000 metų po Didžiojo sprogimo. Materijos tankis sumažėjo nuo 104
g/cm3 iki 10-20 g/cm3, temperatūra – nuo 3 mlrd. iki 3000 – 4000 K. Eros
pradžioje dėl anihiliacijos staigiai sumažėjo elektronų ir pozitronų.
Kadangi elektronų buvo šiek tiek daugiau, jų dalis išliko ir jie vėliau su
protonais ir neutronais sudarė atomus. Bet tai įvyko gerokai vėliau, jau
medžiagos eroje. Per pirmas 3 minutes iš protonų ir neutronų susidarė
sunkiojo vandenilio – deuterio branduoliai deutronai ir helio branduoliai
helionai. Šios branduolinės reakcijos nulėmė ikižvaigždinės medžiagos
cheminę sudėtį: 75% vandenilio (H1), 25% helio (He4) ir truputėlis deuterio
(D2), helio izotopo He3 ir berilio izotopo Be7. Vandenilio izotopas tritis
(T3) neišliko, nes jo branduoliai (tritonai) yra radioaktyvūs.Iki 300000 m. po Didžiojo sprogimo Visata buvo užpildyta plazmos, o ji yra
neskaidri fotonams, t.y. šviesai. Laisvieji elektronai sklaido fotonus ir
iškraipo jų kelius. Kai tik temperatūra nukrito iki 3000 K, protonai ėmė
„gaudyti“ elektronus, sudarydami vandenilio atomus. Panašiai helionai,
užgrobę du elektronus, virto helio atomais. Taip 300000 m. po Didžiojo
sprogimo Visata staiga praskaidrėjo ir prasidėjo medžiagos era, kuri
tęsiasi iki šiol.
Visatos teotija
Olandų astronomas V. de Siteris keliai metais anksčiau negu Hablis
stebėjimais įrodė, kad visata plečiasi. Netrukus rusų matematikas A.
Fridmanas atrado daugelį Einšteino lygčių sprendinių, rodančių, kaip laikui
bėgant kinta visatos spindulys ir vidutinis tankis.Parenkant lygčių parametrus, teoriniai modeliai apibūdina arba neribotai
besiplečiančią, arba besitraukiančią kolapsuojančią visatą.1946 m. Dž. Gamovas iškėlė hipotezę, pagal kurią pradinės būsenos visatos
temperatūra buvo nepaprastai aukšta. Gamova taip pat teigė, kad pirmosiomis
visatos plėtimosi minutėmis iš pirmykščio vandenilio susidarė paprasčiausi
ir labiausiai visatoje paplitę cheminiai elementai.Laiko pradžios problema paskatino F. Hoilį ir T. Goldą 1948 m. paskelbti,
kad visata niekada neturėjo pradžios. Tai reiškia, kad visatoje nuolat
susidaro vandenilio atomai, iš jų žvaigždės ir galaktokos formuojasi tokiu
tempu, kad kompensuotų galaktikas dėl visatos plėtimosi išnykstančias iš
regėjimo lauko. Pokario laikotarpiu radijo bangomis tiriant tolimas visatos
sritis, kilo karštos diskusijos, kuris – nuostoviosios ar
evoliucionuojančios – visatos modelis geriau atitinka stebėjimų rezultatas.
Šiek tiek apie visatą. Dabar pradėsime nagrinėti askiras visatos dalis ir
reiškinius, kurie vyksta aplinkui mus. Tai Galaktikų susidarymas iš ūkų,
kurie nuolat atsiveria ir jų daugėja. Juodosios skylės kas tai? Milžiniški
gama spindulių spiečiai „ryjantys“ šviesą ar transporto priemonė keliauti
visatoje? Tai pat išsiaiškinsime kas tos galaktikos ir kiek jų yra, bei kas
jas sudaro. Taigi pradedame savo kelionė po visatą.
Infliacinės Visatos evoliucijos teorija sako, kad ji turi būti plokščia.
Prieš keletą metų tiriant Ia tipo supernovas vienareikšmiško atsakymo į tai
nebuvo gauta, o kai kurios išvados (tai, kad Visata plėčiasi su pagreičiu)
netgi prieštaravo infliacinei teorijai. Dabar naujieji BOOMERanG duomenys
dalinai paremia šią teoriją.Jei Visata iš tikrųjų plokščia (erdvei galioja euklidinė geometrija), tai
jos tankis yra lygus vadinamąjam kritiniam materijos tankiui. Anot kai
kurių tyrinėtojų, paprasta barioninė materija gali sudaryti tik 5% kritinio
tankio ir netgi sudėjus su nebarionine „nematomąja medžiaga“, kurios,
manoma, yra galaktikų spiečiuose, susidarys ne daugiau kaip 1/3 kritinio
tankio. Likusi dalis turi būti kažkokia kita, kol kas nežinoma, medžiagos
forma.
Galaktiniai ūkai
Tarpžvaigždiniai ūkai (kosminiai debesys) yra įvairūs ir nepaprastai
svarbūs šiuolaikinės astronomijos tyrimo objektai. Kai kurie jų matomi
įvairiose dangaus vietose kaip šviesios dėmelės, panašios į švytinčią
miglą.
Ūkų katalogai
Per daugelį metų astronomai sudarė keletą ūkų katalogų. Vieną žymiausių
katalogų 1781 m. paskelbė prancūzų astronomas Šarlis Mesjė (Mesier) (1730-
1817). {domu tai, kad Mesjė visiškai nesidomėjo ūkais – jis buvo kometų
„medžiotojas“ ir katalogą sudarė tam, kad miglotų objektų nesupainiotų su
atrandamomis naujomis kometomis. XIX a. pabaigoje išsamų katalogą sudarė
danų astronomas Johanas Drejeris (1852-1926), remdamasis Viljamo Heršelio
(1738-1822) ir jo sūnaus Džono (1792-1871) stebėjimais. Tai „Naujasis
bendrasis katalogas“, sutrumpintai vadinamas NGC (New General Catalogue).
Dabar ūkams žymėti naudojami NGC ir M (Mesjė) katalogų numeriai.Mesjė savo
kataloge pažymėjo visus miglotus objektus, pradedant žvaigždžių spiečiais,
dujų ūkais ir baigiant Andromedos ūku (M 31) ir kitomis į jį panašiomis
sistemomis, kurios, kaip žinia, yra galaktikos. Norėdami išvengti
painiavos, astronomai susitarė ūkais vadinti tik dujų ir dulkių
debesis.Galaktiniai ūkai yra dviejų pagrindinių tipų: emisiniai ir
atspindžio. Ir vieni, ir kiti stebimi ne tik mūsiškėje Paukščių Tako, bet
ir kitose galaktikose.
Vadinamasis Tarantulo ūkas yra Didžiajame Magelano
Debesyje ir žymimas Aukso Žuvies 30, arba NGC 2070 (Drejerio kataloge). Jis
daug didesnis už Oriono ūką M 42, geriausiai žinomą iš visų mūsų Galaktikos
ūkų. Visų ūką pagrindinis sandas yra vandenilis – labiausiai paplitęs
visatoje cheminis elementas. Be to, ūkuose yra daug dulkių, kurios sugeria
žvaigždžių šviesą. Kai kuriuose ūkuose slypi objektai, kurių pamatyti
neįmanoma, bet galima nufotografuoti jų skleidžiamus infraraudonuosius
spindulius. Toks yra, pavyzdžiui, Beklino objektas Oriono ūke. Tai gali
būti nepaprastai spindulinga žvaigždė, visiškai pasislėpusi nuo mūsų.Ūkai
yra milžiniški, bet medžiaga, iš kurios jie sudaryti, labai reta.
Tarpžvaigždinės dujos milijonus kartų retesnės už orą, kuriuo kvėpuojame.
Apskaičiuota, kad medžiaga, esanti Oriono ūko 2,5 cm skersmens stulpelyje,
svertų ne daugiau kaip viena maža moneta.
Ūkų švytėjimas
Ūkus švytėti priverčia žvaigždės, spindinčios netoliese arba skendinčios
ūkuose. Jei žvaigždės labai karštos, spinduliuodamos jos sužadina ūko
vandenilio dujas, kurios pačios ima švytėti. Kadaise manyta, kad kai kurios
ūkų spektruose matomos linijos atsiranda todėl, kad spinduliuoja dar
nežinomų cheminių elementų atomai, bet vėliau paaiškėjo, jog jos priklauso
žinomiems elementams, tokiems kaip deguonis, tik esantiems labai
neįprastose sąlygose. Jei žvaigždės nelabai karštos, ūkas tik atspindi
šviesą. Kai ūko kaimynystėje žvaigždžių nėra, jis visai nešviečia. Ūkas
būna tamsus ir pastebimas tik dėl to, kad sulaiko anapus jo esančių
žvaigždžių šviesą. Pro nedidelius teleskopus matomi įvairūs galaktiniai
ūkai, tiktai tokių gražių spalvų, kokios yra pateiktose nuotraukose, akimi
įžiūrėti neįmanoma. Tikrosios ūkų spalvos tokios ir yra, bet jie šviečia
taip blyškiai, kad akis nepajėgia skirti spalvų.
Valteris Badė (1893-1960) pasiūlė išskirti dvi mūsų Galaktikos (taip pat ir
kitų galaktikų) sritis: I ir II populiacijas. I populiacija – tai sritis,
kur daug tarpžvaigždinės medžiagos, o ryškiausios žvaigždės karštos ir
baltos. II populiacijos srityse tarpžvaigždinės medžiagos beveik nėra – ją
sunaudoja susidarančios žvaigždės; ryškiausios žvaigždės čia yra
raudonosios milžinės. Jos yra smarkiai evoliucionavusios, taigi II
populiacija, atrodo, sena. Dujų debesys yra I populiacijos objektai, ir
juose esančios žvaigždės yra jaunos.
Žvaigždžių susidarymas
Žvaigždės susidaro iš besitraukiančios ir tankėjančios tarpžvaigždinės
medžiagos – ūkų, tokių, kaip Oriono, Lagūnos, Trilypis. Žvaigždės susidaro
ir kitur, pavyzdžiui, Didžiajame Magelano Debesyje ar spiraliniame
Andromedos ūke. Tamsios ūkų dėmelės, vadinamosios globulės, veikiausiai yra
žvaigždžjų užuomazgos.
Ūkuose gausu žvaigždžių, kurių spindesys kinta. Jos vadinamos Tauro T tipo
kintamosiomis ir turbūt yra ankstyvųjų evoliucijos stadijų žvaigždės, dar
tebesitraukiančios ir artėjančios prie pagrindinės sekos. Stebėta, kaip per
kelis metus padidėja kai kurių žvaigždžių šviesis; matyt taip yra todėl,
kad žvaigždės numeta jas gaubusius pirminius dulkių apvalkalus. Viena tokių-
Oriono FU (Oriono ūke); ji pašviesėjo 1936 m. ir yra viena jauniausių
žinomų žvaigždžių.
Nuo ūkų iki pulsarųPalyginti neseniai astronomai dar nežinojo, kuo skiriasi įvairių tipų ūkai.
Pažvelgus į Omegos ūką Šaulio žvaigždyne, o po to į Krabo ūką Tauro
žvaigždyne, atrodo, kad jie labai panašūs; iš tikrųjų šie ūkai yra
diametraliai priešingų žvaigždžių evoliucijos stadijų. Omega – difuzinis
ūkas, kuriame iš tarpžvaigždinės medžiagos susidaro žvaigždės. Krabo ūkas
yra supernovos sprogimo liekana; jo centre slypi pulsaras – kolapsavusi
labai tanki žvaigždė.
Ūkai: ankstyvoji stadija
Su jauna Tauro T žvaigžde, kurios spindesys kinta netaisyklingai, susijęs
įdomus ūkas; ši žvaigždė dar tik artėja prie pagrindinės sekos. Oką 1852 m.
atrado anglų astronomas mėgėjas Dž. R. Hindas, kuris 17,8 cm skersmens
refraktoriumi ieškojo asteroidų ir prabėgom pastebėjo nedidelį ūką ties
Tauro T žvaigžde. Po 9 metų ūkas išnyko. Vėliau buvo matomas tik pro
didelius teleskopus. Oficialiai jis žymimas NGC 1554. Dabar ūkas toli gražu
ne toks įspūdingas, koks buvo atradimo metu. Be to, Tauro T žvaigždė nėra
tokia karšta, kad galėtų sužadinti ūko dujas ir priversti jas švytėti. Ji
yra infraraudonųjų spindulių šaltinis, ir, be abejonės, susijusi su gretimo
ūko medžiaga, iš kurios pati susidarė. Žinoma ir daugiau kintamųjų ūkų,
susijusių su jaunomis žvaigždėmis, pavyzdžiui, Vienaragio R (netoli Oriono)
arba Pietų Vainiko R (Pietų pusrutulio danguje).
Taigi yra ūkų, susijusių su besiformuojančiomis žvaigždėmis. Tokie yra ir
įprasti galaktiniai dujų ūkai, pavyzdžiui, M 42 Orione. Giliai šio ūko
gelmėse slypi Beklino objektas – stiprus infraraudonųjų spindulių šaltinis;
nuo Žemės stebėtojo akių jį slepia ūko medžiaga. Tai gali būti arba labai
jauna žvaigždė, arba labai spindulingas objektas, šviesumu prilygstantis
milijonui saulių. Deja, šito sužinoti neįmanoma, kadangi ūko uždangą
įveikia ir Žeme pasiekia tik infraraudonasis šio objekto spinduliavimas.
Kaip bebūtų, ūke susidaro žvaigždės.
A. Blauvas ir V.
Morganas (JAV) tyrė 0 spektrinės klasės žvaigždę Vežėjo
AE, skriejančią dideliu (130 km/s) greičiu. Ji atrodo silpna tik mtodėl,
kad yra labai toli nuo mūsų. Iš tikrųjų tai šviesi jauna žvaigždė.
Ekstrapoliuojant jos judėjimą praeityje, nustatyta, kad prieš 2,5 mln. metų
ji buvo Oriono ūko rajone. Į priešingą pusę panašiu greičiu juda kita 0
klasės žvaigždė-Balandžio Miu (u. Col), maždaug tiek pat nutolusi nuo
Oriono ūko. Spėjama, kad šias žvaigždes iš jų susidarymo vietos išsviedė
kažkoks gigantiškas trikdymas.
Planetiškieji ūkai
Kiti ūkai yra vėlyvų žvaigždžių evoliucijos stadijų. Vieni tokių yra pla-
netiškieji ūkai, kurie atrodo kaip maži, blausiai šviečiantys diskai arba
žiedai, panašūs į planetų žiedus. Planetiškieji ūkai yra dujiniai, bet
neturi bendro nei su planetomis, nei su difuziniais ūkais; populiarus jų
pavadinimas vargu ar gali būti labiau nevykęs. Geriausiai žinomas Žiedo
ūkas M 57 Lyros žvaigždyne, atrastas 1779 m. Tai apskritas labai retų dujų
burbulas, kurio centre spindi žvaigždės. Žiūrint iš šono, kraštuose matoma
daugiau švytinčios medžiagos negu centre, užtat ūkas atrodo panašus į
žiedą. M 57 skersmuo – maždaug šviesmetis; jį sudaro dujos, milijonus kartų
retesnės už orą jūros lygyje. Kai kurie planetiškieji ūkai yra didesni;
pavyzdžiui, NGC 7293 Vandenio žvaigždyne yra dukart didesnis už M 57. Yra
asimetrinių planetiškųjų ūkų, kaip antai, Pelėdos ūkas M 97 Didžiųjų
Grįžulo Ratų žvaigždyne, Hantelio ūkas M 27 Laputės žvaigždyne.
Planetiškieji ūkai plečiasi, ir jų amžius negali viršyti keliasdešimt
tūkstančių metų. Nustatyta, kad senai žvaigždei numetus dujų apvalkalą,
medžiaga negali švytėti ilgiau kaip 100 000 metų. Pagal vieną hipotezių,
planetiškieji ūkai atsiranda, raudonajai milžinei numetus išorinius
sluoksnius; taigi planetiškųjų ūkų centre spindinčios žvaigždės yra
apnuoginti senų raudonųjų milžinių branduoliai. Jos labai karštos –
paviršiaus temperatūra apie 50 000 laipsnių. Šių žvaigždžių branduolinio
kuro atsargos išeikvotos. Teorija, teigianti, jog ūkas atsiranda žvaigždei
nubloškus apvalkalą, gerai dera su spėjama evoliucijos seka, nors tai
anaiptol nereiškia, kad kiekviena žvaigždė evoliucijos pabaigoje nusimeta
planetiškąjj ūką.Žvaigždės