Ziemia we wszechświecie v1

Alternatywny zapis:

gwiazd, planet, pyłu, gazu i ciemnej materii (tworzą następnie sąsiedztwo międzygwiezdne złożone z wielu układów planetarnych) c) Galaktyki zbudowane z układów planetarnych - podstawowa jednostka organizacyjna we Wszechświecie d) Lokalne Grupy Galaktyk - złożone z Galaktyk e) Supergromada Lokalna – złożona z Lokalnych Grup Galaktyk - f) Supergromada (Laniakea) – złożona z Supergromad Lokalnych g) Obserwowalny Wszechświat - złożony z Supergromad 4. Kilkaset milionów lat temu po Wielkim Wybuchu powstały pierwsze galaktyki, które zbudowane były z wodoru i helu. Wyróżniamy następujące typy galaktyk: Galaktyki i ich struktura →Galaktyki - ogromne zbiorowiska materii składające się z gwiazd, pyłów i gazów, stanowią podstawowy element struktury wszechświata. → Ze względu na ich wygląd (określany z teleskopów optycznych), dzielimy je na: →galaktyki eliptyczne - cechujące się eliptycznym spłaszczonym kształtem o stosunkowo gładkiej strukturze (są pozbawione wyraźnej struktury wewnętrznej), → są one zbudowane głównie z dojrzałych gwiazd i występuje w nich niewielka ilość pyłów międzygwiezdnych; →galaktyki spiralne - to stosunkowo duże układy galaktyczne, wyróżniające się wyraźnie widoczną spiralną strukturą; →galaktyki soczewkowate - przyjmują charakterystyczny kształt soczewki, przy czym ze względu na swój wygląd są one postacią pośrednią pomiędzy galaktykami eliptycznymi i spiralnymi. →galaktyki nieregularne – najmniejsze galaktyki pozbawione symetrycznego kształtu. Galaktyka eliptyczna Galaktyka soczewkowata Galaktyka spiralna Galaktyka nieregularna Galaktyki eliptyczne * składają się ze starych gwiazd o barwie żółtej i czerwonej * ich masa jest mała * w przestrzeni tworzą elipsoidę, *im bliżej centrum, tym większe jest zagęszczenie gwiazd, Galaktyki spiralne * wychodzące z nich dwa spiralnie ułożone ramiona tworzą spłaszczony dysk galaktyczny skupiają młode gwiazdy (ich światło nadaje galaktyką niebieską poświatę) →W strukturze galaktyki spiralnej wyróżniamy cztery elementy: jądro galaktyczne - jest niewielkim, wysokoenergetycznym źródłem promieniowania; → centralną wypukłość - tworzy kuliste zgrupowanie gwiazd otaczające jądro; → dysk galaktyczny, zawierający młode gwiazdy oraz gazy i pyły; 90 tys, lot witrych Galaktyki nieregularne * nie mają żadnego symetrycznego kształtu halo galaktyczne, składające się z gromad gwiazd, będące rzadko wypełnioną przestrzenią otaczającą galaktykę. gromady gwiazd halo galaktyczne Uklod Stonecany * są niewielkich rozmiarów centralna wypukłość stanowią około 10% wszystkich galaktyk jadro dysk galaktyczny 5. Prawo Hubble'a Prawo Hubble'a - prędkość oddalania się galaktyk od siebie jest wprost proporcjonalna do występującej odległości między nimi (im większa odległość między galaktykami, tym szybciej się od siebie oddalają). 6. Do opisu odległości we Wszechświecie stosuje się specjalne jednostki miar: Jednostka astronomiczna AU(Astronomical Unit) - średnia odległość Ziemi od Słońca i wynosi 149 597 870 km. AU to miara używana głównie w odniesieniu do Układu Słonecznego. ● Rok świetlny - odległość przebyta przez światło w próżni w ciągu jednego roku. Jest to jednostka większa od AU (jeden rok świetlny równa się 63 239 AU). • Parsek (pc)- największa z omawianych jednostek miary. Jeden parsek jest odległością równą 3,26 lat świetlnych i 206 265 AU. 7. Droga Mleczna Galaktyka, w której znajduje się Układ Słoneczny, a więc i nasza planeta, jest nazywana Drogą Mleczną. Pod względem budowy należy do galaktyk spiralnych. W jej skład wchodzi ok. 200 mln gwiazd. Droga Mleczna tworzy wraz ponad trzydziestoma innymi galaktykami Lokalną Grupę Galaktyk. Galaktyka Drogi Mlecznej → Zbiorowisko gwiazd, w którego skład wchodzi Słońce to Galaktyka Drogi Mlecznej. → Słońce położone jest w jednym z tych ramion, w strefie peryferyjnej Galaktyki, w odległości około 30 tysięcy lat świetlnych od centrum. →W przestrzeni kosmicznej tworzy ona ogromny, spiralnie zakręcony dysk o średnicy około 100 tysięcy lat świetlnych. →im dalej od środka, tym zagęszczenie gwiazd jest mniejsze (utrudnia to wyznaczenie granic). → Widoczna w pogodną noc Droga Mleczna to obraz galaktyki powstający przez pozorne zagęszczenie gwiazd, gdy patrzymy w kierunku jej centrum. →Galaktyka wraz z Układem Słonecznym wiruje wokół swojego środka. → Słońce, przemieszczając się z prędkością około 220 km/s, potrzebuje aż 240 milionów lat na dokonanie jednego pełnego obiegu, natomiast centrum Galaktyki obraca się szybciej. → W efekcie partie peryferyjne "nie nadążają", tworząc ramiona spirali. 270⁰ 240⁰ (Rufa) 300 (Centaur) 210⁰ (Wielki Pies) (Żagiela Ramię Zewnętrzne 330⁰ (Węgielnica) Długość Galaktyczna 180 (Orion) 1. Perseusza 2a. Ramię Strzelca 25 000 Is 7.7 kpc 2b. Ramie Uklad Słoneczny Węgielni 3kpc Poprzeczka Oriona 50-000 Is 15.3 kpe Orbita Słońca 150⁰ (Woźnica) 75 000 IS 23.0 kpc Perseusza (Strzelec) obszar zasłonięty jądrem galaktyki 1a. Zewnętrzne 120 (Kasjopeja) 4 Ramiękrzyża 30⁰ (Orzeł) 90° (Cefeusz) 60° (Łabędź) →W pogodną, bezksiężycową noc można zobaczyć gołym okiem do 6000 gwiazd należących do Galaktyki Drogi Mlecznej. → Jest to jednak tylko mały ułamek tego, co możemy zobaczyć za pomocą teleskopów. → Obecnie ocenia się, że Droga Mleczna liczy około dwieście mld gwiazd (wg innych źródeł nawet 400 mld gwiazd). Inne galaktyki →Galaktyka Wielka Mgławica Andromedy - znajduje się ponad dwa miliony lat świetlnych od naszej Galaktyki. → Andromedę widać na północnej stronie nieba, jako delikatną mgiełkę w gwiazdozbiorze o tej samej nazwie. → Na południowej stronie nieba można zauważyć dwie inne galaktyki: → Wielki Obłok Magellana (galaktyka nieregularna o cechach galaktyki spiralnej) i Mały Obłok Magellana (galaktyka nieregularna) - dużo mniejsze od Mgławicy Andromedy, ale widoczne, gdyż są bliżej nas. → Inne galaktyki można obserwować tylko przez teleskop. Wielka Mgławica Andromedy - galaktyka spiralna podobna do Układu Drogi Mlecznej Wielki Obłok Magellana - galaktyka nieregularna →Galaktyki nie są rozmieszczone w przestrzeni równomiernie. → Galaktyki łączą się, tworząc gromady galaktyk - składające się z wielu tysięcy galaktyk oraz jeszcze większe struktury zwane jako supergromady galaktyk. → Powstały układ ma postać sieci o długich włóknach, którym towarzyszą pustki - obszary pozbawione galaktyk. → Przestrzeń międzygwiezdną wypełniają skupiska pyłu i gazu zwane mgławicami. LOCAL GALACTIC GROUP LOCAL SUPERCLUSTERS NGC 3109 Avda Dea La Lag Mag Cloud mal Mas C Da Gromady galaktyk inv -Care Dwart Una Majer Samo D NOCHES NGC HALL Trangulum Galary MIX WIR Dear NGC 4 Układy galaktyk Andme Galaxy M *M1) Pls Ca Sendines terikigum Seenthe supergromady galaktyk Sprechen Ca Chine → z czasem powstaje biały karzeł (gwiazda o rozmiarach zbliżonych do Ziemi), a następnie czarny karzeł; →w przypadku gwiazd o dużej masie, przekształca się on w czerwonego nadolbrzyma lub superolbrzyma; → wskutek wyczerpywania się źródła energii, którym jest wodór, dochodzi do wybuchu i tworzy się supernowa, z której wewnętrznych sfer powstać może z czasem gwiazda neutronowa (pulsar), lub też czarna dziura. much CHANA Spithem Cine Semu Shapky Supercbe Mgławica Vend 8. Gwiazdy i ich ewolucja Gwiazdy - kuliste ciała niebieskie zbudowane z wodoru i helu. Wysoka temperatura, która utrzymuje się na ich powierzchni oraz emitowane przez nie światło są efektem zachodzących w nich reakcji termojądrowych. Krążą one wokół centrum (jądra) galaktyki. Ewolucja gwiazd - stadia życia →Etapy ewolucji gwiazd, zależne od ich masy początkowej i pierwotnego składu chemicznego, są następujące: →z mgławicy powstaje protogwiazda (wskutek kolapsu grawitacyjnego obłoku materii międzygwiazdowej); → kontrakcja grawitacyjna (kurczenie) protogwiazdy prowadząca do wzrostu temperatury i ciśnienia w jej wnętrzu; → zainicjowanie reakcji termojądrowych we wnętrzu protogwiazdy (po osiągnięciu odpowiednio wysokiej temperatury) - przemiany atomów wodoru w atomy helu; Układ galaktyk w przestrzeni wszechświata → dojrzałość i starość - wyczerpywanie się wodoru przebiega różnie: →w tym momencie protogwiazda staje się normalną gwiazdą, a więc wchodzi do ciągu głównego ewolucji; galaktyki → opuszczenie przez normalną gwiazdę ciągu głównego po wyczerpaniu się paliwa jądrowego, czyli wodoru, a następnie przekształcenie się jej w zależności od posiadanej masy: → w przypadku gwiazd o stosunkowo średniej masie (o masie zbliżonej do Słońca) - czerwonego olbrzyma; → w kolejnym etapie, powoli stygnąc, przekształca się on w mgławicę planetarną, Mgławica Krab (6500 lat świetlnych od Ziemi) powstała wskutek wybuchu gwiazdy supernowej. W jej centrum znajduje się pulsar. Gwiazda średnia Gwiazda nadolbrzym Czerwony olbrzym Czerwony superolbrzym Mglawica planetarna Supernowa Biały karzel Gwiazda neutronowa Czarna dziura Słońce - należące do gwiazd o średniej wielkości. Prawdopodobnie za 5 mld lat zamieni się w czerwonego olbrzyma. Swoją ewolucję zakończy jako biały karzeł, czyli gwiazda o małych rozmiarach i względnie niskiej temperaturze. Źródłem promieniowania Słońca (podobnie jak wszystkich gwiazd ciągu głównego) są zachodzące w jego jądrze reakcje termojądrowe polegające na łączeniu atomów wodoru i tworzeniu helu. W otaczającej jądro strefie radiacji (strefie równowagi promienistej - tzw. otoczce promienistej) fotony są na przemian absorbowane i emitowane, z czasem przedostając się do leżącej ponad nią strefy konwektywnej. → Z tej strefy energia przenika kolejno do fotosfery, chromosfery i korony słonecznej, a następnie w przestrzeń międzyplanetarną. → Szacuje się, że do wydostania się energii powstałej w jądrze na powierzchnię Słońca potrzeba 20 mln lat. → Z chromosfery wyrzucane są nawet na odległość miliona kilometrów fontanny materii - protuberancje, a z korony uwalniają się protony, elektrony i jony atomów (promieniowanie korpuskularne), przenikające jako wiatr słoneczny w przestrzeń międzyplanetarną. → Czarna dziura - niewidoczny obiekt we Wszechświecie, wewnątrz którego znajduje się osobliwość, czyli punkt o nieskończenie wielkiej gęstości materii, wytwarzający w najbliższym otoczeniu niewyobrażalnie silne pole grawitacyjne. → Do czarnej dziury przyciągana jest materia z otoczenia, z niej jednak nic nie może się wydostać nawet światło. Budowa Słońca → Przypuszcza się, że czarna dziura może powstać w wyniku kolapsu grawitacyjnego masywnej gwiazdy, trwającego ułamek sekundy. → Istnienie czarnej dziury można udowodnić wyłącznie poprzez badanie ruchów gwiazd znajdujących się pod wpływem jej pola grawitacyjnego. Plama słoneczna Półcień Cień- Granula Fotosfera Minimum temperaturowe Czarna dziura Chromosfera Warstwa przejściowa Czarna dziura Strefa konwektywna Strefa promienista Jadro Słońce Tachoklina Supernowa - gwiazda, której jasność na skutek wybuchu wzrasta w krótkim czasie nawet kilka milionów razy. warstwy ukazane w skali Korona -Rozbłysk Protuberancja