Hmotnost (násobky M Z ) Poloměr planety (km)

Transkript

1 ) áklady astofyziky Sluneční soustava Slunce ozměy, teplota, složení, eakce, hustota, eupce, sluneční skvny, potubeance, sluneční vít; vnitřní a vnější planety; komety; měsíce; hvězdy světelný ok, spektální třídy, souvislost povchové teploty s bavou hvězdy, dvojhvězdy, závěečná stádia života hvězd bílý tpaslík, neutonová hvězda, čená día, nova, supenova; galaxie; Kepleovy zákony, základní pojmy astonomie nebeská sféa, hoizont, ekváto, ekliptika, zenit, nadi, sevení a jižní světový pól, janí a podzimní bod, kolu ovnodennosti, obzoníkové souřadnice (azimut, výška) Poznatky o vesmíu - hlavně studiem elektomagnetického záření - dopadá na povch emě Další infomace - z částic kosmického záření (poud vysokoenegetických částic hlavně potonů a jade pvků a malou hmotností). 9 Astonomická jednotka: vzdálenost emě od Slunce 1AU = m 15 Světelný ok: vzdálenost, kteou uazí světelný papsek za 1 ok 1ly = 9,4 10 m SLUNEČNÍ SOUSTAVA Planeta Hlavní poloosa (10 9 m) Doba oběhu (ok) Hmotnost (násobky M ) Polomě planety (km) Doba otace kolem své osy Hustota (kgm - ) Meku 58 0,4 0, ,5 dne Venuše 108 0, 0, ,1 dne 5 00 emě 150 1,00 1,000 78,9 h Mas 9 1,88 0, , h 900 Jupite ,8 17, h 1 00 Satun ,4 95, h 710 Uan ,01 14, h 1 40 Neptun ,79 17, h 1 70 Planety se pohybují po elipsách málo odlišných od kužnic. Slunce leží v jejich společném ohnisku. Pouchy dah planet jsou způsobeny hlavně gavitačním působením ostatních planet. Všechny planety otují kolem své osy ve stejném smyslu, v jakém obíhají kolem Slunce. Venuše otuje naopak a Uan má osu otace v ovině oběžné dáhy. SLUNCE 0 Hmotnost je 10 kg a polomě 9 10 km, půměná hustota ρ = kgm Ve Slunci pobíhají temonukleání eakce (syntézy) do postou se uvolňuje enegie. Teplota nita je asi 1,5 10 K a teplota povchu je 10 K Slunce se nachází ve fomě plazmy. Vzniklo asi před 4,7 miliady let z oblaku plynů H a He. Místo s větší hustotou přitahovalo látku a ta se vzájemnými náazy zahřívala. Při dostatečné teplotě začaly pobíhat eakce. Potubeance jsou výtysky sluneční hmoty desetitisíce kilometů nad povch, ovládané magnetickým polem Slunce. Jejich tva kopíuje silokřivky lokálního magnetického pole. Eupce Náhlá zjasnění dopovázená výazným uvolněním hmoty a enegie. Může dojít až k odtžení oblaku plazmatu se zamzlým magnetickým polem, kteý putuje Sluneční soustavou. achytí-li tento oblak magnetosféa naší emě, dojde k výazným poláním zářím a magnetickým bouřím. S V U

2 Sluneční skvny oblasti na slunečním povchu s intenzivní magnetickou aktivitou, díky kteé má nižší teplotu než okolí (méně než K). Jsou to viditelné pojevy tubic magnetických toků v konvektivní zóně. Ačkoli jsou ve skutečnosti velmi jasné, v poovnání s okolím se jeví jako tmavé. Někdy mají i 50 tisíc km v půměu. Vyskytují se většinou ve skupinách. Popvé byly pozoovány v oce 111. Sluneční vít je označení po poud nabitých i neutálních částic, vyvhovaných ze Slunce. Sluneční vít inteaguje s magnetosféami planet a komet. Vytváří ázové vlny a tvauje magnetické pole planet. Při půniku částic do magnetosféy emě dochází k poláním zářím a magnetickým bouřím. MERKUR Potože je Meku malý a obíhá blízko u Slunce, je jeho otace bzděna Slapovými silami (části planety, kteé jsou blíže ke Slunci, jsou přitahovány většími silami než ty, kteé jsou od Slunce dál) doba otace je 58,5 dne. Teploty se pohybují od 40 C ve dne až do 170 C v noci. Potože má Meku slabou přitažlivost, nemá atmosféu a povch je pokyt kátey. VENUŠE Po Slunci a Měsíci je z pohledu ze emě nejjasnější planetou. Potože je to vnitřní planeta, vidíme její fáze (jako u Měsíce). Doba otace je 4 dní opačným směem než u ostatních planet. Atmosféa je asi 80 km vysoká a obsahuje plyny CO, H O, SO a maky aeosolů H SO 4, HCl, HF, HFSO. Atmosféický tlak je asi 90x větší než na emi. Teplota je 470 C ve dne i v noci, což je způsobeno skleníkovým jevem v atmosféře Venuše je hodně CO, H O, SO (skleníkové plyny), kteé částečně pohlcují infačevené záření, kteé Venuše vyzařuje, poto Venuše více enegie přijímá, než vyzařuje a teplota oste. EMĚ Polomě emě je 78 km, hmotnost ρ = 5500 kgm. 4 5,9 10 kg a hustota 1-0 km 900 km km 78 km vnější jádo Nito emě zkoumáme pomocí seizmických vln (infazvukové vnitřní jádo vlny) vznikajících při zemětřesení. Vnější jádo je pavděpodobně kapalné a vnitřní jádo tuhé (5 000 C). Je tvořeno převážně železem, kteé způsobuje magnetické pole emě. dojem enegie uvnitř emě jsou adioaktivní přeměny. emská kůa je tvořena litosféou a astenosféou. Litosféa je nejsvchnější vstva pláště 1 desek, kteé se velmi pomalu pohybují (pohyb kontinentů, náazy vznikají pohoří, zemětřesení). Astenosféa je v hloubce více než 100 km velký tlak a teplota mateiál se chová jako plastická látka. dola je zahřívána a shoa ochlazována poudění (pohyb litosféy). Atmosféa je složena z N (78%), O (1%) a zbytek jsou CO (jeho podíl se stále zvyšuje) a další. Skládá se z toposféy (11 14 km, 90% hmotnosti, teplota s výškou klesá poudění vzduchu konvekce), statosféy (15 0 km nad emí, teplota s výškou stoupá, vyskytuje se ozón O pohlcuje UV záření) a ionosféy (nad 0 km, slabě ionizovaný plyn kosmickým zářením, vodivost). Magnetosféa je emské magnetické pole, zabaňuje dopadu částic slunečního větu na povch emě. MĚSÍC Hmotnost Měsíce je 81x menší než hmotnost emě (dvojplaneta emě-měsíc), polomě je km a vzdálenost od emě je km. Doba otace kolem osy je stejná jako doba oběhu kolem emě (7, dne). tohoto důvodu vidíme stále jen jednu část Měsíce. Měsíc nemá atmosféu, teploty jsou od 190 C do 100 C. Měsíc působí na emi slapovými silami, čímž jsou způsobeny změny výšky mořské hladiny. plášť kůa

3 MARS Má udou bavu (Fe O ), teploty jsou v ozmezí 90 C a 0 C, má řídkou atmosféu. Doba otace kolem své osy je 4, h, půmě je přibližně stejný jako polomě emě. Mas má dva měsíce, Phobos (stach) a Deimos (hůza) OBŘÍ PLANETY Jsou mnohem větší než emě, mají menší hustoty a jiné složení (71% H, 7% He). Nemají pevný povch, od vnějších vstev směem do středu jsou tvořeny stále hustší atmosféou, u středu je kovový vodík (způsobeno obovským tlakem). Jupite: atmosféa se skládá ze světlých a tmavých pásů (vznikajících konvekcí), má měsíců, čtyři největší z nich (Io, Euopa, Ganyméde a Callisto) objevil už Galilei, na povche je tzv. velká čevená skvne, což je již několik staletí pobíhající divoká bouře. Satun: pstenec tvořen kameny a pachem obíhajícími v ovině ovníku, má velmi ychlou otaci kolem osy (10 dní), ta při vlekém ozměu planety způsobuje vznik baevných pásů Uan: objeven až v 18. st., má 11 dobných pstenců, 7 měsíců, má osu otace v ovině oběžné dáhy Neptun: objeven v 19. st. KOMETY, PLANETKY, METEOROIDY Planetky jsou v pásu mezi Masem a Jupiteem (největší je Cees půmě km). Komety mají jádo ze směsi zmzlých plynů a pachu, v blízkosti Slunce plyny sublimují, pach se uvolňuje vzniká ohon. Meteooidy o půměu do centimetů v atmosféře shoří meteo, o půměu do metů neshoří celé a zbytky dopadnou na em meteoity. HVĚDY A GALAXIE Většina hvězd tvoří dvojhvězdy (obíhají kolem společného těžiště) nebo toj i čtyřhvězdy. Hvězdná velikost: magnitud, hvězdy 1. magnitudy (velikosti) jsou asi 100x jasnější než hvězdy. magnitudy. VDÁLENOSTI HVĚD Nejbližší hvězda je Poxima Centaui (asi 1, pc). SPEKTRUM HVĚD Spektum je nejdůležitější zdoj infomací o stavu a pohybu hvězdy. Spektum hvězd je spojité. Chladnější hvězdy (4 000 K) načevenalé světlo, obyčejné hvězdy ( K) žluté. Spektální třídy podle povchové teploty O (0000K), B, A, F, G (Slunce), K, M (000k) HMOTNOST HVĚD M M F g = Fd, potože Fg = κ a v 4π 4π Fd = M = M, potom M =. T κt 4π U dvojhvězd: M + m = κ T STAVOVÉ DIAGRAMY HVĚD názoňuje závislost zářivého výkonu hvězdy na její efektivní teplotě. L L Nadobři 0 hlavní posloupnost 1 1 bílí tpaslíci R R obři čevení Slunce 4,4 4, 4,0,8, T ef K

4 Každé hvězdě odpovídá bod ve stavovém diagamu. Většina hvězd je v hlavní posloupnosti. VÝVOJ HVĚD Mačno mezihvězdného plynu (H, He, ) se vlastní gavitační silou smšťuje a při tom se silně zahřívá. Vznikají v něm místní zhuštění, z nichž vznikají hvězdy. celého oblaku vznikne hvězdokupa. Po zahřátí na 10 K začnou v nitu pobíhat jadené eakce poton-potonový řetězec (do eakce vstupuje H a po eakcích vzniká jádo He). Hvězda začíná zářit (čím větší hmotnost, tím větší zářivý výkon L a efektivní teplota T ef ), je stabilní a na hlavní posloupnosti se v půběhu vývoje posouvá vlevo nahou. Čím větší hmotnost, tím je větší tlak, teplota a hustota a syntéza H a He pobíhá ychleji. V centální oblasti hvězdy vzniká heliové jádo a přeměna H pobíhá jen ve vstvách nad tímto jádem. vyšuje se zde teplota i tlak a tlak vstev ležících blíže k povchu hvězdy nestačí tento velký tlak vyovnat a hvězda zvyšuje svůj objem, povchové vstvy chladnou a hvězda se stává čeveným obem. V nitu hvězdy, kde už nepobíhají jadené eakce, se zvyšuje tlak, teplota a hustota, a poto začne 1 pobíhat syntéza jade He na jáda pvků s větší hmotností ( C ). Po spotřebování He se hvězda začne opět smšťovat. Bílí tpaslíci M h < 1, 4 M v nitu hvězdy vznikne velmi stlačená látka elektonové obaly atomů splývají vzniká elektonový (degeneovaný) plyn 10 9 ρ = kgm. Hvězda má vysokou teplotu (září bíle), ale malý povch. Nemá zdoj enegie a chladne. Supenova M h > 1, 4 M tlak degeneovaného plynu nezastaví smšťování hvězdy. Teplota a tlak ostou a jsou zažehnuty další eakce, při nichž vznikají těžší jáda až po Fe (tato fáze tvá řádově několik let), poté se hvězda opět smšťuje. Je-li M h < 5 M, pak v jejím nitu dochází k přeměnám e + p n + ν. V centální oblasti vzniká neutonová hvězda (hustota látky je stejná jako hustota jáda). Centální část se pudce zmenší, vnější vstvy se zbotí, dopadnou do centa, vznikne ázová vlna, kteá při odazu vymští značnou část mateiálu hvězdy do postou. Při tom se uvolní značná enegie a hvězda velmi intenzivně září výbuch supenovy. Vznikají jáda těžší než Fe. Smšťování se zastaví a vzniká neutonová hvězda. Pulzay pulzující zdoje adiového záření (ychle otující neutonová hvězda). Je-li M h > 5 M, pak smšťování nelze zastavit a dochází ke gavitačnímu kolapsu hvězdy polomě se zmenšuje a záoveň oste intenzita gavitačního pole na povchu. Po překočení učité meze je gavitační pole tak silné, že žádné těleso ani záření nemůže hvězdu opustit, okolní tělesa do ní padají čená día. GALAXIE Je tvořena oblakem hvězd, kteé musejí obíhat kolem společného těžiště, aby se nezhoutily do středu. Naše galaxie obsahuje asi 100 miliad hvězd, mezihvězdnou látku a kosmické záření. Má tva plochého disku, z centálního jáda vychází spiální amena. Vznikla asi před 15 miliadami let smštěním obovského mačna pachu a plynů. ASTRONOMIE Nebeská sféa - pomyslná pojekční plocha v nekonečné vzdálenosti. Koule s nekonečným poloměem. VÝNAČNÉ KRUŽNICE Hoizont (obzoník): Pojekce vodoovné oviny na nebeskou sféu. ávisí na poloze pozoovatele. Roviny ovnoběžné s hoizontem potínají nebeskou sféu ve vodoovných kužnicích".

5 Ekváto (světový ovník): Pojekce oviny zemského ovníku na nebeskou sféu. Ekliptika (zvířetník): Pojekce oviny oběžné dáhy emě kolem Slunce na nebeskou sféu. Kolu ovnodennosti: Kužnice pocházející janím bodem, sevením světovým pólem, podzimním bodem a jižním světovým pólem. Kolmá na světový ovník. VÝNAČNÉ BODY enit (nadhlavník): Honí půsečík svislé přímky s nebeskou sféou (závisí na poloze pozoovatele). Nadi (podnožník): Dolní půsečík svislé přímky s nebeskou sféou (závisí na poloze pozoovatele). Sevení světový pól: Půsečík otační osy emě s nebeskou sféou v sevením směu osy. Jižní světový pól: Půsečík otační osy emě s nebeskou sféou v jižním směu osy. Janí bod : Půsečík ekliptiky se světovým ovníkem v souhvězdí Ryb. Slunce se nachází v janím bodě při janí ovnodennosti. Podzimní bod: Půsečík ekliptiky se světovým ovníkem v souhvězdí Panny. Slunce se nachází v podzimním bodě při podzimní ovnodennosti. OBORNÍKOVÉ SOUŘADNICE Azimut (A): Úhel měřený po hoizontu směem od jihu k západu (jih 0, západ 90, seve 180, východ 70 ). Udává se ve stupních. Výška (h): Úhel měřený po výškové kužnici směem od hoizontu k zenitu (hoizont 0, zenit 90, nadi - 90 ). Tato síť je nehybná vzhledem k pozoovateli. Využívá se u hoizontálních montáží dalekohledů. Souřadnice závisí na poloze pozoovatele.