Астрономия наших дней

Астрономия наших дней

Содержание

Введение .

1. Спектральный анализ небесных тел

2. Небо в рентгеновских лучах

3. Радиоастрономия .

Зарождение радиоастрономии .

Развитие радиоастрономии

Перспективы радиоастрономических исследований

4. Оптические наблюдения .

5. Другие методы наблюдений .

Заключение

Список литературы

Данный реферат посвящен современным вопросам астрономии - той области знаний, которые за последние годы дали наибольшее число научно-технических открытий.

Вся история изучения Вселенной есть, в сущности, поиск средств, улучшающих человеческое зрение. До начала XVII века невооруженный глаз был единственным оптическим инструментом астрономов. Вся астрономическая техника древних сводилась к созданию различных угломерных инструментов, как можно более точных и прочных. Уже первые телескопы сразу резко повысили разрешающую и прони­цающую способность человеческого глаза. Вселенная оказалась совсем иной, чем она казалась до тех пор. Постепенно были созданы приемники невидимых излучении и в настоящее время Вселенную мы воспринимаем во всех диапазонах электромагнитного спектра - от гамма-лучей до сверхдлинных радиоволн.

Более того, созданы приемники корпускулярных излучений, улавливающие мельчайшие частицы - корпускулы (в основном ядра атомов и электроны), приходящие к нам от небесных тел. Если не бояться аллегорий, можно сказать, что Земля стала зорче, ее «глаза», то есть совокупность всех приемников косми­ческих излучений, способны фиксировать объекты, от которых до нас лучи света доходят за многие мил­лиарды лет.

Благодаря телескопам и другим инструментам астрономической техники человек за три с половиной века проник в такие космические дали, куда свет - самое быстрое, что есть в этом мире - может добраться лишь за миллиарды лет! Это означает, что радиус изучаемой человечеством Вселенной растет со скоростью, в огромное число раз превосхо­дящей скорость света!

Могучим оружием о исследовании Вселенной стал для астрономов спектральный анализ - изучение интен­сивности излучения в отдельных спектральных линиях, в отдельных участках спектра. Спектральный анализ является важнейшим средством для исследования вселенной. Спектральный анализ является методом, с помощью которого определяется химический состав небесных тел, их температура, размеры, строение, расстояние до них и скорость их движения. Спектральный анализ проводится с использованием приборов спектрографа и спектроскопа. С помощью спектрального анализа определили химический состав звёзд, комет, галактик и тел солнечной системы, т.к. в спектре каждая линия или их совокупность характерна для какого-нибудь элемента. По интенсивности спектра можно определить температуру звёзд и других тел.

По спектру звёзды относят к тому или иному спектральному классу. По спектральной диаграмме можно определить видимую звёздную величину звезды, а далее пользуясь формулами найти абсолютную звёздную величину, светимость, а значит и размер звезды.

Но в своем стремлении объяснить природу небесных тел астрономы не сдвину­лись бы с места ни на шаг, если бы они не знали как возникают в мировых пространствах электромагнитные волны той или другой частоты. Се­годня уже известно несколько совсем различных механизмов генерирования электромагнитного излучения. Один из них связан с движением электронов в поле атом­ных ядер - это тепловой механизм Здесь интенсивность излучения определяется температурой части и их кон­центрацией в единице объема. Cинхротронное излучение возникает при торможении в магнитном поле реляти­вистских электронов, т.е. электронов, скорости движе­ния которых близки к скорости света. Электромагнит­ные волны возникают и при затухании механических ко­лебаний неоднородной плазмы (ионизованного газа), и при переходе быстрых частиц через границу двух сред.

Из сказанного следует, что недостаточно зарегист­рировать излучение какого-то объекта в определенной длине волны. Необходимы исследования в широком диапазоне длин волн и все сторонний анализ получен­ных результатов. Сегодня астрономы, вооруженные современной ракетной тех­никой, мощными оптически­ми и радиотелескопами, сложной теорией механиз­мов излучения, ведут широ­кое изучение Вселенной в целом и ее отдельных час­тей. Астрономы убеждены в том, что они правильно по­нимают природу процессов, происходящих далеко за пределами наших земных лабораторий .

До недавнего времени (положение начало суще­ственно меняться лишь немногим более тридцати лет назад) понятие «астрономические наблюдения» было тождественно понятию «оптические наблюдения неба».

Между тем еще в последнем году XVIII в. В. Гершель открыл излучение Солнца, лежащее за пределами видимого спектра. Это было инфракрас­ное излучение, но его электромагнитная природа ста­ла ясна много лет спустя.

В 1801 г. И.Риттер изучал воздействие фиолето­вого излучения Солнца на хлористое серебро и не­ожиданно обнаружил, что восстановление окиси се­ребра продолжается даже тогда, когда пластинка расположена в «темной» области, дальше за фиоле­товой. Так было открыто ультрафиолетовое излуче­ние Солнца, природа которого тоже оставалась не­ясной.

Лишь в шестидесятых годах XIX в. Д. Максвелл пришел к выводу, что кроме видимого электромаг­нитного излучения (обычного видимого света) могут существовать и другие его виды, не видимые глазу и отличающиеся лишь длиной волны.

Условно электромагнитное излучение подразделя­ют на несколько диапазонов. Наибольшей длиной (более 10-3 м) обладают радиоволны. Диа­пазон от 0,65 мкм до 1 мм - область инфракрасного излучения. «Оптическое окно» - от 0,39 до 0,65 мкм. Еще короче длины волн ультрафиолетового излуче­ния, они простираются примерно до 0,05 мкм. В об­ласти еще более коротких длин волн приборы спо­собны регистрировать буквально каждый фотон, и поэтому принято в рентгеновском и более жестких диапазонах (т. е. в области более высоких энергий фотонов) использовать не длины волн, а соответст­вующие им энергии фотонов. Так, фотон с длиной полны 0,05 мкм обладает энергией 4·10-17 джоулей (Дж) или 0,025 килоэлектронвольт (кэВ). Область энергий фотонов от 0,025 до 1 кэВ - это область мягкого рентгеновского излучения, 1-20 кэВ - «классический» рентгеновский диапазон; именно в этом диапазоне были проведены наиболее эффектив­ные исследования неба.

Какое это было бы прекрасное зрелище, если бы мы могли увидеть своими глазами небо в рентгеновских лучах! Пусть даже мы могли бы видеть лишь звезды ярче 6-й звездной величины, как и в оптическом диапазоне. На рентгеновском небе, в отличие от оптического, таких звезд поменьше - около 700 против 6000. Самая яркая рентгеновская звезда светит подобно Венере. Но, в отличие от Венеры, которая блестит спокойно, мы видели бы, как ярчайшая звезда на рентгеновском небе за считанные минуты становится ярче или уменьшает свой блеск. Мы видели бы игру яркости у многих рентгеновских звезд. Мы видели бы, как на небе вспыхивают и гаснут звезды - одни за секунду, другие за минуты, третьи за часы. Иные звезды видны всегда, другие - лишь несколько недель или месяцев. Мы видели бы звезду, которая вспыхивает и гаснет тысячи раз в сутки. Мы видели бы яркие туманности и огромные дуги излучения - ничего похожего нет на оптическом небосклоне. Правда, на рентгеновском небе нет яркой туманной полосы Млечного Пути -небо почти равномерно светится во всех своих частях. Мы видели бы множество слабых звезд, разбросанных по небу, и знали бы, что это очень далекие объекты - на оптическом небе невооруженный взгляд не способен их увидеть.