астрономия. Презентация по астрономии 2. Наука, изучающая строение и эволюцию
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
Строение и эволюция Вселенной Космология - наука, изучающая строение и эволюцию Вселенной. Возраст Вселенной t=1,3·1010 лет Радиус Вселенной R=1,3·1010 св.л. Галактики – это большие звёздные системы, в которых звёзды связаны друг с другом силами гравитации. Типы галактик 1.Эллиптические 2.Спиральные 3.Неправильные Эллиптические галактики Эллиптическая галактика М32 Эллиптические галактики Имеют вид кругов или эллипсов Яркость плавно уменьшается от центра к периферии Не вращаются В них мало газа и пыли М ̴ 1013 Мʘ Эллиптическая галактика М87 Спиральные галактики Галактика М104 Сомбреро Спиральные галактики Состоят из ядра и нескольких спиральных рукавов или ветвей Ветви отходят непосредственно от ядра Вращаются В них много газа и пыли М ̴ 1012 Мʘ спиральная галактика NGC 4414 из созвездия Волосы Вероники Спиральная галактика М 33 Спиральная галактика Андромеды Спиральные галактики Солнце и Солнечная система входят в состав галактики Млечный путь. Галактика Млечный путь состоит из ядра, находящегося в центре галактики, и трёх спиральных рукавов. Галактика Млечный путь (вид сверху) Спиральные галактики Размеры галактики Млечный путь: диаметр диска галактики около 30 кпк ( 100 000 св.л.); толщина – около 1 000 св. л. Галактика Млечный путь (вид сбоку) Спиральные галактики Галактика Млечный путь вращается вокруг центра галактики. Один оборот вокруг центра галактики Солнце делает за 200 млн. лет. Положение Солнца в галактике Млечный путь Неправильные галактики Большое Магелланово облако Неправильные галактики Отсутствует чётко выраженное ядро Нет вращательной симметрии Около половины вещества в них – межзвездный газ Галактика NGC 1313 Квазары Квазары не являются звездами; это яркие и очень активные ядра галактик, расположенные на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли. Квазар 3C 273 в созвездии Девы Скопления галактик Наряду с отдельными галактиками наблюдаются скопления галактик. Местная группа галактик состоит из 35 галактик. Включает в себя галактики Туманность Андромеды, Млечный путь, Большое Магелланово облако, Малое Магелланово облако и другие. Галактики Местной группы связаны общим тяготением и движутся вокруг общего центра масс в созвездии Дева. Звёздные скопления Рассеянные Шаровые скопление М50 в созвездии Единорога скопление М13 в созвездии Геркулеса Рассеянные звёздные скопления Рассеянные звездные скопления встречаются вблизи галактической плоскости. Скопление «Плеяды» Шаровые звёздные скопления Шаровые скопления выделяются на звездном фоне благодаря значительному числу звезд и четкой сферической форме. Диаметр шаровых скоплений составляет от 20 до 100 пк. М= 104÷106 Мʘ Скопление в созвездии Центавра Межзвёздное вещество Пространство между звёздами заполнено разрежённым веществом, излучением и магнитным полем. Если концентрация вещества становится большой, то мы можем видеть различного вида туманности. Газопылевые облака туманности М16 “Орёл” в созвездии Змеи Туманность Конская голова Туманность Лагуна Трёхраздельная туманность Звёздная пыль Суммарная масса пыли всего 0,03 % полной массы галактики. Её полная светимость составляет 30 % от светимости звёзд и полностью определяет излучение галактики в инфракрасном диапазоне. Температура пыли 15÷25 К. Свет галактик представляет собой суммарный свет миллиардов звёзд и газа. Для изучения физических свойств галактик астрономы используют методы спектрального анализа. Спектральный анализ – физический метод качественного и количественного определения атомного и молекулярного состава вещества, основанный на исследовании его спектра. Спектр Солнца Красное смещение Линии в спектрах всех известных галактик смещены к красному концу спектра. Пусть λо - длина волны спектральной линии, наблюдаемой в лаборатории, λ – длина волны спектральной линии в спектре галактики, Δλ=λ-λо - смещение спектральной линии. Оказалось, что отношение смещения спектральной линии Δλ к λо одинаково для всех линий в спектре галактики. Эффект Доплера Смещение спектральных линий к красному концу спектра вызвано движением (удалением) излучающего объекта (галактики) со скоростью 𝓿 по направлению от наблюдателя. При Z « 1 𝓿 = c·Z – скорость объекта (галактики), где c = 3·108 м/с – скорость света в вакууме. Закон Хаббла По спектрам галактик установлено, что они «разбегаются» от нас со скоростью 𝓿, пропорциональной расстоянию до галактики: 𝓿 = H·r, где H = 2,4·10-18 с-1 – постоянная Хаббла, r – расстояние до галактики (м). Теория Большого взрыва Вселенная возникла 13 млрд. лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Согласно теории Большого взрыва, дальнейшая эволюция зависит от экспериментально измеримого параметра — средней плотности вещества в современной Вселенной. Если плотность не превосходит некоторого критического значения, Вселенная будет расширяться вечно, если же плотность больше критической, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию. Теория Большого взрыва Критическое значение плотности вещества ƍкр от которого зависит характер его движения рассчитывается по формуле: где H = 2,4·10-18 с-1 – постоянная Хаббла, G = 6,67·10-11 (Н·м2)/кг2 – гравитационная постоянная. Подставив числовые значения, получим ƍкр =10-26 кг/м3. При ƍ< ƍкр - расширение Вселенной. При ƍ> ƍкр - сжатие Вселенной. Усреднённая плотность вещества во Вселенной ƍ = 3·10-28 кг/м3 . |