Wszechswiat i gwiazdy

Od niepamiętnych czasów ludzie obserwowali gwieździste niebo. Gwiazdy kojarzą się bowiem z czymś odległym i nieosiągalnym, a zarazem pięknym. Są niczym widoczny symbol marzeń. Rzadko jednak ci co podziwiają nocny firmament zdają sobie sprawę, że gwiazdy, które widzimy są jedynie niewielką częścią otaczającego nas wszechświata.

Powstanie wszechświata-Wielki Wybuch

Główną teorią powstania wszechświata jest teoria Wielkiego Wybuchu. Większość astronomów utrzymuje, że w odległej przeszłości cała materia Wszechświata była skupiona w jednym punkcie. Jednak ok. 15 miliardów lat temu doszło do wielkiego wybuchu, w wyniku którego materia zaczęła się rozprzestrzeniać we wszystkich kierunkach. Z materii tej stopniowo uformowały się gromady galaktyk, galaktyki, gwiazdy i inne ciała niebieskie. Proces ewolucji Wszechświata trwa nadal, w ramionach galaktyk spiralnych występują jeszcze obłoki pyłów i gazów, zawierających dostateczną ilość materii na jeszcze wiele gwiazd.

Gwiazdy - pojęcie, rozmiary

Jak wszyscy wiedzą gwiazda jest to ciało niebieskie świecące własnym światłem. A tak właściwie to skąd to światło się bierze?
Gwiazdy świecą ponieważ płoną. Wewnątrz nich atomy wodoru łączą się tworząc hel. Ta reakcja jądrowa wytwarza tyle energii, że temperatura wewnątrz gwiazdy wynosi niekiedy miliony stopni, co sprawia, że powierzchnia jasno się żarzy. Będzie się ona tak żarzyć, emitować światło, ciepło, fale radiowe i inne rodzaje promieniotwórczości, dopóki nie zostanie zużyty cały wodór. Gwiazdy, są tak odległe, że wyglądają jak punkciki światła nawet przez najbardziej silny teleskop. W rzeczywistości jednak większość gwiazd posiada rozmiary zbliżone do rozmiarów słońca (tzn. średnicę 1,4 mln km)
Istnieją również dużo większe gwiazdy, ich średnica dochodzi do 3000 mln km (dla porównania -gdyby zmienić takiego olbrzyma w piłkę futbolową, to słońce przy takowej piłce miałoby rozmiary ziarnka soli) Ale i karły się zdarzają, są mniejsze od Ziemi, albo zupełnie malutkie np. gwiazdy neutronowe mają tylko 15 km średnicy, a mimo to mogą zawierać tyle masy co słońce, są tak gęste, że łyżeczka od herbaty ich masy może ważyć kilka ton.

Gwiazda- narodziny, życie, śmierć

Gwiazda powstaje w wyniku przejścia fali ciśnienia poprzez olbrzymią chmurę międzygwiazdowego gazu. Fale te wywołuje ruch obrotowy galaktyki lub wybuchy dalekich supernowych. Fala spręża gaz w obłok, w którym w skutek grawitacji molekuły zaczynają się łączyć, wciągając ze swojego otoczenia coraz więcej materii i tworząc wirujące kule gazu. W rdzeniach tych kul atomy są tak bardzo ścieśnione, że dochodzi do zderzeń ich mikroskopijnych jąder, wskutek czego następuje łańcuch reakcji nuklearnych. Wyzwolona przez nie energia staje się pierwszym światłem emitowanym przez nową gwiazdę. Podobnie jak nasze słońce, każda gwiazda jest płonącą kulą gazową składającą się z wodoru i helu. Działanie potężnych sił grawitacji sprawia, że w jej jądrze atomy wodoru łączą się ze sobą w procesie syntezy termojądrowej, tworząc hel i wytwarzając przy tym ogromne ilości energii. Wodór zużywany jest przez miliardy lat, do momentu, kiedy gwiazda traci stabilność, puchnie do rozmiarów "czerwonego olbrzyma", po czym kurczy się w wypaloną gwiazdkę-"białego karła".

Galaktyki

We wszechświecie istnieją niezliczone układy gwiazd zwane galaktykami. Nasze słońce jest jedną z 200 mld gwiazd w naszej galaktyce, galaktyce Drogi Mlecznej. Największe galaktyki powstały prawdopodobnie w ciągu miliarda lat od wspomnianego wcześniej Wielkiego Wybuchu. Mniejsze galaktyki powstają nadal.
Jedna z koncepcji zakłada, że galaktyki powstały jako pasma gazu w okresie młodości wszechświata i skupiły się one w miliardy maleńkich plamek. Każda stała się gwiazdą, a ich siła ciężkości skupiła je w galaktyki.
Nasza galaktyka-Droga Mleczna, składająca się z ok. 100 mld gwiazd, które obracają się dokoła punktu centralnego z różnymi prędkościami. Droga mleczna ma formę dysku. Słońce, wraz ze swymi planetami jest umieszczone nieco bliżej brzegu niż środka owego dysku.
Astrofizycy, którzy badają energię i materię gwiazd, sądzą , że Droga Mleczna powstała przed od 7 do 10 mld lat temu i że słońce jest gwiazdą w średnim wieku, jako że utworzone zostało przed 5 mld lat.

Komety-osobliwe ciała niebieskie

Osobliwą grupą ciał niebieskich w Układzie słonecznym są komety. Świecące jasnym blaskiem na wieczornym nieboskłonie wzbudzały przez tysiąclecia zabobonny lęk, postrzegane jako zwiastuny nieszczęścia i kataklizmu. Obecnie komety definiuje się jako niewielkie ciała niebieskie w Układzie Słonecznym o masach rzędu 1011 do 1017 kg (dla porównania masa Ziemi wynosi ok. 6x1024 kg)

Meteoroidy, meteory, meteoryty

Spadające kamienie, którym towarzyszyły świetliste łuny, intrygowały ludzi od niepamiętnych czasów. Często kojarzono ich pojawienie się na nieboskłonie z rozmaitymi wydarzeniami i na tej podstawie przypisywano im później zło wróżebne znaczenie. Meteoryty to fragmenty meteroidów, którym udało się dolecieć na powierzchnię Ziemi. Z kilkuset ton jakie co roku bombardują skorupę ziemską tylko niewielki ułamek stanowią typowe meteoryty w postaci większych lub mniejszych brył i okruchów skalnych. Pozostała część tej masy osiada na Ziemi jako pył kosmiczny, który jest w normalnych warunkach niedostrzegalny na powierzchni Ziemi z powodu zbyt dużej ilości osadów pochodzenia ziemskiego. Jedynie na obszarach okołobiegunowych można go zauważyć w postaci niewielkiego nalotu na śniegu.

Wybuchy supernowych

To we współczesnej astronomii jedno z najbardziej zajmujących zjawisk. Skala zniszczenia, jakie powodują, jest tak niewyobrażalnie wielka, a powstające w ich efekcie mgławice tak interesujące, że supernowe fascynują dziś nie tylko naukowców, ale i każdego kto choć raz o nich usłyszał, bądź miał okazję takową zobaczyć.
Wybuch supernowej jest końcowym stadium życia masywnej gwiazdy, która w ostatnim przedśmiertelnym zrywie wyrzuca w przestrzeń kosmiczną gaz stanowiący jej zewnętrzne powłoki. Jej rdzeń kurczy się do małej, ale bardzo ciężkiej gwiazdy neutronowej. W trakcie eksplozji gwiazda może zwiększyć swoją jasność miliony , a nawet miliardy razy, tak , że czasem blaskiem przewyższa jasność galaktyki w której się znajduje.
Wydaje się, że na przestrzeni wieków obserwowano zaledwie kilka wybuchów supernowych. Jeżeli chodzi o te najwcześniejsze, to nieocenionym źródłem informacji są kroniki chińskie, zawierające dokładne opisy nieba już od 200r. p.n.e. Wcześniejsze materiały zostały zniszczone w przeprowadzonym przez pierwszego cesarza Chin "Paleniu Książek" w roku 213 p.n.e.
Pierwsza z gwiazd "co do której niema wątpliwości", że była supernową, rozbłysła w 185r n.e. W gwiazdozbiorze Centaura na południowym niebie. Była prawdopodobnie najjaśniejszym po Księżycu obiektem na nocnym niebie, a widziano ją mniej więcej 20 miesięcy.

Gwiazdozbiory

Spoglądając na wieczorne niebo, można dostrzec na nim gołym okiem około 6 000 migoczących gwiazd. Jedne świecą silniejszym światłem, inne słabszym, ale wszystkie jednakowo fascynują człowieka. Uczeni z Aleksandrii jako pierwsi podzielili całą dostępną dla nich obserwacji północną półkulę nieba na gwiazdozbiory. Obecnie przyjęto, że jest ich 88. Gwiazdozbiór, to obszar nieba o umownie przyjętych granicach.



Na koniec naszej pracy stwierdzamy, iż wszechświat choć w części odkryty stanowi nadal wielką tajemnicę, po prostu takie źródło pytań bez odpowiedzi.



Teoria


Supernowa-gwiazda zmienna, wybuchowa, której eksplozja może spowodować wzrost jasności do wielkości 10 000 000 większy niż jasność słońca.
Wybuch supernowej-ostatnie stadium życia masywnej gwiazdy. W trakcie wybuchu gwiazda zwiększa swoją jasność od miliona do miliarda razy.
Czerwony olbrzym-gwiazda o stosunkowo niskiej temperaturze i bardzo dużym promieniu (dochodzącym do 100 promieni Słońca), jej masa jest zwykle większa niż 1,5 masy Słońca i nie przekracza jego 15 mas.
Biały karzeł-gwiazda o wysokiej temperaturze, rozmiarami przypominająca Ziemię. W jej wnętrzu nie zachodzą już reakcje jądrowe, a świecenie odbywa się kosztem zgromadzonej wcześniej energii termicznej.
Gwiazda neutronowa-pozostałść (bardzo małych rozmiarów) po jądrze gwiazdy (promień rzędu 10-15 km). Zbudowana ze skompresowanej w olbrzymim stopniu materii.
Czarna dziura-obiekt, w którym materia skompresowana jest do zerowej objętości, tworząc tzw. osobliwość; otoczona jest horyzontem zdarzeń (tj. powierzchnią, spod której nie ma ucieczki). Czarne dziury mogą powstawać w wyniku supernowych.
Galaktyka- skupisko gwiazd i materii międzygwiazdowej, w której znajduje się Układ Słoneczny i Droga Mleczna. W odróżnieniu od pozostałych galaktyk jej nazwę zapisuje się dużą literą, jako nazwę własną.
Układ Słoneczny-złożony ze Słońca i obiegających go dziewięciu planet wraz z ich księżycami, oraz planetoid, komet, meteorów, gazu i pyły rozrzuconego w przestrzeni międzyplanetarnej.
Planetoida-bryła materii o średnicy nie większej niż kilkaset km, poruszająca się po orbicie. Planetoidy w Układzie Słonecznym krążą głównie w przestrzeni między Marsem, a Jowiszem.
Orbita-droga, po której jedno ciało niebieskie porusza się względem drugiego na zasadzie wzajemnego przyciągania się.
Gwiazda-ciało niebieskie o kształcie kuli gazowej, która dzięki zachodzącej w jej wnętrzu reakcji termojądrowej produkuje i wysyła duże ilości energii promienistej.
Słońce-centralna gwiazda Układu Słonecznego, główne źródło energii docierającej do Ziemi i innych planet Układu.
Planeta-ciało niebieskie o średnicy ponad km, obiegające gwiazdę po eliptycznej orbicie, nie posiadające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki odbiciu światła wysyłanego przez gwiazdę. W Układzie Słonecznym stwierdzono intensywnie dziewięciu planet, są to Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun, Pluton.
Kometa-ciało niebieskie poruszające się po mocno wydłużonej orbicie. W chwili zbliżania się do Słońca tworzy charakterystyczną, gazową otoczkę i długi, świecący warkocz.
Droga mleczna-pas gwiezdny ciągnący się wzdłuż równika galaktyki; największe skupisko gwiazd w Galaktyce.



Niektóre z najbliższych Ziemi gwiazd:

Proxima Centauri- ok. 4,24 lat świetlnych
G. Centaura
Alfa Centauri- ok.. 4,34 lat świetlnych
G. Centaura
Gwiazda Barnarda- ok. 6 lat świetlnych
G. Wężownik
Wolf 359- ok. 8,1 lat świetlnych
G. Lew
Syriusz- ok. 8,6 lat świetlnych
G. Wielki Pies
Procjon- ok. 10 lat świetlnych
G. Mały Pies
Altair- ok. 16,1 lat świetlnych
G. Orzeł