Астрономия для детей энциклопедия: Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия | Аксенова Мария Дмитриевна, Цветков Валентин Иванович

Содержание

Книга «Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия»

Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия

Авторами тома «Астрономия» являются как профессиональные астрономы, вносящие заметный вклад в науку, так и популяризаторы, много лет прослужившие делу астрономического просвещения. В томе рассказано о драматическом становлении современной астрономической науки начиная с Возрождения. Приводится информация из первых рук о её достижениях и современном состоянии. Книга содержит призыв к увлекательнейшему занятию — самостоятельным астрономическим наблюдениям, а также начальные астрономические понятия и сведения, необходимые для таких наблюдений. Красоты космических глубин раскрываются во впечатляющих фотографиях, многие из которых получены при помощи космических аппаратов. Книга адресована школьникам старшего возраста, участникам астрономических кружков и любительских коллективов, а также всем, кому интересна древняя и вечно юная наука — астрономия.

Поделись с друзьями:
Издательство:
Мир энциклопедий Аванта+; АСТ
Год издания:
2013
Место издания:
Москва
Возраст:
14 +
Язык текста:
русский
Редактор/составитель:
Аксенов М. ; Володин В.
Тип обложки:
Твердый переплет+суперобложка
Формат:
84х108 1/16
Размеры в мм (ДхШхВ):
260×205
Вес:
1300 гр.
Страниц:
528
Тираж:
2000 экз.
Код товара:
792972
Артикул:
AST000000000113387
ISBN:
978-5-17-077847-8
В продаже с:
07. 04.2015
Аннотация к книге «Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия»:
Авторами тома «Астрономия» являются как профессиональные астрономы, вносящие заметный вклад в науку, так и популяризаторы, много лет прослужившие делу астрономического просвещения. В томе рассказано о драматическом становлении современной астрономической науки начиная с Возрождения. Приводится информация из первых рук о её достижениях и современном состоянии. Книга содержит призыв к увлекательнейшему занятию — самостоятельным астрономическим наблюдениям, а также начальные астрономические понятия и сведения, необходимые для таких наблюдений. Красоты космических глубин раскрываются во впечатляющих фотографиях, многие из которых получены при помощи космических аппаратов.
Книга адресована школьникам старшего возраста, участникам астрономических кружков и любительских коллективов, а также всем, кому интересна древняя и вечно юная наука — астрономия. Читать дальше…

НОВЫЕ КНИГИ. АСТРОНОМИЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ «КОСМОНАВТИКА»

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Вышла новая книга доктора педагогических наук Ефрема Павловича Левитана, который уже много лет в журнале «Наука и жизнь» ведет рубрику «Астрономия для детей». Книга — энциклопедия «Космонавтика» — написана также для детей. Это отдельный (августовский) выпуск 2000 года «Детской энциклопедии», издаваемой ЗАО «Аргументы и факты». В книге можно прочитать о космонавтах и астронавтах, о невесомости и перегрузках, о полетах к Луне, Венере, Меркурию и Марсу, о космических кораблях и станциях.

Годом раньше, в августе 1999 года, в том же издательстве вышла еще одна книга Е. П. Левитана — «Детская энциклопедия «Астрономия».

Книги написаны понятным языком, доступным и взрослым и детям. Чтобы убедиться в этом, предлагаем вниманию читателей небольшую статью из энциклопедии «Космонавтика».

КОСМОДРОМЫ МИРА

В начале космической эры освоением космоса занимались только наша страна и США. Постепенно в «космический клуб» включился и ряд других стран. Один за другим появлялись новые космодромы и ракетные полигоны. В России их теперь четыре: Байконур (на территории Казахстана), Плесецк, Капустин Яр и Свободный. В США столько же (Канаверал — Восточный испытательный полигон, Ванденберг — Западный испытательный полигон, Космический центр им. Дж. Кеннеди на мысе Канаверал, Уоллопс — Исследовательский центр). Франция имеет ракетный полигон в Южной Америке (он называется Куру). У Японии два космодрома — Утиноура и Танегасима. Два космодрома в Китае (Шуанченцзы и Сичен). Индийский космодром называется Шрихарикота. В Австралии — Мыс Йорк и Вумера (ныне закрыт). Космодром Израиля — Пальмахип. Алкаитара — космодром Бразилии. Южно-Африканская Республика создала полигон Оверберг (вблизи Кейптауна). Италия расположила свой плавучий космодром Сан-Марко около Кении (Южная Африка).

Совсем недавно появился международный плавучий космодром «Морской старт».

Мы перечислили наиболее крупные космодромы и полигоны. В дальнейшем некоторые из них, вероятно, закроются, но, несомненно, будут появляться новые в различных частях земного шара. Земляне, вступив на путь освоения космоса, никогда не свернут с этого пути, потому что будущее человечества невозможно представить без космонавтики.

Энциклопедия для детей «Астрономия» | Festima.Ru

Книга 30207 Ушинский К. Детям (Читаем по слогам) Артикул: 30207 Код: 105111 Помните, как мы учились складывать из букв слоги, а из слогов слова? И сегодня метод слогового чтения ничуть не устарел. Книга «Детям» предназначена для обучения слоговому чтению. В ней вы найдете рассказы Константина Ушинского: «Бишка», «Петушок с семьей», «Горшок котлу не товарищ», «Уточки», «Ветер и солнце», «Детские очки» и многие другие. Эти несложные художественные тексты, отобранные специалистами по подготовке к школе и разбитые по слогам, крупный шрифт и яркие иллюстрации сделают первое самостоятельное чтение легким и увлекательным. __________________________________________ Рады приветствовать Вас! Добавьте интересующее вас объявление в избранное, покажите его на кассе и купите по стоимости, указанной в объявлении. Сообщите нам код продукции, и мы ответим о его наличии в магазине. Стоимость продукции, указанная в объявлении предусматривает оплату в форме наличного платежа. Если Вы совершаете покупку в форме безналичной оплаты, с использованием пластиковой карты через эквайринг или с помощью услуги Авито доставка, то стоимость покупки, может быть изменена до 3%. Дополнительная плата может взиматься в случаях, если продукция требует ее сборки и настройки. Доставку в регионы России осуществляем через транспортные компании СДЕК и ПЭК, а также через почту России и Боксберри согласно тарифам указанных компаний. Покупайте Авито доставкой🚚 📞Звоните и узнавайте все подробности по телефону, пишите в чат, с радостью ответим на любые вопросы. ✅Подписывайтесь на наш Аккаунт. Добавляйте объявления в избранное💙 Приезжайте к нам в магазин, мы с радостью ответим на Ваши вопросы и расскажем о нашей продукции. 🧭🏠Наш адрес: г. Н. Новгород, улица Невзоровых, д. 51, магазин Алиса (ориентиры: за ТЦ «Этажи», остановки: Полтавская, Б.Панина, Оперный театр, пл. Свободы). 🕔Режим работы магазина: Ежедневно 10:00-20:00 (без обеда и перерывов). ❗️❗️❗️Важно: успейте купить нашу продукцию по сниженной цене, количество ограничено. Будем рады 😃 быть полезными Вам💙 __________________________________________ Книга, купить книгу, книжка, литература, внеклассное чтение, сказка, народные сказки, читать сказку, русские сказки, Пушкин, энциклопедия, детская энциклопедия, энциклопедия животных, библиотека школьника, стихи, читаем по слогам, энциклопедия для детского сада, рассказы, короткие рассказы, книга-панорама, хрестоматия, учебник хрестоматия, хрестоматия для внеклассного чтения 3 класс, 5 класс, 6 класс, 1-4 класс, книга-гармошка, книга для детского сада, книга животные, всё-всё-всё для малышей, росмэн, раскладные книги, все лучшие сказки, чтение, рассказы для детей, рассказы для школьников, прописи, сказки для самостоятельного чтения, Толстой, литературное чтение, Андерсен

Астрономия для ребенка.

Занимательная астрономия для детей

Испокон веков астрономия интересует многих людей. Маленькие дети часто замечают темное звездное небо в отличие от взрослых, которые мало интересуются космосом. Если дети увидят ночью очень много звезд, будут пристально всматриваться в Луну, то обязательно зададут вопросы. Не каждый родитель знает ответы на все вопросы. Астрономия для ребенка — это очень увлекательный предмет. Здесь родители смогут оторваться от повседневных проблем и окунуться в изучение природы, вспомнить свое детство. Ниже приведена масса забавных вариантов для изучения астрономии.

Включились ночью звездочки

Ещё лет 20-30 назад родители укладывали детей спать в 8 или 9 часов вечера. В наши дни сохранилась такая поговорка «сейчас ещё детское время». Особенно летом, когда солнце садится довольно поздно, практически не удается дождаться полуночи, чтобы полюбоваться звездами. Лучше всего ребенку изучать звездное небо летом, когда тепло. Так в семейном кругу появится занимательная астрономия для детей дошкольного возраста. Идеальным вариантом будет август месяц, потому что темнеет уже рано, а сильные холода не наступили. К тому же именно в это время велики шансы увидеть метеоритные дожди.

Желательно следить за прогнозом погоды, чтобы спланировать вылазку на природу. В больших городах и освещаемых населенных пунктах нет смысла наблюдать за звездами. Если есть домик в деревне или дача, то лучше поехать туда ради одной безоблачной ночи. Астрономия для ребенка должна быть интересна. В чистом поле можно увидеть очень многое. Наблюдать с мансарды домика тоже удобно, если не мешают деревья и горящий фонарь. Можно ребенку сказать: «Смотри, какая красота! Какие звездочки яркие! Справа от нас Луна — спутник нашей планеты Земля». Ребенок, возможно, задаст множество вопросов.

Если регулярно в течение месяца или двух наблюдать за Луной, то ребенок заметит, что она освещается по-разному. Он может задать соответствующий вопрос. Ответить на него лучше с подручными средствами. Родитель ставит на стол зажженную свечу, берет в руку апельсин и просит ребенка смотреть на фрукт, встав или сев напротив. Так он увидит полнолуние. Чтобы показать ребенку фазы Луны, лучше попросить его встать из-за стола и посмотреть на апельсин с боков. Нужно спросить его, видит ли он тень на апельсине. Если да, то можно смело рассказать о лунных фазах. В завершение достаточно объяснить ребенку, что он смотрел на апельсин и свечу так же, как «видит» это Земля — наша планета.

Живем на круглой планете

Хорошо, если дома есть глобус. Если его нет, то можно нарисовать самим. Это даже более увлекательно. Самодельные обучающие предметы о планетах — это очень интересная и развивающая астрономия детям. Солнечная система изучается в манере игры. Для начала родителям нужно продемонстрировать Землю. Можно взять старый мячик и разрисовать его акриловыми красками. Пусть ребенок окрасит мячик в синий или голубой. Когда краска высохнет, взрослые рисуют белой краской шапки полюсов. Ребенок будет наблюдать и одновременно слушать. Хорошо, если родители хоть чуточку помнят географию и смогут изобразить материки зеленой краской. Когда глобус будет готов, то можно ребенку снова рассказать о континентах и показать, где живем. Для этого стоит чем-то отметить или приклеить маленький предмет. Астрономия для ребенка началась с изучения звездного неба, а продолжается изучением планет. Если начать с изучения Земли, то это будет выглядеть некорректно. Ребенок просто не поймет, что ему говорят. Он должен сам проявить интерес.

Книги в помощь любознательным

Когда малыш поймет, как выглядят Земля, Луна и Солнце, тогда можно знакомить его с другими планетами. Трудно объяснить ребенку, какого размера все планеты друг относительно друга. Заодно стоит рассказать, насколько Солнце — огромное светило. В демонстрации помогут не только мячик с апельсином, но и другие различные круглые предметы. Лучше разложить их по полу или столу. Бедные родители могут растеряться, ведь астрономию не все знают. Хочется детям дать приличные знания, вдруг им поможет это в жизни. Спасет положение большая иллюстрированная энциклопедия. Астрономия для детей должна преподаваться в книжных форматах, а не через экран ноутбука. Ребятишек нужно учить любить книги.

Другие миры

Когда энциклопедия открыта на нужной странице, лучше предложить ребенку помочь подобрать круглые предметы. Вместе можно соорудить всю Солнечную систему на одном столе. Например, в качестве Солнца может выступить большой оранжевый или желтый мяч. Самую маленькую и удаленную планету Эриду (данные о крайних небесных телах постоянно разнятся) стоит продемонстрировать горошинкой. Занимательная астрономия для детей продолжается тем, что Солнце очень горячее, на него невозможно попасть. Планета Меркурий непригодна для жизни по той же причине. На ней сильнейшая жара. Только на Земле человеку жить хорошо, потому что тепло. Следующие за Землей планеты являются холодными. Чем дальше, тем холоднее. Дышать на других планетах нечем, там нет кислорода. Если есть возможность и желание, а особенно интерес ребенка, то можно дополнить рассказ, поведав о спутниках всех планет. Кольца для Сатурна можно соорудить из шляпы. Достаточно положить планету на ее дно.

А был ли кто в космосе

Дети могут спросить, был ли кто в космосе? Нужно им рассказать сначала о первых собаках-путешественницах Белке и Стрелке, которые благополучно слетали в космос и вернулись на Землю. Желательно найти фотографии в энциклопедии или в других источниках, чтобы дети знали, как они выглядели.

Спустя время в космос полетел первый в мире космонавт Юрий Алексеевич Гагарин. Будет не лишним показать его фотографию. Дети должны знать такие вещи. Когда они подрастут, сумеют различать месяцы, годы, им будет проще усвоить даты, конкретные события. Обязательно нужно рассказать и о Сергее Королеве как о создателе первой в мире ракеты, которая свозила в космос и благополучно доставила Юрия Алексеевича обратно на Землю.

О телескопах

Любому ребенку захочется посмотреть на Луну и Солнце поближе. Одно дело видеть на картинках, а другое — увидеть самостоятельно, без излишеств. Другие планеты тоже могут заинтересовать юного любителя. Нужно рассказать ему, что такое телескоп. Если его нет ни у семьи, ни у друзей или знакомых, то можно сначала показать в энциклопедии. Ребенку ещё рано рассказывать, чем отличаются рефракторный и рефлекторный телескопы, это астрономия для умненьких детей постарше. Поэтому надо ограничиться тем, что телескопы все разные, не в каждый можно увидеть планеты. Существуют специальные бинокли для наблюдения за звездами. Если удалось найти телескоп, то взрослый должен его настроить так, чтобы ребенок под разными углами смог увидеть небесное тело. Например, Луну или Солнце не придется долго искать в окуляре, они крупные. Сначала надо самим изучить, есть ли на Солнце пятна, видно ли кратеры на Луне, а потом уже показывать малышам и объяснять.

Поход в планетарий

Не следует ограничиваться домашними экспериментами. Детей полезно сводить в планетарий, чтобы узнать о Вселенной больше. Если в городе есть обсерватория, открытая для посетителей, будет не лишним сходить туда. Детей следует водить в общественные заведения в осознанном возрасте, когда они уже понимают и интересуются. Нет смысла их тащить в надежде, что их привлечет все, что любопытно взрослым. Не у каждого человека есть шанс побывать в Звездном городке, где учат будущих космонавтов. Но если он появится, то обязательно стоит воспользоваться. Астрономия для ребенка является такой же наукой, как и все остальные в плане сложности восприятия, поэтому нужно уметь объяснять простые вещи, иначе у него пропадет интерес. Детские программы составляют обычно планетарии и музеи.

Изучение созвездий

После самостоятельного изучения планет и звезд, походов в интересные места, можно снова вернуться на дачу. Например, в августе было совершено первое изучение неба и космоса, в холодное время года ходили в обсерваторию и планетарий, а весной можно снова изучать невооруженным глазом бездну. Только неплохо бы вооружиться картой звездного неба. Ребенок вместе с родителями будет искать нужные созвездия, научится определять их местоположение. Желательно приобрести красочную звездную карту или скачать на смартфон. Благо сейчас есть приложения «Астрономия для детей». Созвездия там изображены не просто так, они накладываются на полупрозрачные соответствующие картинки. Ребенку будет интересно.

Об астероидах, кометах и галактиках

Пожалуй, детям дошкольного возраста будет сложнее объяснить, что такое комета, галактики и астероиды. Намного лучше продемонстрировать им просто картинки из энциклопедии «Астрономия для детей». Звезды и галактику воочию можно объяснить, показав в чистом небе Млечный путь. Это наша Галактика. Когда малыш подрастет, он сможет легко освоить что-то новое в такой науке, как астрономия. Частички от упавшего на Землю астероида встречаются в астрономических музеях. Кометы можно увидеть только в мощные телескопы.

Родителям нужно быть готовыми к тому, что ребенок задаст неожиданные вопросы. Если они не знают ответ, то лучше в этом честно признаться, а не отмахиваться или сочинять. Самое время вместе сесть всей семьей вечерком в плохую погоду дома и почитать энциклопедию.

Детские энциклопедии Космос, лучшие книги

Детские энциклопедии про космос для ребенка от 6 лет и старше. В данном разделе каталога «Эксмо» собраны издания, которые позволяют удовлетворить тягу ребенка к получению знаний и представлений о космосе.

Далекие звезды и планеты с раннего возраста интересуют детей. Эта тема дает им радость невероятных открытий, тайн, загадок и волшебства. А как рассказать о том, что не видно и невозможно потрогать руками? Справиться с этой задачей помогут энциклопедии, которые собраны здесь.

Все книги написаны простым и доступным для понимания детьми языком и оснащены яркими реалистичными иллюстрациями и фотоснимками планет, звезд, спутников и других космических объектов. Издания со стереокартинками создадут иллюзию погружения в космическое пространство. Благодаря такому оформлению книги будут интересны и тем детям, которые еще не научились читать. Кроме того, здесь вы найдете издания с окошками, которые способствуют не только развитию ребенка, но и имеют развлекательный характер.

Изучив даже некоторые из представленных здесь книг, ребенок получит представление о зарождении Вселенной, о строении Солнечной системы, о людях, посвятивших свою жизнь изучению космического пространства и ищущих пути и возможности проникновения туда.

Обратите внимание на самые популярные энциклопедии из нашего каталога:

 Космос. Большая энциклопедия

 Наша Солнечная система сформировалась около 4,6 млрд лет назад, когда внутри части гигантского облака частиц случился гравитационный коллапс. Центр этого облака превратился в Солнце, которое вместило более 99 % всей массы Солнечной системы. Остальное же стало густым, плоским, как диск, вращающимся облаком газа, из которого стали формироваться планеты и которое получило название «протопланетный диск». В нашей Солнечной системе из большей части этого диска образовались восемь планет, вращающихся вокруг Солнца. Существует два вида планет: газовые гиганты и планеты земного типа. Газовыми гигантами являются четыре внешних планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они намного крупнее планет земного типа и по большей части состоят из гелия и водорода, хотя Уран и Нептун также содержат лед. Все внешние планеты обладают кольцами из космической пыли. Эти планеты составляют 90 % остальной массы Солнечной системы. Четыре внутренних планеты расположены очень близко к Солнцу. Например, расстояние между Юпитером и Сатурном больше суммы радиусов всех внутренних планет системы. Планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля и Марс) состоят из камней и металлов, не имеют колец и обладают небольшим количеством спутников. За исключением Меркурия, в атмосфере каждой из них действуют свои особые погодные условия. Кроме восьми основных планет, в Солнечной системе также имеются карликовые планеты, такие как Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. Вдобавок наша Солнечная система приютила множество небольших небесных тел, в числе которых все планетоиды, астероиды и кометы.

 Смотрите также:

астрономия — Студенты | Britannica Kids

Введение

НАСА, ЕКА, М. Робберто (Научный институт космического телескопа/ЕКА) и проектная группа космического телескопа Хаббла Orion Treasury Project Team

С самого начала человечества люди смотрели на небеса. На заре истории кто-то заметил, что некоторые небесные тела движутся по упорядоченным и предсказуемым траекториям, и так родилась астрономия — древняя наука. Тем не менее, некоторые из новейших научных открытий были сделаны в этой же области, которая включает изучение всей материи за пределами земной атмосферы.От простых наблюдений за движением Солнца и звезд, проходящих по небу, до продвинутых теорий экзотических состояний материи в коллапсирующих звездах астрономия насчитывает века.

На протяжении веков астрономы концентрировались на изучении движения небесных тел. Они видели, как Солнце восходит на востоке и заходит на западе. В ночном небе они увидели крошечные точки света. Большинство этих огней — звезд — казалось, оставались на одном и том же месте по отношению друг к другу, как будто все они были прикреплены к огромному черному шару, окружающему Землю. Однако другие огни, казалось, путешествовали, переходя от группы к группе неподвижных звезд. Они назвали эти движущиеся точки планетами, что в переводе с греческого означает «странники».

Древние астрономы считали, что расположение небесных тел указывает на то, что должно произойти на Земле — войны, рождения, смерти, удачу или несчастье. Эта система верований называется астрологией. Большинство ученых больше не верят в астрологию, но они обнаружили, что некоторые древние астрологи умели наблюдать за движением и положением звезд и планет.

Видимое небо

Когда люди сегодня смотрят на небо без телескопа или другого современного инструмента, они видят в основном то же самое, что видели древние астрономы. Днем можно увидеть Солнце, а иногда и слабую Луну. В ясную ночь можно увидеть звезды и обычно Луну. Иногда может казаться, что звезда из ночи в ночь находится в разных положениях: это действительно планета, одна из «странников» древних. Все планеты вращаются вокруг Солнца, как и Земля. Они видны с Земли, потому что от них отражается солнечный свет. Звезды намного дальше. Большинство звезд похожи на Солнце — большие, горячие и яркие. Они светятся от собственной энергии.

iStockphoto/Thinkstock

На ночном небе также видна широкая полоса тусклого света. Это скопление слабых звезд, известное как Млечный Путь. Млечный Путь является частью Галактики Млечный Путь — огромного скопления звезд, в котором Солнце является лишь одним из более чем 100 миллиардов звезд. Другие галактики существуют далеко за пределами Млечного Пути.

Земля в космосе

Видимое движение Солнца, Луны и звезд на запад не соответствует действительности. Кажется, что они движутся вокруг Земли, но это кажущееся движение на самом деле вызвано движением Земли. Земля вращается на восток, совершая один оборот каждый день. Поначалу в это может быть трудно поверить, потому что, когда думают о движении, обычно думают и о вибрациях движущихся автомобилей или поездов. Но Земля свободно перемещается в пространстве, ни о что не трется, поэтому не вибрирует. Именно это мягкое вращение, не сдерживаемое значительным трением, заставляет Солнце, Луну и звезды казаться восходящими и заходящими.

НАСА

Землю сопровождает Луна, которая движется вокруг планеты на расстоянии около 30 земных диаметров. При этом Земля движется вокруг Солнца. Каждый год Земля совершает один оборот вокруг Солнца. Это движение, наряду с наклоном оси вращения Земли (относительно оси ее обращения вокруг Солнца), объясняет смену времен года.Когда северная половина Земли наклонена к Солнцу, в северном полушарии наступает лето, а в южном полушарии, которое отклоняется от Солнца, наступает зима. Когда Земля переместилась на другую сторону Солнца, шесть месяцев спустя, времена года меняются местами, потому что Южное полушарие наклоняется к Солнцу, а Северное полушарие отклоняется от Солнца.

Британская энциклопедия, Inc.

Луна не всегда выглядит одинаково с Земли. Иногда он выглядит круглым, иногда как тонкая изогнутая полоска.Эти видимые изменения называются фазами Луны. Они возникают потому, что Луна сияет только тогда, когда солнечный свет отражается от ее поверхности. Это означает, что только та сторона Луны, которая обращена к Солнцу, яркая. Когда Луна находится между Землей и Солнцем, светлая сторона Луны обращена от Земли. Это называется новолунием, и с Земли его не видно. Когда Луна находится на другой стороне Земли от Солнца, вся ее светлая сторона обращена к Земле. Это называется полнолуние. На полпути между новолунием и полнолунием, по обе стороны от Земли, находятся первая четверть и последняя четверть (которые выглядят как полудиски, если смотреть с Земли).

Затмения

© Backyard-Photography—iStock/Getty Images

В древние времена люди часто пугались, когда Солнце или Луна, казалось, полностью исчезали, хотя обычно они были бы видны. Они не понимали, что вызвало эти затмения. В конце концов, астрономы пришли к выводу, что лунные затмения (когда ранее полная луна хотя бы частично исчезала с ночного неба) являются результатом прохождения Земли между Луной и Солнцем. Таким образом, Земля отбрасывает тень на Луну. Точно так же солнечные затмения (когда Солнце частично или полностью исчезает с дневного неба) происходят, когда Луна проходит между Землей и Солнцем.Таким образом, Луна временно блокирует солнечный свет.

© Юрген Фельхле/Shutterstock.com

Затмения происходят нерегулярно, потому что плоскость орбиты Луны вокруг Земли немного отличается от плоскости орбиты Земли вокруг Солнца. Две плоскости пересекаются под углом около 5 градусов. Это означает, что Луна обычно находится немного выше или ниже линии между Землей и Солнцем, поэтому ни Земля, ни Луна не отбрасывают друг на друга тень. Затмения могут происходить только тогда, когда Луна находится в одной из двух точек пересечения плоскостей.Если бы это было не так, то лунные затмения происходили бы при каждом полнолунии, а солнечные затмения — при каждом новолунии.

Британская энциклопедия, Inc.

Когда Луна действительно проходит прямо в тень Земли, круговое затемнение постепенно продвигается по лицу Луны, полностью закрывая его примерно в течение часа. Обычно Луна остается смутно видимой, когда солнечный свет проходит сквозь нее и преломляется (искажается) атмосферой Земли, таким образом достигая темной лунной поверхности. Еще через час или два Луна вышла из тени и снова предстала полной.Интересно, что во время частичных фаз лунного затмения легко увидеть круглую тень Земли. Это указывало по крайней мере некоторым ранним астрономам на то, что Земля имеет приблизительно сферическую форму.

Когда тень Луны падает на Землю, происходит гораздо более драматичное зрелище. Тень состоит из двух частей — тени и полутени. В полутени Луна загораживает лишь часть Солнца, и на Земле многие люди могут не заметить ничего необычного. Однако тень представляет собой конусообразную область, в которой солнечный свет полностью блокируется.Когда кончик этой тени достигает Земли, диск Луны появляется на земном небе достаточно большим, чтобы закрыть Солнце. Ширина этого участка тьмы редко превышает 150 миль (240 километров). Он мчится по Земле со скоростью более 1000 миль (1600 километров) в час, когда Луна движется. Те, кто находится на его пути, видят, как Солнце полностью исчезает с неба и окутываются тьмой почти такой же глубокой, как ночь, на срок до 7 минут.

Британская энциклопедия, Inc.

Во время полной короны Солнца, или внешней атмосферы, можно увидеть окружающий черный силуэт диска Луны.Корона почти такая же яркая, как полная луна, и обычно ее затмевает яркое дневное небо. Затмение дает редкую возможность увидеть корону.

Иногда тень не достигает поверхности Земли, а это означает, что Луна находится слишком далеко от Земли, чтобы казаться достаточно большой, чтобы полностью закрыть Солнце. Это оставляет тонкое, но яркое кольцо солнечного света в середине затмения. Такие затмения называются кольцевыми. Они происходят немного чаще, чем полные затмения.

Безопасно наблюдать только полную фазу солнечного затмения, так как взгляд даже на небольшую часть Солнца может привести к необратимому повреждению глаз.Существуют различные фильтры и другие методы, обеспечивающие безопасный просмотр частичных фаз, но даже их следует использовать с осторожностью.

Камни из космоса

Иногда можно увидеть вспышку света, пронесшуюся по ночному небу и исчезнувшую. Хотя это обычно называют падающей звездой, настоящие звезды не пролетают по небу больше, чем Солнце. Вокруг Солнца вращается множество маленьких кусков камня, металла или других материалов. Иногда они входят в атмосферу Земли, и трение, создаваемое их большой скоростью, заставляет их сгорать.Фрагменты могут либо испариться, прежде чем улететь далеко, либо фактически удариться о землю.

Эти объекты имеют разные имена в зависимости от их местоположения. Тот, который находится за пределами атмосферы Земли, называется метеороидом. Метеороид, который входит в атмосферу Земли, называется метеором. Метеор, упавший на поверхность Земли, называется метеоритом.

Р. Кемптон / Метеоритическая служба Новой Англии

Метеориты, достаточно прочные, чтобы долететь до земли, по-видимому, являются обломками астероидов.Астероиды — это огромные камни, вращающиеся вокруг Солнца. Большинство метеоров, сгорающих в атмосфере, представляют собой крошечные пылевидные частицы, останки распавшихся комет. Кометы — это хрупкие объекты, состоящие в основном из замороженной воды, замороженных газов и некоторого песчаного материала. Они также вращаются вокруг Солнца.

Иногда рой метеоритов входит в атмосферу Земли, вызывая метеоритный дождь с десятками или сотнями «падающих звезд», вспыхивающих по небу менее чем за час. Практически все эти метеоры сгорают в верхних слоях атмосферы.Ежедневно на Землю оседает значительное количество пыли и пепла от метеоритов. Метеоры Леониды вызвали самые сильные метеорные потоки за всю историю наблюдений в 1833 и 1966 годах. Эти метеоры появляются каждый ноябрь, а особенно ослепительные явления происходят каждые 33 года. Метеоры Леониды названы так потому, что из-за их движения относительно Земли кажется, что они летят со стороны созвездия Льва.

Северное и Южное сияние

Джо Капра — научно-фантастический

Люди, находящиеся относительно недалеко от Северного или Южного полюса, могут увидеть одно из самых роскошных проявлений природы — северное сияние (северное сияние) или южное сияние (южное сияние). Высоко в небе над магнитными полюсами Земли электрически заряженные солнечные частицы роятся в атмосферу Земли. Когда эти частицы сталкиваются с молекулами воздуха, на высоте от 80 до 320 километров в атмосфере Земли испускаются блестящие листы, ленты или лучи цветного света.

Британская энциклопедия, Inc.

Потоки заряженных частиц известны как солнечный ветер. Солнце постоянно посылает поток этих частиц в космос.В периоды, когда Солнце необычайно активно, т. е. когда на его поверхности имеются большие солнечные пятна, солнечный ветер особенно силен. Затем огромные рои частиц достигают атмосферы Земли, вызывая большие и яркие полярные сияния.

Инструменты и методы астрономии

Астрономы находятся в невыгодном положении по сравнению с практиками других наук; за немногими исключениями, они не могут экспериментировать с изучаемыми объектами. Практически вся доступная информация представлена ​​в виде электромагнитного излучения (например, света), поступающего от удаленных объектов. К счастью, это излучение содержит удивительное количество ключей к природе испускающих его объектов.

NASA/MSFCPalomar Obs.NASA/JPL-Caltech/R. Герц (Университет Миннесоты) М. Битенхольц, Т. Берчелл, NRAO/AUI/NSF; B. Schoening/NOAO/AURA/NSF (CC BY 3.0)

Электромагнитное излучение распространяется в виде волн или осциллирующих электрических и магнитных полей. Однако его взаимодействие с материей лучше всего понимать как состоящее из частиц, называемых фотонами. Эти волны возникают на самых разных частотах и ​​длинах волн.В порядке увеличения частоты (уменьшения длины волны) эти части электромагнитного спектра называются радиоволнами, микроволнами, инфракрасными лучами, видимым светом, ультрафиолетовыми лучами, рентгеновскими лучами и гамма-лучами. Как частицы фотоны радиоволн несут наименьшее количество энергии, а гамма-лучи — наибольшее.

Телескопы

Естественно, первой частью спектра, которую нужно было изучить с помощью инструментов, был видимый свет. Телескопы, впервые использованные для астрономии Галилеем в 1609 году, используют линзы или зеркала для формирования изображений удаленных объектов.Эти изображения можно просматривать напрямую или снимать с помощью пленки или электронных устройств. Телескопы собирают больше света, чем невооруженным глазом, и увеличивают изображение, позволяя увидеть более мелкие детали. Несмотря на то, что первые телескопы были грубыми по сегодняшним меркам, они почти сразу позволили открыть такие области, как лунные кратеры, спутники Юпитера, кольца Сатурна, фазы Венеры, солнечные пятна и тысячи ранее невиданных звезд.

В 20 веке новые технологии позволили разработать телескопы, способные обнаруживать электромагнитное излучение во всем спектре.Многие объекты излучают большую часть своего «света» на частотах далеко за пределами видимого диапазона. Даже объекты, излучающие видимый свет, часто дают гораздо больше информации при изучении на других длинах волн.

© z2amiller (CC BY-SA 2.0)

К 1990-м годам оптические (видимый свет) телескопы достигли огромных размеров и мощности, хорошим примером являются телескопы Кека на вершине Мауна-Кеа на Гавайях. Эти два телескопа имеют собирающие зеркала диаметром 33 фута (10 метров), что позволяет обнаруживать объекты в миллионы раз слабее, чем можно увидеть невооруженным глазом, с деталями примерно в тысячу раз мельче.На самом деле астрономы редко смотрят прямо в такие телескопы. Вместо этого они используют камеры для фотографического захвата изображений или более новые, более чувствительные детекторы для электронного захвата изображений. Большая часть работы в настоящее время выполняется с электронными детекторами, включая устройства с зарядовой связью (ПЗС).

С 1940-х годов большой вклад внесли радиотелескопы. Самая большая отдельная антенна с диаметром тарелки 1600 футов (500 метров) — это FAST (сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой), радиотелескоп в провинции Гуйчжоу, Китай.Огромные массивы из нескольких телескопов, такие как Расширенный очень большой массив (EVLA) в Нью-Мексико, позволяют получать очень подробные изображения с использованием радиоволн, которые в противном случае дают довольно «размытые» изображения. Самый большой из них — массив очень длинных базовых линий (VLBA), состоящий из 10 тарелок, разбросанных по площади в тысячи миль в поперечнике. Данные с этих инструментов коррелируются с помощью метода, называемого интерферометрией. Уровень детализации, который затем можно увидеть в радиоизлучающих объектах (таких как центры далеких галактик), эквивалентен различению десятицентовой монеты на расстоянии в несколько тысяч миль.

Огромным достижением стало размещение астрономических инструментов в космосе. Телескопы и другие инструменты на борту беспилотных космических аппаратов исследовали все планеты Солнца с близкого расстояния. Не менее важными, однако, были большие телескопы, размещенные на околоземной орбите, над затемняющими и размытыми эффектами земной атмосферы.

НАСА

Самым известным из этих телескопов является космический телескоп НАСА «Хаббл», который был запущен в 1990 году на орбиту в 380 миль (610 километров) над поверхностью Земли.Первоначально он возвращал неутешительные изображения из-за ошибки при шлифовке его главного зеркала диаметром 94,5 дюйма (2,4 метра). В 1993 году астронавты космического челнока установили корректирующую оптику, и с тех пор она дает великолепные данные. Хотя Хаббл меньше, чем многие наземные телескопы, отсутствие воздуха, искажающего изображения, в целом позволяло ему лучше видеть, чем с земли, что привело ко многим открытиям. Интересно, что технология, называемая адаптивной оптикой, теперь позволяет многим наземным телескопам конкурировать по уровню детализации с Хабблом, удаляя большую часть эффекта размытия атмосферы.

Менее известными, чем Хаббл, но, возможно, столь же важными были космические телескопы, предназначенные для обнаружения излучения в других частях спектра. Гамма-обсерватория Комптона НАСА (миссия которой продолжалась с 1991 по 2000 год) и рентгеновская обсерватория Чандра (запущенная в 1999 году) прислали поток данных о таких объектах, как нейтронные звезды и черные дыры. Эти объекты производят высокоэнергетическое излучение, которое в значительной степени блокируется атмосферой Земли. Космический телескоп НАСА «Спитцер» (2003–2020 гг. ) обнаружил широкий спектр инфракрасного излучения, испускаемого более холодными объектами, в том числе межзвездными облаками газа и пыли, в которых формируются звезды и планеты.

Спектроскопия: что свет говорит астрономам

Звезды испускают весь спектр электромагнитного излучения. Вид излучения связан с температурой звезды: чем выше температура звезды, тем больше энергии она выделяет и тем больше эта энергия концентрируется в высокочастотном излучении. Прибор, называемый спектрографом, может разделять излучение на разные частоты. Массив частот составляет спектр звезды.

Группа наследия Хаббла (AURA/STScI/NASA)

Цвет звезды также указывает на ее температуру.Красный свет имеет меньше энергии, чем синий свет. Красноватая звезда должна иметь большое количество энергии в красном свете. Белая или голубоватая звезда имеет большее количество высокоэнергетического синего света, поэтому она должна быть горячее, чем красноватая звезда.

Звезды имеют в своем спектре яркие или темные линии. Эти яркие или темные линии представляют собой узкие области сверхвысокого излучения или поглощения электромагнитного излучения. Присутствие определенного химического вещества, такого как водород или кальций, в звезде вызывает определенный набор линий в спектре звезды.Поскольку большинство линий, обнаруженных в звездных спектрах, отождествляются с определенными химическими веществами, астрономы могут узнать по спектру звезды, какие химические вещества она содержит.

Британская энциклопедия, Inc.

Спектральные линии полезны и в другом отношении. Когда наблюдатель видит излучение, исходящее от источника, например звезды, на частоту излучения влияет движение наблюдателя к источнику или от него. Это называется эффектом Доплера. Если наблюдатель и звезда удаляются друг от друга, наблюдатель обнаруживает сдвиг в сторону более низких частот.Если звезда и наблюдатель приближаются друг к другу, происходит сдвиг в сторону более высоких частот.

Астрономам известны нормальные частоты спектральных линий многих химических веществ. Сравнивая эти известные частоты с частотами того же набора линий в спектре звезды, астрономы могут определить, насколько быстро звезда движется к Земле или от нее.

Компьютерное моделирование: миры внутри машины

Хотя астрономы в основном не могут экспериментировать с реальными астрономическими объектами в лаборатории, они могут писать компьютерные программы, чтобы использовать законы физики для моделирования структуры и поведения реальных объектов.Эти модели или симуляции никогда не бывают совершенными, поскольку как вычислительная мощность, так и подробные знания о структуре и составе интересующих объектов ограничены. В некоторых ситуациях даже в самих законах есть неясности. Тем не менее, эти модели можно корректировать до тех пор, пока они не будут точно соответствовать наблюдаемым характеристикам и поведению реальных объектов.

Среди многих типов астрономических явлений, которые можно смоделировать, можно выделить эволюцию звезд, планетных систем, галактик и даже самой Вселенной. Модели звезд успешно имитировали наблюдаемые свойства и дают прогнозы того, что происходит с ними по мере их старения. Другие модели показали, как планеты могут формироваться из вращающихся облаков газа и пыли. Модели ранней Вселенной позволяют астрономам изучать, как крупномасштабные структуры, такие как галактики, развивались по мере того, как гравитация усиливала крошечные различия в плотности Вселенной. По мере совершенствования компьютеров и методов моделирования это становится все более важным инструментом астрономии.

Солнечная система

НАСА

Солнечная система состоит из Солнца и всех объектов, вращающихся вокруг него. Обладая более чем 99 процентами общей массы Солнечной системы и диаметром более чем в 100 раз больше, чем у Земли и в 10 раз больше, чем у Юпитера, Солнце вполне естественно является центром системы. Спектр, яркость, масса, размер и возраст Солнца и ближайших к нему звезд указывают на то, что Солнце является типичной звездой. Как и большинство звезд, Солнце производит энергию за счет термоядерных процессов, происходящих в его ядре. Эта энергия поддерживает условия, необходимые для жизни на Земле.

Как уже упоминалось выше, Земля — не единственное тело, вращающееся вокруг Солнца. Многие куски материи, некоторые из которых намного больше Земли, а некоторые микроскопические, захвачены гравитационным полем Солнца. Восемь самых больших из этих кусков называются планетами. Земля — третья планета от Солнца. Меньшие куски материи включают карликовые планеты, естественные спутники (луны), астероиды, кометы, метеороиды и молекулы межпланетных газов.

Законы движения планет Кеплера

Британская энциклопедия, Inc.

В начале 1600-х астрономы начали принимать идею о том, что Земля и планеты вращаются вокруг Солнца, а не Солнце и планеты вращаются вокруг Земли. Однако астрономы все еще не могли описать движения планет так точно, как они могли их измерить. Немецкий астроном Иоганн Кеплер, наконец, смог описать движение планет, используя три математических выражения, которые стали известны как законы движения планет Кеплера.

Британская энциклопедия, Inc.

Тщательно изучая Марс, Кеплер обнаружил, что его орбита не круглая, как предполагалось. Скорее, орбиты планет эллиптические, с Солнцем в одной из двух фиксированных точек эллипса, называемых фокусами. Кроме того, когда планета движется вокруг Солнца, ее скорость тем больше, чем ближе она к Солнцу. Воображаемая линия, проведенная от движущейся планеты к Солнцу, охватывала бы равные площади за равные промежутки времени. Наконец, Кеплер обнаружил математическую зависимость между средним расстоянием планеты от Солнца и периодом ее обращения (время, необходимое для совершения оборота по орбите).В частности, он обнаружил, что квадраты периодов обращения планет пропорциональны кубам их средних расстояний от Солнца.

Чтобы найти эти законы, Кеплеру пришлось эффективно нарисовать Солнечную систему в масштабе. Он сделал это, используя чрезвычайно точные наблюдения, собранные его покойным бывшим работодателем Тихо Браге. Кеплер использовал относительную шкалу расстояний, в которой среднее расстояние от Земли до Солнца называлось одной астрономической единицей.

У Кеплера не было особенно точного значения астрономической единицы.Чтобы помочь найти это расстояние, более поздние астрономы смогли использовать такие методы, как параллакс, видимое смещение положения объекта из-за разницы в положении наблюдателя (обсуждается ниже). Даже более продвинутые методы определили, что среднее расстояние Земли от Солнца на самом деле составляет 92 955 808 миль (149 597 870 километров).

Закон всемирного тяготения Ньютона

Законы Кеплера с большой точностью описывали положения и движения планет, но не объясняли, что заставляет планеты следовать по этим путям.Если бы на планеты не воздействовала какая-то сила, рассуждали ученые, они просто продолжали бы двигаться по прямой линии мимо Солнца и к звездам. Какая-то сила должна притягивать их к Солнцу.

© Георгиос Коллидас/Фотолия

Английский ученый Исаак Ньютон подсчитал, что для того, чтобы законы Кеплера имели ту форму, которую они имеют, эта сила должна ослабевать с увеличением расстояния от Солнца, что называется законом обратных квадратов. Он также понял, что кривая траектория Луны вокруг Земли была своего рода ускорением по направлению к Земле.Он подсчитал, что это ускорение намного меньше, чем у яблока, падающего с дерева. Сравнивая эти ускорения, он обнаружил, что их различие описывается тем же законом обратных квадратов, который описывает силу, с которой Солнце действует на планеты. Подобным образом можно было бы объяснить даже орбиты спутников других планет. Ньютон пришел к выводу, что все массы во Вселенной притягиваются друг к другу этой универсальной силой, которую он назвал гравитацией.

Планеты

НАСА/Лунная и планетарная лаборатория

Вплоть до 18 века люди знали о семи телах, помимо Земли, которые двигались на фоне неподвижных звезд.Это были Солнце, Луна и пять планет, легко видимых невооруженным глазом: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Затем, в 1781 году, Уильям Гершель, английский органист немецкого происхождения и астроном-любитель, открыл новую планету, которая стала известна как Уран.

Уран двигался не по точному пути, предсказанному ньютоновской теорией тяготения. Эта проблема была успешно решена открытием восьмой планеты, которую назвали Нептун. Два математика, Джон Кауч Адамс и Урбен-Жан-Жозеф Леверье, рассчитали вероятное местонахождение Нептуна, но именно немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле определил местонахождение планеты в 1846 году.

Даже тогда казалось, что в орбитах обеих планет остались небольшие отклонения. Это привело к поиску еще одной планеты на основе расчетов, сделанных американским астрономом Персивалем Лоуэллом. В 1930 году американский астроном Клайд В. Томбо открыл объект, который стал известен как Плутон.

Плутон — ледяное тело, меньшее, чем земная Луна. Масса Плутона оказалась настолько малой — около 90 131 1 90 132 / 90 133 500 90 134 массы Земли, — что она не могла быть причиной отклонений наблюдаемых траекторий Урана и Нептуна.Однако орбитальные отклонения были предсказаны на основе наилучших оценок массы планет, доступных в то время. Когда в 1989 году астрономы провели пересчет, используя более точные измерения, сделанные космическим кораблем НАСА «Вояджер-2», отклонения «исчезли».

НАСА/Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса/Юго-Западный научно-исследовательский институт

Около 75 лет астрономы считали Плутон девятой планетой Солнечной системы. Это крошечное далекое тело оказалось необычным для планеты, однако, по своей орбите, составу, размеру и другим свойствам.В конце 20-го века астрономы обнаружили группу многочисленных небольших ледяных тел, которые вращаются вокруг Солнца из-за Нептуна в почти плоском кольце, называемом поясом Койпера (полностью обсуждаемом ниже). Многие характеристики Плутона кажутся похожими на характеристики объектов пояса Койпера. Некоторые из этих объектов, особенно Эрида, примерно такого же размера, как Плутон. В 2006 году Международный астрономический союз, организация, утверждающая названия небесных объектов, исключил Плутон из списка планет.Вместо этого он сделал Плутон прототипом новой категории объектов, называемых карликовыми планетами. Плутон также считается одним из самых крупных членов пояса Койпера и плутоидом (карликовая планета, которая в среднем находится дальше от Солнца, чем Нептун).

Британская энциклопедия, Inc.

Все восемь планет вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, близким к окружностям. Меркурий имеет самую эксцентричную (наименее круговую) орбиту. Все планеты движутся вокруг Солнца в одном направлении, в том же направлении, в котором вращается Солнце.Кроме того, все планетарные орбиты лежат почти в одной плоскости. Меркурий наклонен больше всего, он наклонен примерно на 7 градусов относительно плоскости земной орбиты (плоскости эклиптики). Для сравнения, орбита Плутона наклонена примерно на 17 градусов от плоскости эклиптики. Его орбита также более эксцентрична, чем у Меркурия.

За исключением Венеры и Урана, каждая планета вращается вокруг своей оси с запада на восток. В большинстве случаев ось вращения находится почти под прямым углом к ​​плоскости орбиты планеты.Однако Уран наклонен так, что ось его вращения лежит почти в плоскости его орбиты.

Планеты можно разделить на две группы. Внутренние планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — лежат между Солнцем и поясом астероидов. Они плотные, каменистые и маленькие. Поскольку Земля является типичной внутренней планетой, эту группу иногда называют планетами земного типа, или землеподобными.

Внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — лежат за поясом астероидов. Их также называют юпитерианскими или юпитеподобными планетами.Они намного крупнее и массивнее внутренних планет. Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли, и на самом деле он массивнее всех остальных планет вместе взятых. Состоящие в основном из водорода и гелия (в основном в жидкой форме), планеты Юпитера также намного менее плотны, чем внутренние планеты.

Естественные спутники

Космический телескоп NASA/ESO European Coordinating Facility/R.Albrecht, ESA

Известно, что шесть планет — Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — имеют спутники.Карликовые планеты и астероиды также могут иметь спутники. Поскольку Луна велика по сравнению с Землей, систему Земля-Луна иногда называют двойной планетой. Большой спутник Плутона, Харон, имеет чуть более половины диаметра Плутона, и их часто считают системой с двумя телами. Хотя некоторые другие спутники намного крупнее земной Луны или Харона, эти другие спутники намного меньше по сравнению с телами, которые они вращают.

Многие естественные спутники представляют собой удивительные миры сами по себе.На спутнике Юпитера Ио есть многочисленные действующие вулканы, извергающие соединения серы на своей поверхности. Европа, следующая луна Юпитера, вполне может иметь обширный океан жидкой воды под своей ледяной коркой. На Тритоне Нептуна есть таинственные гейзеры, извергающиеся, несмотря на холодную температуру поверхности около -400 ° F (-240 ° C).

НАСА/Лаборатория реактивного движения/Институт космических наук

Также большой интерес представляют спутники Сатурна, особенно Титан и Энцелад. Титан, его самый большой спутник, имеет густую, холодную, туманную атмосферу из азота и метана. На его поверхности дренажные каналы, по-видимому, прорезанные потоками метанового дождя, прорезают корку водяного льда и впадают в плоские области, которые могут быть дюнами, метановыми илистыми отмелями или, возможно, даже озерами жидкого метана. Хотя Энцелад небольшой и очень холодный, он геологически активен, с гейзерами вблизи южного полюса, извергающими водяной пар и водяной лед. Измерения вращения Энцелада показывают, что под поверхностью, вероятно, находится океан, покрывающий весь земной шар.

Астероиды

Фото NASA/JPL/Caltech

1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппи Пиацци обнаружил небольшой планетоподобный объект в большом промежутке между орбитами Марса и Юпитера.Этот скалистый объект, позже названный Церерой, был первым и крупнейшим из тысяч астероидов или малых планет, которые были обнаружены. (Церера теперь также считается карликовой планетой.) Хотя большинство астероидов находится в поясе между Марсом и Юпитером, есть и другие. Некоторые пересекают орбиту Земли и могут представлять угрозу редкого столкновения с Землей в будущем.

Кометы, облако Оорта и пояс Койпера

NASA/JPL-Caltech

Кометы — одни из самых необычных и непредсказуемых объектов Солнечной системы.Это небольшие тела, состоящие в основном из замороженной воды и газов с примесью силикатного песка. Такой состав и характер их орбит позволяют предположить, что кометы образовались раньше или примерно в то же время, что и остальная часть Солнечной системы.

Кометы, по-видимому, возникли за пределами орбиты Нептуна. На таких расстояниях от Солнца они поддерживают очень низкие температуры, сохраняя свое замороженное состояние. Они становятся хорошо видны с Земли, только если проходят близко к Солнцу. Когда комета приближается к Солнцу, часть ее льда испаряется.Солнечный ветер отталкивает эти испарившиеся газы от головы кометы и от Солнца. Это временно дает комете один или несколько длинных светящихся хвостов, направленных в сторону от Солнца.

Предоставлено Европейской южной обсерваторией

Определение источника комет было загадкой для астрономов. Некоторые кометы периодически возвращаются внутрь Солнечной системы, путешествуя по длинным эллиптическим орбитам, которые могут простираться от орбиты Земли до Нептуна. Комета Галлея, например, появляется примерно каждые 76 лет.Однако кометы теряют материал с каждым проходом вблизи Солнца и, вероятно, могут пережить всего несколько сотен таких посещений, прежде чем их летучие вещества будут исчерпаны. Это означает, что они могли путешествовать по таким орбитам лишь небольшую часть общепризнанной истории Солнечной системы в 4,6 миллиарда лет.

Орбиты других комет прослежены до десятков тысяч астрономических единиц и имеют периоды в миллионы лет. Некоторые из этих комет, возможно, впервые посещают внутреннюю часть Солнечной системы.Такие соображения привели Яна Оорта в 1950 году к предположению о существовании огромного сферического облака, содержащего, возможно, миллиарды комет. Такие возмущения, как гравитационное влияние проходящих звезд, могли отклонить эти кометы к Солнцу.

Джерард П. Койпер предположил в 1951 году, что другая группа ледяных тел, включая спящие кометы, может существовать в поясе сразу за орбитой Нептуна. Открытия, начатые в 1990-х годах, подтвердили гипотезу Койпера, поскольку сотни объектов были обнаружены примерно на расстоянии, которое он предсказал.Считается, что пояс содержит миллионы ледяных объектов, большинство из которых маленькие. Однако крупнейшие объекты пояса Койпера, включая Плутон и Эриду, достаточно массивны, чтобы также считаться карликовыми планетами.

Современные представления предполагают, что многие короткопериодические кометы или кометы, совершающие полный оборот менее чем за 200 лет, могли возникнуть в поясе Койпера. Возможно, они были направлены внутрь Солнечной системы в результате столкновений друг с другом и гравитационных столкновений с Нептуном.Считается, что долгопериодические кометы происходят из облака Оорта (существование которого считается весьма вероятным, но не доказанным). Облако могло образоваться давным-давно, поскольку ледяные тела вблизи и внутри орбиты Нептуна были отброшены далеко от Солнца в результате гравитационных столкновений с внешними планетами.

Происхождение и будущее Солнечной системы

Марк Маккориан, Институт астрономии имени Макса Планка; К. Роберт О’Делл, Университет Райса; НАСА

Наиболее широко принятая модель происхождения Солнечной системы объединяет теории, разработанные Койпером и Томасом Чаудером Чемберлином.Астрономы считают, что около 4,6 миллиарда лет назад одна из многих плотных газовых и пылевых облаков, существующих в галактике, сжалась в медленно вращающийся диск, называемый солнечной туманностью. Горячий, плотный центр диска стал Солнцем. Оставшийся внешний материал остыл и превратился в мелкие частицы камня и металла, которые столкнулись и слиплись, постепенно превращаясь в более крупные тела, которые становились планетами и их спутниками.

В холодных внешних частях новой солнечной системы некоторые из этих тел собрали большое количество водорода и гелия из солнечной туманности, став, таким образом, «газовыми гигантами» — Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном.Ближе к Солнцу эти легкие элементы в основном были вытеснены более высокими температурами и частицами, исходящими от Солнца. Меньшие каменистые планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — развивались там. Несобранные обломки превратились в астероиды и (во внешних регионах) кометы.

Солнце медленно становится ярче по мере того, как оно поглощает свой запас водорода и превращает его в гелий. Если текущие расчеты звездной эволюции верны, Солнце станет намного ярче и больше примерно через 5 миллиардов лет, в результате чего Земля станет слишком горячей для существования жизни.Позже Солнце исчерпает свой ядерный источник энергии и начнет остывать. В конце концов она станет звездой-белым карликом, со всем своим веществом, плотно упакованным в пространство, ненамного превышающее Землю. Вокруг него будут вращаться замерзшие пустоши, планеты, пережившие солнечные катаклизмы.

Существует ли жизнь где-то еще?

Лаборатория реактивного движения/НАСА/Университет Аризоны

Жизнь, какой мы ее знаем, особенно в ее высших формах, может существовать только при определенных химических и физических условиях. Требования для жизни полностью не известны, но они почти наверняка включают в себя разумный диапазон температур, чтобы могла возникнуть химическая связь, и источник энергии, такой как солнечный свет или тепло, исходящее из недр планеты.Также обычно предполагалось, что необходимы растворитель, такой как вода, и некоторая защита от ультрафиолетового излучения. Ряд сред в Солнечной системе может соответствовать этим критериям. Например, организмы могут существовать в подповерхностной вечной мерзлоте Марса или в океане под ледяной коркой спутника Юпитера Европы. Некоторые кометы и астероиды содержат органическое вещество (имеются в виду молекулы на основе углерода, не обязательно возникающие в результате жизни). Это говорит о том, что основные ингредиенты жизни распространены в Солнечной системе.

Марс — интригующее место для поиска жизни. Космический аппарат сфотографировал крупные объекты, которые кажутся высохшими руслами рек. Данные марсоходов NASA Spirit и Opportunity в начале 2000-х убедительно свидетельствуют о том, что когда-то на поверхности планеты существовала жидкая вода. Кроме того, данные европейского орбитального аппарата Mars Express и наземных телескопов предполагают, что метан выделяется из-под поверхности, и возможным источником этого могут быть подповерхностные колонии бактерий.

НАСА

В 1976 году спускаемые аппараты «Викинг» искали признаки жизни в марсианской почве.Они не обнаружили никаких органических молекул. Тем не менее, пара экспериментов Viking, которые искали признаки метаболических процессов, такие как эксперимент с меченым высвобождением, дали, по-видимому, положительные результаты. Эти результаты были широко (но неубедительно) интерпретированы как результат странных химических реакций, а не жизни. Хотя жизнь на Марсе не была обнаружена, многие ученые считают, что она могла существовать в более влажном прошлом, а некоторые полагают, что она сохранилась до настоящего времени.

Открытие жизни, существующей в экстремальных или необычных условиях на Земле, например, в горячих коренных породах на много миль ниже поверхности и в колониях вблизи вулканических жерл на глубоком морском дне, расширило перспективы поиска жизни в других местах. Однако никакое другое место в Солнечной системе, кроме Земли, не может быть легко пригодно для колонизации человеком или для крупных наземных растений или животных. Возможно, что вокруг других звезд могут вращаться планеты, более похожие на Землю. На самом деле количество таких миров во Вселенной может быть поистине огромным. Однако до сих пор единственное место, где была обнаружена жизнь, — это Земля. Одного примера очень мало, особенно если мы являемся частью этого примера. Имея мало информации о вероятности возникновения жизни в других местах, даже в земных условиях, обсуждение жизни в других местах остается спекулятивным.

Звезды

Фото AURA/STScI/NASA/JPL (фото НАСА № STScI-PRC94-24a)

Глядя на ночное небо в телескоп или даже невооруженным глазом, можно увидеть сложное отображение. Различные культуры по всему миру представляли разные модели появления звезд. Созвездия — это группы звезд, которые, кажется, образуют формы людей, животных или предметов. Первый шаг к тому, чтобы ориентироваться среди звезд, обычно состоит в том, чтобы научиться распознавать несколько основных созвездий, таких как Большая Медведица и Орион.

Британская энциклопедия, Inc.

Звезды в созвездиях не обязательно находятся близко друг к другу в пространстве. Например, хотя средние пять звезд Большой Медведицы расположены относительно близко друг к другу, первая и последняя звезды кажутся только принадлежащими к одной группе. На самом деле они намного дальше от Земли, чем остальные пять, и даже медленно движутся в разные стороны. Некоторые части Ориона расположены относительно близко друг к другу, но Бетельгейзе (произносится как «сок жука»), яркая красная звезда наверху, гораздо ближе к Земле.

Системы координат

Астрономам необходимо записывать точное положение звезд. В определенных пределах полезно находить объекты в созвездиях. Числовые системы координат используются для более точной записи местоположения небесных объектов. Эти системы подобны системе координат широты и долготы, используемой для Земли.

Британская энциклопедия, Inc. Британская энциклопедия, Inc.

Были разработаны различные системы небесных координат. Чтобы быть полезными, они должны учитывать, что Земля совершает два регулярных движения по отношению к звездам.Его вращение приводит к тому, что сфера из звезд совершает полный оборот вокруг планеты один раз в день. А вращение Земли вокруг Солнца приводит к тому, что видимые положения звезд в определенный час смещаются изо дня в день, так что через год они возвращаются к своему «исходному» положению.

Система горизонта или азимута основана на линии север-юг Земли и горизонте наблюдателя. Он использует два угла, называемых азимутом и высотой. Азимут определяет положение звезды относительно линии север-юг, а высота определяет ее положение относительно плоскости горизонта.Для того чтобы эта система была полезной, необходимо точно знать время наблюдения и место, откуда оно производилось.

Британская энциклопедия, Inc.

Система экватора основана на концепции небесной сферы. Все звезды и другие небесные тела можно представить себе расположенными на огромной сфере, окружающей Землю. Сфера имеет несколько воображаемых линий и точек. Одной из таких линий является небесный экватор, представляющий собой проекцию земного экватора на небесную сферу.Другая — линия эклиптики, которая представляет собой видимый годовой путь Солнца вдоль этой сферы. Небесный экватор и эклиптика пересекаются в двух точках, называемых точками весеннего равноденствия и осеннего равноденствия. (Когда Солнце находится в любой точке, день и ночь на Земле равны по продолжительности.) Северный и южный небесные полюса являются продолжением северного и южного полюсов Земли вдоль оси вращения Земли.

В системе экватора положение звезды определяется координатами, называемыми склонением и прямым восхождением.Склонение определяет местонахождение звезды по ее угловому расстоянию к северу или югу от небесного экватора. Прямое восхождение определяет местонахождение звезды по ее угловому расстоянию к востоку или западу от точки весеннего равноденствия. Поскольку эта система привязана к небесной сфере, все точки на Земле (кроме полюсов) постоянно меняют свое положение относительно системы координат.

Определение расстояния до звезд

Фиксация звезд на воображаемой сфере полезна для их обнаружения с Земли, но не позволяет определить их фактическое местоположение.Одним из способов измерения расстояния до ближайших звезд от Земли является метод параллакса.

Британская энциклопедия, Inc.

Для измерения параллакса звезд ученые используют годовое движение Земли вокруг Солнца. Из-за этого движения наблюдатели на Земле видят звезды с разных позиций в разное время года. В любое время года Земля находится на расстоянии 186 миллионов миль (300 миллионов километров) на противоположной стороне Солнца от того места, где она была шесть месяцев назад. Две фотографии близкой звезды, сделанные через большой телескоп с разницей в шесть месяцев, покажут, что звезда как бы смещается на фоне более далеких звезд.Если это смещение достаточно велико, чтобы его можно было измерить, астрономы могут рассчитать расстояние до звезды.

Более четырех столетий назад явление параллакса использовалось для противодействия предположению Николая Коперника о том, что Земля движется вокруг Солнца. Ученые того времени указывали, что если бы это было так, звезды должны были бы показывать ежегодное изменение направления из-за параллакса. Но, используя доступные им инструменты, они не смогли измерить никакого параллакса, поэтому они пришли к выводу, что Коперник ошибался.Астрономы теперь знают, что все звезды находятся на таком огромном расстоянии от Земли, что их углы параллакса чрезвычайно трудно измерить. Даже современные инструменты не могут измерить параллакс большинства звезд.

Астрономы измеряют параллаксы звезд в угловых секундах. Это крошечная единица измерения; например, пенни должен находиться на расстоянии 2,5 мили (4 километра), прежде чем он будет казаться таким маленьким, как одна угловая секунда. Однако ни одна звезда, кроме Солнца, не находится достаточно близко, чтобы иметь такой большой параллакс. Альфа Центавра, член группы из трех ближайших к Солнцу звезд, имеет параллакс около трех четвертей угловой секунды.

Астрономы изобрели единицу измерения расстояния, называемую парсеком, — расстояние, при котором угол, противоположный основанию треугольника, составляет одну угловую секунду, когда основание треугольника равно радиусу обращения Земли вокруг Солнца. Один парсек равен 19,2 трлн (19,2 × 10 90 131 12 90 132 ) миль (30,9 трлн километров). Альфа Центавра находится на расстоянии около 1,3 парсека.

Двумя другими единицами, используемыми для записи больших астрономических расстояний, являются световой год и астрономическая единица.Световой год — это расстояние, которое свет проходит в вакууме за один год. Свет, движущийся в вакууме, распространяется со скоростью 186 282 миль в секунду (299 792 458 метров в секунду), таким образом, один световой год равен примерно 5,88 триллиона миль (9,46 триллиона километров). Проксима Центавра, часть системы Альфа Центавра, является самой близкой к Земле звездой (не считая Солнца), но удалена от нее примерно на 4,2 световых года. Это означает, что для того, чтобы свет от этой звезды достиг Земли, требуется более четырех лет. Астрономическая единица (а.е.) — это среднее расстояние от Земли до Солнца (около 93 миллионов миль или 150 миллионов километров).Один световой год равен 63 241 а.е.

Поскольку параллакс определяет расстояния только до относительно близких звезд, для более далеких необходимо использовать другие методы. Одним из таких методов является статистический параллакс, при котором анализируются видимые движения групп звезд по небу для определения их вероятного расстояния. Другой метод предполагает наблюдение за определенными звездами, яркость которых регулярно меняется (обсуждается в следующем разделе).

Размер и яркость звезд

Фото AURA/STScI/NASA/JPL (фото НАСА № STScI-PRC95-32)

И размер, и температура звезды определяют, сколько энергии излучения она испускает каждую секунду: это фактическая яркость или светимость звезды.В астрономии светимость определяется как количество света, излучаемого объектом в единицу времени. Светимость обычно выражается в терминах солнечной светимости. Одна солнечная светимость равна светимости Солнца, или 3,85×10 33 эрг в секунду. Самые яркие звезды излучают несколько миллионов солнечных светимостей.

Светимость является абсолютной мерой мощности излучения. То есть его значение не зависит от того, насколько удален объект от наблюдателя. Однако чем ближе звезда находится к Земле, тем больше энергии ее излучения на самом деле достигнет Земли и тем ярче она будет казаться.

Астрономы обычно выражают яркость звезды через ее звездную величину. В общем, чем ярче звезда, тем меньше ее приписываемая звездная величина. Два значения звездной величины — кажущаяся и абсолютная — используются для описания звезды. Видимая звездная величина относится к тому, насколько ярко звезда выглядит с Земли. Видимая звездная величина Солнца -26,7; видимая звездная величина полной Луны составляет около −11. Сириус, самая яркая звезда на ночном небе, имеет видимую величину -1,5. Напротив, самые слабые объекты, видимые через космический телескоп Хаббла, имеют (приблизительно) видимую величину 30.Абсолютная звездная величина — это то, насколько яркой будет казаться звезда, если смотреть на нее с расстояния 10 парсеков, или 32,6 световых года. Абсолютная величина Солнца равна 4,8. Видимая величина зависит от размера, температуры и расстояния до звезды. Температура находится по его спектру; если расстояние известно, астрономы могут рассчитать размер звезды и присвоить значение ее абсолютной величины.

Европейское космическое агентство и НАСА

Определенные звезды, яркость которых регулярно меняется, дают астрономам важный способ оценить расстояния до удаленных галактик.У таких звезд абсолютная величина тесно связана с периодом изменения их блеска. Астрономы могут использовать наблюдаемый период, чтобы определить абсолютную звездную величину, а затем сравнить ее с видимой яркостью, чтобы оценить расстояние.

Астрономы открыли все виды звезд — от огромных блестящих красных сверхгигантов, более чем в 100 раз превышающих диаметр Солнца, до чрезвычайно плотных нейтронных звезд диаметром всего около дюжины миль. Солнце находится примерно в среднем диапазоне размеров и яркости звезд.Крупнейшие звезды — это холодные красноватые сверхгиганты: у них низкая температура поверхности, но они настолько яркие, что должны быть чрезвычайно большими, чтобы излучать столько энергии. С другой стороны, белые карлики очень тусклые, несмотря на высокую температуру их поверхности, и, следовательно, должны быть очень маленькими — размером всего с Землю.

Что такое звезда?

Астрономы с помощью анализа спектров звезд установили, что звезды состоят в основном из простейших элементов: водорода и гелия.Эти элементы находятся в газообразном состоянии. Однако в большей части звезды температура настолько высока (от тысяч до миллионов градусов), что газ ионизируется (с отрывом электронов от ядер атомов) — состояние, называемое плазмой.

Взаимное гравитационное притяжение материи звезды придает ей приблизительно сферическую форму. На самом деле, если бы не было ничего, что могло бы противодействовать этой внутренней силе, звезда сжалась бы до очень малых размеров. Однако гравитационное сжатие газа нагревает его до очень высоких температур.В 1800-х годах астрономы считали, что это сжатие на самом деле является источником энергии для звезды. Это представляло проблему. Солнце могло бы сиять так всего несколько миллионов лет, не уменьшаясь настолько, чтобы условия на Земле сильно изменились. Тем не менее геологические и биологические данные свидетельствуют о том, что Земля поддерживала условия для жизни на протяжении сотен миллионов лет.

ХХ век принес решение этой проблемы. С открытием ядерной энергии астрономы смогли объяснить долговременную выходную мощность Солнца в результате ядерного синтеза: водород глубоко внутри Солнца сливался воедино, образуя гелий.Этот процесс настолько энергичен, что может уравновесить внутреннюю силу гравитации. Таким образом, звезды, по сути, являются полем битвы между двумя силами: внутренним столкновением гравитации и внешним давлением тепла, выделяемого ядерным синтезом.

Жизнь звезд

НАСА, ЕКА, HEIC и группа наследия Хаббла (STScI/AURA)

Считается, что звезды образуются, когда большие облака газа и пыли, называемые туманностями, сжимаются под действием гравитации (хотя другие силы также могут играть роль). В конце концов они становятся достаточно горячими (несколько миллионов градусов) в центре, чтобы начать синтез водорода в гелий.К этому времени газ ярко светится, и рождается звезда.

Однако это не может длиться вечно, так как со временем большая часть водородного «топлива» превращается в гелий. У крупнейших звезд на это уходит всего несколько миллионов лет. Звезды с очень малой массой, с меньшим гравитационным давлением для битвы, потребляют свое топливо очень медленно и могут существовать триллион лет. Солнце занимает промежуточное положение с расчетным сроком жизни около 10 миллиардов лет, который, как полагают, прошел почти на полпути.

НАСА, Группа наследия Хаббла (STScI/AURA) Рагвендра Сахай и Джон Траугер (Лаборатория реактивного движения), научная группа WFPC2 и НАСА

Когда ядро ​​звезды превратилось в основном в гелий, в его структуре происходят кардинальные изменения.Компьютерные модели, подкрепленные наблюдениями за множеством звезд на разных стадиях, предсказывают, что такие звезды, как Солнце, увеличатся примерно в сто раз по сравнению с их прежним диаметром. После относительно короткого периода в качестве такого красного гиганта звезда потеряет свои внешние слои, оставив небольшое горячее ядро. Затем ядро ​​сожмется и превратится в белого карлика. Наблюдались сотни таких объектов, что в целом подтверждало предсказания.

Звезды, рожденные с массой, намного превышающей массу Солнца, подвергаются еще более драматичным событиям.Под огромным давлением такая звезда осуществляет в своем ядре многочисленные дополнительные термоядерные реакции, производя широкий спектр элементов, вплоть до железа. В этот момент сверхплотное ядро ​​может внезапно разрушиться, что приведет к колоссальному взрыву, называемому сверхновой. Многие такие события наблюдались с Земли, некоторые из них были настолько яркими, что их можно было увидеть средь бела дня. На несколько недель взорвавшаяся звезда может затмить всю галактику из ста миллиардов звезд. Элементы, выброшенные в космос, могут стать частью туманностей, чтобы в конечном итоге включиться в будущие поколения звезд и планет.

Нейтронные звезды и черные дыры

Создано и произведено QA International. © QA International, 2010. Все права защищены. www.qa-international.com

После некоторых типов взрывов сверхновых остается чрезвычайно плотное ядро. Этот объект, называемый нейтронной звездой, по массе примерно равен массе Солнца и состоит в основном из нейтронов. Его вещество настолько компактно, что его чайная ложка имеет массу небольшой горы. Некоторые нейтронные звезды быстро вращаются, излучая излучение в космос. Если луч пересекает Землю, астрономы могут обнаружить его как серию импульсов радиоволн или иногда излучение на других длинах волн.Такая нейтронная звезда называется пульсаром.

Уолтер Джаффе/Лейденская обсерватория, Холланд Форд/JHU/STScI и НАСА

Даже более массивные звезды могут коллапсировать до такой высокой плотности, что их мощное гравитационное притяжение не позволит вырваться даже свету или чему-либо еще. Их называют черными дырами. Черные дыры, образовавшиеся в результате коллапса одиночной умирающей звезды, могут иметь диаметр всего несколько миль, но предполагается, что в центрах многих галактик существуют гораздо более крупные — с массой в миллионы солнц и размером с Солнечную систему.

Часто нейтронные звезды и черные дыры обнаруживаются только из-за их воздействия на близлежащие звезды-компаньоны. Газ (в основном водород) вытягивается из звезды-компаньона, а затем быстро закручивается вниз на (или внутрь) нейтронную звезду или черную дыру. Сильный нагрев при сжатии и ускорение газа заставляют его излучать рентгеновское излучение, которое можно обнаружить с наземных спутников. Такие двойные звездные системы называются рентгеновскими двойными.

Планеты других звезд

Британская энциклопедия, Inc.

Астрономы давно считали, что, подобно Солнцу, многие или большинство звезд должны сопровождаться вращающимися вокруг них планетами. Однако эти планеты будут настолько удалены от Земли, что их очень слабый свет будет заглушен ярким светом их «солнц». Оказывается, существуют косвенные методы обнаружения таких планет, называемых внесолнечными планетами или экзопланетами. Находящаяся на орбите планета вызвала бы легкое колебание звезды, и это колебание можно было бы обнаружить как чередующиеся красные и синие доплеровские сдвиги света звезды. Кроме того, скорость и период колебания могут позволить астрономам оценить массу планеты и расстояние от звезды. Этот метод был впервые успешно использован в 1995 году для поиска планеты, вращающейся вокруг звезды 51 Пегаса. В течение следующих 10 лет таким образом было открыто около 140 внесолнечных планет (плюс несколько другими способами, такими как провал в свете, вызванный прохождением планеты перед звездой).

Кристиан Маруа/Брюс Макинтош/Национальный исследовательский совет Канады (NRC)/Обсерватория Кека

В 2008 году астрономы объявили об открытии первых внесолнечных планет, видимых непосредственно на изображениях.На изображениях, сделанных с помощью телескопов в обсерваториях Кека и Джемини-Норт, видны три планеты, вращающиеся вокруг звезды HR 8799 на расстоянии около 128 световых лет от Земли. Четвертая планета в этой внесолнечной планетной системе была обнаружена в 2010 году. Прямые изображения внесолнечной планеты можно сделать с помощью звездного света, отраженного от планеты, или теплового инфракрасного излучения, излучаемого планетой. Визуализация лучше всего работает для планет, вращающихся вокруг ближайших к Солнцу звезд. Инфракрасное изображение особенно чувствительно к молодым массивным планетам, которые вращаются далеко от своей звезды.

Многие из самых ранних идентифицированных внесолнечных планет имеют по крайней мере такую ​​же массу, как Юпитер, но они ближе к своим звездам, чем Меркурий к Солнцу. Такие близкие массивные планеты легче всего обнаружить, так как они вызывают сильнейшие колебания. Но объяснить их по-прежнему сложно. Современные теории формирования планет предполагают, что такие большие планеты должны формироваться дальше от звезды, где температура достаточно низкая, чтобы позволить собрать большое количество газа. Одна из возможностей, которую рассматривают астрономы, заключается в том, что эти «горячие юпитеры» образовались дальше от своих звезд и мигрировали внутрь.Однако возникает вопрос, почему наша Солнечная система не испытала такой планетарной миграции.

Миссия Кеплера/Исследовательский центр Эймса/НАСА

В настоящее время идентифицировано несколько тысяч внесолнечных планет. Более двух тысяч из них были обнаружены Кеплером, американским спутником, запущенным в 2009 году для обнаружения планет, вращающихся вокруг других звезд. Среди многих открытий Кеплера были первые внесолнечные планеты размером с Землю и первые планеты, которые были обнаружены в обитаемой зоне звезды, подобной Солнцу.Пригодная для жизни зона — это орбитальная область вокруг звезды, в которой планета земного типа может иметь жидкую воду на своей поверхности и, таким образом, возможно поддерживать жизнь. Kepler-186f, открытая в 2014 году, стала первой планетой размером с Землю, обнаруженной в обитаемой зоне своей звезды. В настоящее время обнаружено более 20 таких планет — планет размером примерно с Землю, вращающихся вокруг обитаемых зон своих звезд. Среди них — ближайшая к Земле внесолнечная планета Проксима Центавра b, открытая в 2016 году с помощью телескопов Европейской южной обсерватории (ESO).Планета вращается вокруг ближайшего соседа Солнца, примерно в 4,2 световых года от нас.

Межзвездная материя

VLT/ESO

Пространство между звездами содержит газ и пыль чрезвычайно низкой плотности. Эта материя имеет тенденцию собираться в облака. Эти облака называются туманностями, когда они блокируют более далекий звездный свет, отражают звездный свет или нагреваются звездами, так что они светятся. Межзвездная пыль состоит из мелких частиц или зерен. Хотя лишь несколько таких крупинок разбросаны по кубической миле пространства, расстояния между звездами настолько велики, что пыль может блокировать свет от далеких звезд.Известно много небольших темных областей, где можно увидеть мало или совсем не видно звезд. Это темные туманности, пылевые облака плотностью выше средней, которые достаточно толсты, чтобы заслонить свет за ними.

Пылинки блокируют синий свет больше, чем красный свет, поэтому цвет звезды может казаться другим, если она видна сквозь много пыли. Чтобы определить температуру такой звезды, астрономы должны оценить ее цвет как более голубой, чем кажется, потому что большая часть ее синего света теряется в пыли. Когда облака пыли возникают вблизи ярких звезд, они часто отражают свет звезд во всех направлениях. Такие облака известны как отражательные туманности.

Межзвездный газ примерно в 100 раз плотнее пыли, но все же имеет крайне низкую плотность. Газ не мешает проходящему через него звездному свету, поэтому его обычно трудно обнаружить. Однако когда газовое облако возникает рядом с горячей звездой, излучение звезды заставляет газ светиться. Это образует тип яркой туманности, известной как область H II. Вдали от горячих звезд межзвездный газ довольно холодный. Массы этого холодного газа называются областями HI.

Предоставлено Паломарской обсерваторией/Калифорнийским технологическим институтом

Межзвездный газ, как и большинство звезд, состоит в основном из самого легкого элемента, водорода, с небольшим количеством гелия и лишь следами других элементов. Водород легко светится в горячих областях H II. В холодных областях H I водород испускает радиочастотное излучение. Большая часть межзвездного газа может быть обнаружена только путем обнаружения этих радиоволн.

Водород встречается частично в виде отдельных атомов и частично в виде молекул (два атома водорода, соединенные вместе). Молекулярный водород еще труднее обнаружить, чем атомарный водород, но он должен существовать в изобилии. Другие молекулы были обнаружены в межзвездном газе, потому что они испускают низкочастотное излучение. Эти молекулы содержат помимо водорода и другие атомы: кислород или углерод встречается в гидроксильных радикалах (ОН ), а также в монооксиде углерода (СО), формальдегиде (Н 2 СО) и многих других, включая многие органические молекулы.

НАСА, ЕКА, STScI, Дж. Хестер и П. Скоуэн (Университет штата Аризона)

Везде, где есть большое количество молодых звезд, есть также большое количество межзвездного газа и пыли.Новые звезды постоянно образуются из газа и пыли в областях с высокой плотностью облаков. Хотя многие звезды выбрасывают часть своего вещества обратно в межзвездные области, газ и пыль медленно расходуются. Астрономы предполагают, что в конце концов наступит время, когда новые звезды не смогут образовываться, и звездная система будет медленно исчезать, поскольку звезды сгорают одна за другой.

Галактики

Британская энциклопедия, Inc.

Звезды находятся в огромных группах, называемых галактиками.Ученые подсчитали, что более крупные галактики могут содержать до триллиона звезд, а самые маленькие — менее миллиона. Большие галактики могут иметь диаметр 100 000 и более световых лет.

VLT/ESONASA, ESA, S. Beckwith (STScI) и группа наследия Хаббла (STScI/AURA)NASA, ESA и группа наследия Хаббла (STScI/AURA)NASA, ESA и группа наследия Хаббла (STScI/ АУРА)

Галактики могут иметь любую из четырех основных форм. Эллиптические галактики практически не имеют структуры или вообще не имеют ее, а общая форма варьируется от умеренно плоской и круглой или овальной до сферической.Спиральные галактики имеют маленькую яркую центральную область, или ядро, и рукава, которые выходят из ядра и закручиваются вокруг него, словно гигантская вертушка. В спиральных галактиках с перемычкой рукава простираются в стороны по короткой прямой линии, а затем превращаются в спиралевидную форму. Оба вида спиральных систем плоские. Неправильные галактики обычно довольно малы и не имеют симметричной формы.

Радиогалактики, квазары и темная материя

Долгое время считалось, что галактики являются более или менее пассивными объектами, содержащими звезды, межзвездный газ и пыль и сияющими излучением, которое испускают их звезды.Когда астрономы смогли провести точные наблюдения за радиочастотами, исходящими из космоса, они с удивлением обнаружили, что ряд галактик излучают большое количество энергии в радиодиапазоне. Обычные звезды настолько горячие, что большая часть их энергии излучается в видимом свете, а небольшая часть энергии излучается в радиочастотах. Кроме того, астрономы смогли сделать вывод, что это излучение было испущено заряженными частицами чрезвычайно высокой энергии, движущимися в магнитных полях.

Предоставлено Национальной радиоастрономической обсерваторией/Associated Universities, Inc.

Как таким галактикам, называемым радиогалактиками, удается отдавать столько энергии заряженным частицам и магнитным полям? Радиогалактики также обычно имеют довольно своеобразный вид. Многие галактики, и особенно радиогалактики, демонстрируют признаки расширения межзвездного вещества от их центров, как будто в их ядрах произошли гигантские взрывы. Рядом с гигантской эллиптической галактикой, известной как M87, находится струя вещества, которую она, по-видимому, выбросила в прошлом. Сам джет размером с обычную галактику.

Астрономы обнаружили, что во многих галактиках звезды вблизи центра движутся очень быстро, по-видимому, вращаясь вокруг какого-то очень массивного невидимого объекта. Наиболее вероятное объяснение состоит в том, что в центре большинства крупных галактик скрывается гигантская черная дыра, масса которой в миллионы или даже миллиарды раз превышает массу Солнца. По мере того как звезды и газ по спирали закручиваются в эти черные дыры, большая часть их массы исчезает из поля зрения. Сильный нагрев и сжатие производят огромное количество энергии, в том числе высокоскоростные струи материи (например, в M87).

Джон Бахколл, Институт перспективных исследований, НАСА

Иногда обнаруживается, что очень далекие галактики имеют в своих центрах чрезвычайно мощные источники света и радиоволн. Обычно считается, что эти объекты, называемые квазарами, находятся в нескольких миллиардах световых лет от Земли. Это означает, что астрономы, наблюдающие за квазарами, на самом деле заглядывают в прошлое на несколько миллиардов лет. Большинство астрономов считают, что квазары представляют собой раннюю фазу жизни некоторых галактик, когда центральные черные дыры с большим количеством свежего газа и звезд для потребления производили огромное количество энергии.

Другая проблема годами озадачивала астрономов. Большинство, если не все, галактики образуют скопления, предположительно удерживаемые вместе гравитацией членов скопления. Однако при измерении движений членов скопления почти в каждом случае обнаруживается, что галактики движутся слишком быстро, чтобы их можно было удержать вместе только за счет гравитации видимой материи. Астрономы считают, что в этих скоплениях должно быть большое количество невидимой материи — возможно, в 10 раз больше, чем можно увидеть.Хотя некоторые из них, вероятно, состоят из таких объектов, как черные дыры и нейтронные звезды, большая часть считается «экзотической темной материей» неизвестного происхождения.

Галактика Млечный Путь

Как и большинство звезд, Солнце принадлежит галактике. Поскольку Солнце и Земля встроены в галактику, астрономам трудно получить общее представление об этой галактике. На самом деле то, что можно увидеть в ее структуре, представляет собой слабую полосу звезд, называемую Млечный Путь (слово галактика происходит от греческого слова «молоко»).Из-за этого галактика была названа Галактикой Млечный Путь.

Британская энциклопедия, Inc.

Видимая полоса Млечного Пути, кажется, образует большой круг вокруг Земли. Это указывает на то, что галактика довольно плоская, а не сферическая. (Если бы оно было сферическим, звезды не были бы сосредоточены в одной полосе.) Солнце расположено на внутреннем крае спирального рукава. Центр, или ядро, галактики находится на расстоянии около 27 000 световых лет в направлении созвездия Стрельца.Все звезды, которые видны без телескопа, принадлежат Галактике Млечный Путь.

Не все звезды галактики ограничены галактической плоскостью. Есть несколько звезд, которые находятся намного выше или ниже диска. Обычно это очень старые звезды, и они образуют то, что называют гало галактики. Очевидно, изначально галактика представляла собой примерно сферическую массу газа. Его гравитация и вращение заставили его сжаться в дискообразную форму, которую он имеет сегодня. Звезды, образовавшиеся до коллапса, остались на своих прежних позициях, но после коллапса дальнейшее звездообразование могло происходить только в плоском диске.

Все звезды галактики движутся по орбитам вокруг ее центра. Солнцу требуется около 200 миллионов лет, чтобы совершить полный оборот по орбите. Орбиты большинства этих звезд почти круглые и почти в одном направлении. Это дает ощущение вращения галактики в целом, даже когда вся галактика движется в пространстве.

Темные облака пыли почти полностью закрывают астрономам обзор центра Галактики Млечный Путь. Однако радиоволны проникают сквозь пыль, поэтому радиотелескопы могут дать астрономам представление о галактическом ядре. В этой области звезды движутся по очень быстрым и узким орбитам, что подразумевает наличие огромной массы в центре. Находящаяся на орбите Земли рентгеновская обсерватория Чандра обнаружила вспышки рентгеновского излучения, длящиеся всего несколько минут в этом регионе, которые лучше всего объясняются существованием черной дыры, которая сильно ускоряет и сжимает падающие капли материи. Инфракрасные наблюдения, проведенные в ESO, показали, что эта сверхмассивная черная дыра имеет массу примерно в 4,3 миллиона масс Солнца.

Вселенная

Создано и произведено QA International.© QA International, 2010. Все права защищены. www.qa-international.com

Космология — это научное исследование природы, истории, развития и судьбы Вселенной. Делая предположения, которым не противоречит поведение наблюдаемой Вселенной, ученые строят модели или теории, пытающиеся описать Вселенную в целом, включая ее происхождение и будущее. Они используют каждую модель до тех пор, пока не будет найдено что-то, что ей противоречит. Затем модель необходимо изменить или отбросить.

Космологи обычно предполагают, что, за исключением небольших неровностей, Вселенная имеет одинаковый вид для всех наблюдателей (и законы физики одинаковы), независимо от того, где во Вселенной находятся наблюдатели и в каком направлении они смотрят. Эта недоказанная концепция называется космологическим принципом. Одним из следствий космологического принципа является то, что у Вселенной не может быть края, поскольку наблюдатель у края будет иметь другое представление, чем тот, кто находится вблизи центра.Таким образом, пространство должно быть бесконечным и равномерно заполненным материей, или геометрия пространства должна быть такой, чтобы все наблюдатели видели себя как бы в центре. Кроме того, астрономы считают, что единственное движение, которое может происходить, кроме небольших неровностей, — это равномерное расширение или сжатие Вселенной.

Британская энциклопедия, Inc.

Поскольку Вселенная кажется расширяющейся, кажется, что в прошлом она должна была быть меньше. Это основа эволюционных теорий Вселенной.Если бы можно было проследить галактики в прошлое, можно было бы найти время, когда все они были близко друг к другу. Наблюдения за скоростью расширения показывают, что это было между 13 и 14 миллиардами лет назад. Таким образом, возникает картина эволюционирующей Вселенной, начавшейся с некоего «взрыва» — Большого взрыва. В некоторых моделях Вселенной расширение продолжается вечно. Другие говорят, что оно прекратится, и снова последует сокращение до небольшого объема. Однако данные, полученные с конца 1990-х годов о скоростях удаления далеких сверхновых, убедительно свидетельствуют о том, что расширение на самом деле ускоряется.Это может означать, что Вселенная будет расширяться вечно. В настоящее время астрономы пытаются объяснить это ускорение. В настоящее время любимым объяснением является идея темной энергии, которая может обеспечить силу отталкивания, которая противодействует (а в больших масштабах подавляет) взаимному гравитационному притяжению Вселенной.

В 1950-х и 1960-х годах существовала конкурирующая модель, называемая теорией устойчивого состояния. Основным предположением устойчивого состояния был совершенный космологический принцип, применимый как ко времени, так и к положению.Теория устойчивого состояния утверждала, что Вселенная всегда должна иметь одни и те же крупномасштабные свойства; оно не может развиваться, но должно оставаться однородным. Поскольку видно, что Вселенная расширяется, что с течением времени будет рассеивать материю все тоньше, устойчивое состояние предполагало, что для поддержания постоянной плотности должна создаваться новая материя. В теории стационарного состояния галактики формируются, живут и умирают, а новые приходят, чтобы занять их место со скоростью, которая поддерживает постоянную среднюю плотность материи.

Когда астрономы наблюдают объект на большом расстоянии, они видят его таким, каким он выглядел давным-давно, потому что свету требуется время, чтобы пройти его. Галактика, рассматриваемая на расстоянии миллиарда световых лет, видится такой, какой она была миллиард лет назад. Далекие галактики кажутся отличными от близлежащих галактик. Они кажутся ближе друг к другу, чем соседние, вопреки утверждениям об устойчивом состоянии, но согласующиеся с мнением о том, что в прошлом Вселенная имела большую плотность. Кроме того, было обнаружено слабое свечение излучения, равномерно идущего со всех сторон.Расчеты показывают, что это могло быть излучение, оставшееся после Большого взрыва.

История астрономии

age fotostock/SuperStock

Руины многих древних сооружений свидетельствуют о том, что их строители наблюдали за движением Солнца, Луны и других небесных тел. Самым известным из них, вероятно, является Стоунхендж в Англии, построенный примерно между 3100 и 1550 годами до нашей эры. Некоторые из больших камней памятника были выровнены относительно положения восходящего Солнца в день летнего солнцестояния.Несколько сотен других древних сооружений, демонстрирующих астрономическое выравнивание, также были найдены в Европе, Египте и Америке.

Во многих ранних цивилизациях астрономия была достаточно развита, чтобы были разработаны надежные календари. В Древнем Египте жрецы-астрономы отвечали за предсказание сезона ежегодного разлива реки Нил. Около 2000 лет назад майя, жившие на территории нынешней центральной Мексики, разработали сложную календарную систему. Дрезденский кодекс, текст майя 1-го тысячелетия нашей эры, содержит исключительно точные астрономические расчеты, в том числе таблицы, предсказывающие затмения и движения Венеры.

В Китае календарь был разработан к 14 веку до н.э. Около 350 г. до н. э. китайский астроном Ши Шэнь составил, возможно, самый ранний звездный каталог, насчитывающий около 800 звезд. В китайских записях упоминаются кометы, метеоры, большие солнечные пятна и новые звезды.

Древнегреческие астрономы знали многие геометрические соотношения небесных тел. Некоторые, в том числе Аристотель, считали Землю сферой. Эратосфен, родившийся около 276 г. до н. э., продемонстрировал его окружность. Гиппарх, живший около 140 г. до н. э., был плодовитым и талантливым астрономом.Среди многих других достижений он классифицировал звезды в соответствии с видимой яркостью, оценил размер и расстояние до Луны, нашел способ предсказывать затмения и рассчитал продолжительность года с точностью до 6 1 / 2 минут.

Самым влиятельным древним астрономом в истории был Птолемей (Клавдий Птолемей) из Александрии, живший около 140 г. н.э. Его геометрическая схема предсказала движение планет. По его мнению, Земля занимала центр Вселенной.Его теория, аппроксимирующая истинное движение небесных тел, стойко держалась до конца средневековья.

В средние века западная астрономия не развивалась. В течение тех столетий индусские и арабские астрономы поддерживали науку. Записи арабских астрономов и их переводы греческих астрономических трактатов легли в основу последующего подъема западной астрономии.

Photos.com/Thinkstock

В 1543 году, в год смерти Коперника, была опубликована его теория о том, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца.Его предложение противоречило всем авторитетам того времени и вызвало большие споры. Галилей поддержал теорию Коперника своими наблюдениями о том, что другие небесные тела, спутники Юпитера, явно не вращаются вокруг Земли.

Великий датский астроном Тихо Браге отверг теорию Коперника. Однако его данные о положении планет позже использовались для подтверждения этой теории. Когда Тихо умер, его помощник Иоганн Кеплер проанализировал данные Тихо и разработал законы движения планет.В 1687 году закон тяготения Ньютона и законы движения объяснили законы Кеплера.

Тем временем инструменты, доступные астрономам, становились все более изощренными. Начиная с Галилея, телескоп использовался для обнаружения многих до сих пор невидимых явлений, таких как вращение спутников вокруг других планет.

Создание спектроскопа в начале 1800-х годов стало важным шагом вперед в развитии астрономических инструментов. Позднее фотография стала неоценимым подспорьем для астрономов.Они могли на досуге изучать фотографии и делать на них микроскопические измерения. Даже более поздние инструментальные разработки, включая радары, телескопы, обнаруживающие электромагнитное излучение, отличное от видимого света, а также космические зонды и пилотируемые космические полеты, помогли найти ответы на старые вопросы и открыли астрономам глаза на новые проблемы.

Gerard P. Kuiper

Thomas L. Swihart

Thomas J. Ehrensperger

Дополнительное чтение

Азимов, Исаак, и Хантула, Ричард. Наша Солнечная система , ред. и обновленное изд. (Prometheus Books, 2004). Азимов, Исаак, и Жиро, Роберт. Будущее в космосе (Гарет Стивенс, 1993). Чепмен, Ч.Р., и Моррисон, Дэвид. Космические Катастрофы (Пленум, 1989).Коминс, Н.Ф. Что, если бы Луны не существовало?: Путешествия на Землю, которые могли бы быть (Iuniverse Com, 2012). Дормини, Брюс. Дальние странники: поиск планет за пределами Солнечной системы (Springer, 2011). Friedlander, M.W. Астрономия: от Стоунхенджа до квазаров (Прентис, 1985). Голдсмит, Дональд. The Astronomers (St. Martin’s, 1991). Хаббл, Е.П. Царство туманностей (Yale Univ. Press, 1982). Illingworth, Valerie, and Clark, JOE, eds. Астрономический словарь фактов , 4-е изд. (Факты в файле, 2000 г. ). Калер, Дж. Б. Кембриджская энциклопедия звезд (Cambridge Univ. Press, 2006 г.). Кернер, Дэвид, и ЛеВэй, Саймон. А вот и драконы: Научные поиски внеземной жизни (Oxford Univ.Press, 2002). Ледерман, Л.М., и Шрамм, Д.Н. От кварков до космоса: инструменты открытия , ред. изд. (Научная американская библиотека, 1995). Липпинкотт, Кристен. Астрономия , ред. изд. (DK Publishing, 2008). Марвел, Кевин. Astronomy Made Simple (Broadway Books, 2004). Мензель, Д. Х., и Пасачофф, Дж. М. Полевой справочник по звездам и планетам , 4-е изд. (Хоутон, 2000). Мур, Патрик. Книга Гиннеса по астрономии , 5-е изд. (Издательство Гиннесса, 1995).Моррис, Ричард. Космические вопросы: галактические ореолы, холодная темная материя и конец времени (Wiley, 1998). Оденвальд, С.Ф. Назад в астрономическое кафе: дополнительные вопросы и ответы о космосе из «Спросите астронома» (Westview, 2003). Пасачофф, Дж. М. и другие. Первое руководство Петерсона по Солнечной системе , обновленное изд. (Хоутон, 2006). Ридпат, Ян. Изучение звезд и планет Филиппа , ред. изд. (Philip’s, 2011). Учебный атлас космоса (Scholastic Reference, 2005).Скуржински, Глория. Мы одни?: Ученые ищут жизнь в космосе (National Geographic, 2004). Воробей, Джайлз, и Керрод, Робин. Как устроена Вселенная , новое изд. (DK Publishing, 2006). Уилсон, Д.А. Star Track: определение местоположения звезд в пределах 30 световых лет от Земли (Lorien House, 1994).

Астрономические факты для детей

Карта неба 18 века

Астрономия — это естественная наука. Это изучение всего, что находится за пределами атмосферы Земли.

Изучает небесные объекты (такие как звезды, галактики, планеты, луны, астероиды, кометы и туманности) и процессы (такие как взрывы сверхновых, гамма-всплески и космическое микроволновое фоновое излучение). Это включает в себя физику, химию этих объектов и процессов.

Родственный предмет, физическая космология, связан с изучением Вселенной в целом и того, как Вселенная менялась с течением времени.

Слово астрономия происходит от греческих слов astron , что означает звезда, и nomos , что означает закон.Человека, изучающего астрономию, называют астрономом .

Астрономия – одна из древнейших наук. Древние люди использовали положение звезд, чтобы ориентироваться и находить лучшее время для посадки сельскохозяйственных культур. Астрономия очень похожа на астрофизику. С 20-го века существовало два основных типа астрономии: наблюдательная и теоретическая астрономия. Наблюдательная астрономия использует телескопы и камеры, чтобы наблюдать за или наблюдать за звездами, галактиками и другими астрономическими объектами.Теоретическая астрономия использует математику и компьютерные модели, чтобы предсказать, что должно произойти. Оба часто работают вместе, теоретическое предсказывает, что должно произойти, а наблюдательное показывает, сработает ли предсказание.

Астрономия — это не то же самое, что астрология , вера в то, что узоры звезд и планет могут влиять на жизнь человека.

История астрономии

Основная статья: История астрономии

Древний

Ранние астрономы смотрели на звезды только глазами.Они использовали карты созвездий и звезд по религиозным соображениям, а также для определения времени года. Ранние цивилизации, такие как народ майя и древние египтяне, строили простые обсерватории и рисовали карты положения звезд. Они также начали задумываться о месте Земли во Вселенной. Долгое время люди думали, что Земля является центром вселенной, а планеты, звезды и солнце вращаются вокруг нее. Это известно как геоцентрическая модель Вселенной.

Древние греки пытались объяснить движение солнца и звезд с помощью измерений. Математик по имени Эратосфен был первым, кто измерил размеры Земли и доказал, что Земля представляет собой шар. Теория другого математика по имени Аристарх заключалась в том, что Солнце находится в центре, а Земля движется вокруг него. Это известно как модель Heliocentric . Только небольшая группа людей думала, что это правильно. Остальные продолжали верить в геоцентрическую модель .

Большинство названий созвездий и звезд, которые у нас есть, происходят от греков того времени.

Арабские астрономы добились многих успехов в средние века, включая улучшенные карты звездного неба и способы оценки размера Земли.

От эпохи Возрождения до современности

Рисунки Луны Галилея. Его рисунки были более подробными, чем у кого-либо до него, потому что он использовал телескоп, чтобы смотреть на Луну.

В эпоху Возрождения священник по имени Николай Коперник, глядя на движение планет, подумал, что Земля не является центром всего.Основываясь на предыдущих работах, он сказал, что Земля была планетой и все планеты вращались вокруг Солнца. Этот гелиоцентризм был старой идеей. Физик по имени Галилео Галилей построил свои собственные телескопы и впервые использовал их для более пристального изучения звезд и планет. Он был согласен с Коперником. Их идеи были также усовершенствованы Иоганном Кеплером и Исааком Ньютоном, которые изобрели теорию гравитации. В это время католическая церковь решила, что Галилей ошибался. Остаток жизни ему пришлось провести под домашним арестом.

После Галилея люди сделали более совершенные телескопы и использовали их для наблюдения за более далекими объектами, такими как планеты Уран и Нептун. Они также увидели, что звезды были похожи на наше Солнце, но различались по цвету и размеру. Они также видели тысячи других далеких объектов, таких как галактики и туманности.

Современная эпоха

Астрономы-любители могут создавать собственное оборудование и проводить звездные вечеринки и встречи, такие как Stellafane.

В 20 веке в астрономии произошли важные изменения.

В 1931 году Карл Янский обнаружил радиоизлучение за пределами Земли при попытке изолировать источник шума в радиосвязи, что ознаменовало рождение радиоастрономии и первые попытки использования другой части электромагнитного спектра для наблюдения за небом. Те части электромагнитного спектра, которые не блокировала атмосфера, теперь были открыты для астрономии, что позволило сделать больше открытий.

Открытие этого нового окна во Вселенную привело к открытию совершенно новых вещей, например, пульсаров, которые посылали в космос регулярные импульсы радиоволн.Сначала считалось, что волны имеют инопланетное происхождение, потому что импульсы были настолько регулярными, что предполагалось наличие искусственного источника.

В период после Второй мировой войны появилось больше обсерваторий, в которых большие и точные телескопы строились и эксплуатировались в хороших местах для наблюдений, как правило, правительствами. Например, Бернард Ловелл начал заниматься радиоастрономией в Джодрелл Бэнк, используя оставшееся военное радиолокационное оборудование. К 1957 году на этом месте был самый большой управляемый радиотелескоп в мире. Точно так же в конце 1960-х годов началось строительство специализированных обсерваторий в Мауна-Кеа на Гавайях, хорошем месте для телескопов видимого и инфракрасного диапазона благодаря большой высоте над уровнем моря и чистому небу.Мауна-Кеа в конечном итоге станет местом размещения очень больших и очень точных телескопов, таких как обсерватория Кека с ее 10-метровым зеркалом.

Следующая великая революция в астрономии произошла благодаря рождению ракетной техники. Это позволило размещать телескопы в космосе на спутниках.

Спутниковые телескопы открыли Вселенную человеческим глазам. Турбулентность в атмосфере Земли размывает изображения, сделанные наземными телескопами, эффект, известный как зрение. Именно этот эффект заставляет звезды «мерцать» на небе.В результате снимки, сделанные спутниковыми телескопами в видимом свете (например, космическим телескопом Хаббла), получаются намного четче, чем наземные телескопы, несмотря на то, что наземные телескопы очень большие.

Космические телескопы впервые в истории открыли доступ ко всему электромагнитному спектру, включая лучи, которые были заблокированы атмосферой. Рентгеновские лучи, гамма-лучи, ультрафиолетовый свет и части инфракрасного спектра были открыты для астрономии, когда были запущены наблюдательные телескопы.Как и в других частях спектра, были сделаны новые открытия.

С 1970-х годов были запущены спутники, которые были заменены более точными и лучшими спутниками, в результате чего небо было нанесено на карту почти во всех частях электромагнитного спектра.

Открытия

Открытия обычно бывают двух типов: тела и явления. Тела — это вещи во Вселенной, будь то планета, подобная нашей Земле, или галактика, подобная нашему Млечному Пути. Явления – это события и явления во Вселенной.

Тела

Для удобства этот раздел разделен по местам нахождения этих астрономических тел: те, что находятся вокруг звезд, являются солнечными телами, те, что находятся внутри галактик, являются галактическими телами, а все остальное, что крупнее, являются космическими телами.

Солнечная
Галактика

Рассеянные объекты:

Компактные звезды:

Космический

Явления

Всплеск событий — это внезапное изменение небес, которое быстро исчезает.Их называют всплесками, потому что они обычно связаны с большими взрывами, производящими «всплеск» энергии. В том числе:

Периодические события — это те, которые происходят регулярно повторяющимся образом. Название «периодический» происходит от периода, который представляет собой продолжительность времени, необходимого волне для завершения одного цикла. К периодическим явлениям относятся:

Шумовые явления имеют тенденцию относиться к вещам, которые произошли давным-давно. Сигнал от этих событий распространяется по Вселенной до тех пор, пока кажется, что он исходит отовсюду и мало меняется по интенсивности.Таким образом, он напоминает «шум», фоновый сигнал, который пронизывает каждый инструмент, используемый в астрономии. Наиболее распространенным примером шума являются статические помехи, наблюдаемые в аналоговых телевизорах. Главный астрономический пример: Космическое фоновое излучение.

Методы

Солнечная обсерватория Ломницкий Штит (Словакия) построена в 1962 году. Телескоп Субару (слева) и обсерватория Кека (в центре) на Мауна-Кеа — примеры обсерваторий, работающих в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах.Инфракрасный телескоп НАСА (справа) является примером телескопа, работающего только в ближнем инфракрасном диапазоне.

Инструменты

  • Телескопы являются основным инструментом наблюдения. Они берут весь свет на большой площади и помещают в маленькую. Это все равно, что сделать глаза очень большими и сильными. Астрономы используют телескопы, чтобы смотреть на далекие и тусклые объекты. Телескопы заставляют объекты казаться больше, ближе, ярче.
  • Спектрометры изучают различные длины волн света.Это показывает, из чего что-то сделано.
  • Многие телескопы находятся в спутниках. Это космические обсерватории.

Техника

Есть способ, которым астрономы могут получить более качественные изображения неба. Свет от удаленного источника достигает датчика и измеряется, как правило, человеческим глазом или камерой. Для очень тусклых источников может быть недостаточно световых частиц, исходящих от источника, чтобы его можно было увидеть. Один из методов, который астрономы используют для того, чтобы сделать его видимым, — это использование интеграции (что похоже на более длительные выдержки в фотографии).

Интеграция

Астрономические источники мало перемещаются: только вращение и движение Земли заставляют их перемещаться по небу. По мере того, как световые частицы достигают камеры с течением времени, они попадают в одно и то же место, делая его ярче и более заметным, чем фон, до тех пор, пока его нельзя будет увидеть.

Телескопы в большинстве обсерваторий (и спутниковые инструменты) обычно могут отслеживать источник, когда он движется по небу, заставляя звезду казаться неподвижной для телескопа и позволяя делать более длительные выдержки.Кроме того, изображения можно делать в разные ночи, поэтому экспозиция может составлять часы, дни или даже месяцы. В эпоху цифровых технологий оцифрованные изображения неба могут быть объединены компьютером, который накладывает изображения после корректировки движения.

Синтез диафрагмы

С помощью радиотелескопов меньшие телескопы могут быть объединены вместе, чтобы создать большой, который работает как один, если расстояние между двумя меньшими телескопами больше.

Адаптивная оптика

Адаптивная оптика означает изменение формы зеркала или линзы при взгляде на что-либо, чтобы лучше видеть это.

Поля по телу

Солнечная астрономия

Солнечная астрономия изучает Солнце. Солнце — ближайшая к Земле звезда, находящаяся на расстоянии около 92 миллионов (92 000 000) миль. Это легче всего наблюдать в деталях. Наблюдение за Солнцем может помочь нам понять, как работают и формируются другие звезды. Изменения на Солнце могут повлиять на погоду и климат на Земле. Поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром, постоянно испускается Солнцем. Солнечный ветер, ударяясь о магнитное поле Земли, вызывает северное сияние.Изучение Солнца помогло людям понять, как работает ядерный синтез.

Планетарная астрономия

Планетарная астрономия — это изучение планет, лун, карликовых планет, комет и астероидов, а также других малых объектов, вращающихся вокруг звезд. Планеты нашей собственной Солнечной системы были тщательно изучены многими космическими аппаратами посещения, такими как «Кассини-Гюйгенс» (Сатурн) и «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Галактическая астрономия

Галактическая астрономия — это изучение далеких галактик. Изучение далеких галактик — лучший способ узнать о нашей собственной галактике, поскольку газы и звезды в нашей собственной галактике затрудняют наблюдение. Галактические астрономы пытаются понять структуру галактик и то, как они формируются, используя различные типы телескопов и компьютерное моделирование.

Поля электромагнитного спектра

Радиоастрономия
Магнитогидродинамика (МГД)

Гидродинамика используется в астрономии для математического моделирования поведения газов.Сильные магнитные поля, обнаруженные вокруг многих тел, могут радикально изменить поведение этих газов, влияя на процессы от звездообразования до потоков газов вокруг компактных звезд. Это делает МГД важным и полезным инструментом в астрономии.

Прочие поля

Гравитационно-волновая астрономия

Гравитационно-волновая астрономия — это изучение Вселенной в спектре гравитационных волн. До сих пор вся астрономия, которая была сделана, использовала электромагнитный спектр. Гравитационные волны — это рябь в пространстве-времени, испускаемая очень плотными объектами, меняющими форму, включая белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.Поскольку никому не удавалось обнаружить гравитационные волны напрямую, влияние гравитационно-волновой астрономии было очень ограниченным.

Связанные страницы

Звездное скопление Писмис 24 с туманностью

Картинки для детей

  • Астрономическая обсерватория Кито XIX века расположена в 12 минутах к югу от экватора в Кито, Эквадор.

  • Карта звездного неба XVII века, составленная голландским картографом Фредериком де Витом.

  • Греческие экваториальные солнечные часы, Александрия на Оксе, современный Афганистан, 3–2 века до н. э.

  • Астрономическая карта из ранней научной рукописи. около 1000

  • Рентгеновский джет, образовавшийся из сверхмассивной черной дыры, обнаруженной рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра», видимой благодаря свету ранней Вселенной.

  • На этом изображении показаны несколько синих петлеобразных объектов, которые представляют собой несколько изображений одной и той же галактики, дублированных эффектом гравитационной линзы скопления желтых галактик в середине фотографии.Линза создается гравитационным полем скопления, которое преломляет свет, увеличивая и искажая изображение более удаленного объекта.

Астрономические факты для детей

Карта неба 18 века

Астрономия — это естественная наука. Это изучение всего, что находится за пределами атмосферы Земли.

Изучает небесные объекты (такие как звезды, галактики, планеты, луны, астероиды, кометы и туманности) и процессы (такие как взрывы сверхновых, гамма-всплески и космическое микроволновое фоновое излучение).Это включает в себя физику, химию этих объектов и процессов.

Родственный предмет, физическая космология, связан с изучением Вселенной в целом и того, как Вселенная менялась с течением времени.

Слово астрономия происходит от греческих слов astron , что означает звезда, и nomos , что означает закон. Человека, изучающего астрономию, называют астрономом .

Астрономия – одна из древнейших наук. Древние люди использовали положение звезд, чтобы ориентироваться и находить лучшее время для посадки сельскохозяйственных культур.Астрономия очень похожа на астрофизику. С 20-го века существовало два основных типа астрономии: наблюдательная и теоретическая астрономия. Наблюдательная астрономия использует телескопы и камеры, чтобы наблюдать за или наблюдать за звездами, галактиками и другими астрономическими объектами. Теоретическая астрономия использует математику и компьютерные модели, чтобы предсказать, что должно произойти. Оба часто работают вместе, теоретическое предсказывает, что должно произойти, а наблюдательное показывает, сработает ли предсказание.

Астрономия — это не то же самое, что астрология , вера в то, что узоры звезд и планет могут влиять на жизнь человека.

История астрономии

Основная статья: История астрономии

Древний

Ранние астрономы смотрели на звезды только глазами. Они использовали карты созвездий и звезд по религиозным соображениям, а также для определения времени года. Ранние цивилизации, такие как народ майя и древние египтяне, строили простые обсерватории и рисовали карты положения звезд.Они также начали задумываться о месте Земли во Вселенной. Долгое время люди думали, что Земля является центром вселенной, а планеты, звезды и солнце вращаются вокруг нее. Это известно как геоцентрическая модель Вселенной.

Древние греки пытались объяснить движение солнца и звезд с помощью измерений. Математик по имени Эратосфен был первым, кто измерил размеры Земли и доказал, что Земля представляет собой шар. Теория другого математика по имени Аристарх заключалась в том, что Солнце находится в центре, а Земля движется вокруг него.Это известно как модель Heliocentric . Только небольшая группа людей думала, что это правильно. Остальные продолжали верить в геоцентрическую модель .

Большинство названий созвездий и звезд, которые у нас есть, происходят от греков того времени.

Арабские астрономы добились многих успехов в средние века, включая улучшенные карты звездного неба и способы оценки размера Земли.

От эпохи Возрождения до современности

Рисунки Луны Галилея.Его рисунки были более подробными, чем у кого-либо до него, потому что он использовал телескоп, чтобы смотреть на Луну.

В эпоху Возрождения священник по имени Николай Коперник, глядя на движение планет, подумал, что Земля не является центром всего. Основываясь на предыдущих работах, он сказал, что Земля была планетой и все планеты вращались вокруг Солнца. Этот гелиоцентризм был старой идеей. Физик по имени Галилео Галилей построил свои собственные телескопы и впервые использовал их для более пристального изучения звезд и планет.Он был согласен с Коперником. Их идеи были также усовершенствованы Иоганном Кеплером и Исааком Ньютоном, которые изобрели теорию гравитации. В это время католическая церковь решила, что Галилей ошибался. Остаток жизни ему пришлось провести под домашним арестом.

После Галилея люди сделали более совершенные телескопы и использовали их для наблюдения за более далекими объектами, такими как планеты Уран и Нептун. Они также увидели, что звезды были похожи на наше Солнце, но различались по цвету и размеру. Они также видели тысячи других далеких объектов, таких как галактики и туманности.

Современная эпоха

Астрономы-любители могут создавать собственное оборудование и проводить звездные вечеринки и встречи, такие как Stellafane.

В 20 веке в астрономии произошли важные изменения.

В 1931 году Карл Янский обнаружил радиоизлучение за пределами Земли при попытке изолировать источник шума в радиосвязи, что ознаменовало рождение радиоастрономии и первые попытки использования другой части электромагнитного спектра для наблюдения за небом. Те части электромагнитного спектра, которые не блокировала атмосфера, теперь были открыты для астрономии, что позволило сделать больше открытий.

Открытие этого нового окна во Вселенную привело к открытию совершенно новых вещей, например, пульсаров, которые посылали в космос регулярные импульсы радиоволн. Сначала считалось, что волны имеют инопланетное происхождение, потому что импульсы были настолько регулярными, что предполагалось наличие искусственного источника.

В период после Второй мировой войны появилось больше обсерваторий, в которых большие и точные телескопы строились и эксплуатировались в хороших местах для наблюдений, как правило, правительствами. Например, Бернард Ловелл начал заниматься радиоастрономией в Джодрелл Бэнк, используя оставшееся военное радиолокационное оборудование.К 1957 году на этом месте был самый большой управляемый радиотелескоп в мире. Точно так же в конце 1960-х годов началось строительство специализированных обсерваторий в Мауна-Кеа на Гавайях, хорошем месте для телескопов видимого и инфракрасного диапазона благодаря большой высоте над уровнем моря и чистому небу. Мауна-Кеа в конечном итоге станет местом размещения очень больших и очень точных телескопов, таких как обсерватория Кека с ее 10-метровым зеркалом.

Следующая великая революция в астрономии произошла благодаря рождению ракетной техники.Это позволило размещать телескопы в космосе на спутниках.

Спутниковые телескопы открыли Вселенную человеческим глазам. Турбулентность в атмосфере Земли размывает изображения, сделанные наземными телескопами, эффект, известный как зрение. Именно этот эффект заставляет звезды «мерцать» на небе. В результате снимки, сделанные спутниковыми телескопами в видимом свете (например, космическим телескопом Хаббла), получаются намного четче, чем наземные телескопы, несмотря на то, что наземные телескопы очень большие.

Космические телескопы впервые в истории открыли доступ ко всему электромагнитному спектру, включая лучи, которые были заблокированы атмосферой. Рентгеновские лучи, гамма-лучи, ультрафиолетовый свет и части инфракрасного спектра были открыты для астрономии, когда были запущены наблюдательные телескопы. Как и в других частях спектра, были сделаны новые открытия.

С 1970-х годов были запущены спутники, которые были заменены более точными и лучшими спутниками, в результате чего небо было нанесено на карту почти во всех частях электромагнитного спектра.

Открытия

Открытия обычно бывают двух типов: тела и явления. Тела — это вещи во Вселенной, будь то планета, подобная нашей Земле, или галактика, подобная нашему Млечному Пути. Явления – это события и явления во Вселенной.

Тела

Для удобства этот раздел разделен по местам нахождения этих астрономических тел: те, что находятся вокруг звезд, являются солнечными телами, те, что находятся внутри галактик, являются галактическими телами, а все остальное, что крупнее, являются космическими телами.

Солнечная
Галактика

Рассеянные объекты:

Компактные звезды:

Космический

Явления

Всплеск событий — это внезапное изменение небес, которое быстро исчезает. Их называют всплесками, потому что они обычно связаны с большими взрывами, производящими «всплеск» энергии. В том числе:

Периодические события — это те, которые происходят регулярно повторяющимся образом. Название «периодический» происходит от периода, который представляет собой продолжительность времени, необходимого волне для завершения одного цикла. К периодическим явлениям относятся:

Шумовые явления имеют тенденцию относиться к вещам, которые произошли давным-давно. Сигнал от этих событий распространяется по Вселенной до тех пор, пока кажется, что он исходит отовсюду и мало меняется по интенсивности. Таким образом, он напоминает «шум», фоновый сигнал, который пронизывает каждый инструмент, используемый в астрономии. Наиболее распространенным примером шума являются статические помехи, наблюдаемые в аналоговых телевизорах. Главный астрономический пример: Космическое фоновое излучение.

Методы

Солнечная обсерватория Ломницкий Штит (Словакия) построена в 1962 году.Телескоп Субару (слева) и обсерватория Кека (в центре) на Мауна-Кеа — примеры обсерваторий, работающих в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах. Инфракрасный телескоп НАСА (справа) является примером телескопа, работающего только в ближнем инфракрасном диапазоне.

Инструменты

  • Телескопы являются основным инструментом наблюдения. Они берут весь свет на большой площади и помещают в маленькую. Это все равно, что сделать глаза очень большими и сильными. Астрономы используют телескопы, чтобы смотреть на далекие и тусклые объекты.Телескопы заставляют объекты казаться больше, ближе, ярче.
  • Спектрометры изучают различные длины волн света. Это показывает, из чего что-то сделано.
  • Многие телескопы находятся в спутниках. Это космические обсерватории.

Техника

Есть способ, которым астрономы могут получить более качественные изображения неба. Свет от удаленного источника достигает датчика и измеряется, как правило, человеческим глазом или камерой. Для очень тусклых источников может быть недостаточно световых частиц, исходящих от источника, чтобы его можно было увидеть.Один из методов, который астрономы используют для того, чтобы сделать его видимым, — это использование интеграции (что похоже на более длительные выдержки в фотографии).

Интеграция

Астрономические источники мало перемещаются: только вращение и движение Земли заставляют их перемещаться по небу. По мере того, как световые частицы достигают камеры с течением времени, они попадают в одно и то же место, делая его ярче и более заметным, чем фон, до тех пор, пока его нельзя будет увидеть.

Телескопы в большинстве обсерваторий (и спутниковые инструменты) обычно могут отслеживать источник, когда он движется по небу, заставляя звезду казаться неподвижной для телескопа и позволяя делать более длительные выдержки.Кроме того, изображения можно делать в разные ночи, поэтому экспозиция может составлять часы, дни или даже месяцы. В эпоху цифровых технологий оцифрованные изображения неба могут быть объединены компьютером, который накладывает изображения после корректировки движения.

Синтез диафрагмы

С помощью радиотелескопов меньшие телескопы могут быть объединены вместе, чтобы создать большой, который работает как один, если расстояние между двумя меньшими телескопами больше.

Адаптивная оптика

Адаптивная оптика означает изменение формы зеркала или линзы при взгляде на что-либо, чтобы лучше видеть это.

Поля по телу

Солнечная астрономия

Солнечная астрономия изучает Солнце. Солнце — ближайшая к Земле звезда, находящаяся на расстоянии около 92 миллионов (92 000 000) миль. Это легче всего наблюдать в деталях. Наблюдение за Солнцем может помочь нам понять, как работают и формируются другие звезды. Изменения на Солнце могут повлиять на погоду и климат на Земле. Поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром, постоянно испускается Солнцем. Солнечный ветер, ударяясь о магнитное поле Земли, вызывает северное сияние.Изучение Солнца помогло людям понять, как работает ядерный синтез.

Планетарная астрономия

Планетарная астрономия — это изучение планет, лун, карликовых планет, комет и астероидов, а также других малых объектов, вращающихся вокруг звезд. Планеты нашей собственной Солнечной системы были тщательно изучены многими космическими аппаратами посещения, такими как «Кассини-Гюйгенс» (Сатурн) и «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Галактическая астрономия

Галактическая астрономия — это изучение далеких галактик. Изучение далеких галактик — лучший способ узнать о нашей собственной галактике, поскольку газы и звезды в нашей собственной галактике затрудняют наблюдение. Галактические астрономы пытаются понять структуру галактик и то, как они формируются, используя различные типы телескопов и компьютерное моделирование.

Поля электромагнитного спектра

Радиоастрономия
Магнитогидродинамика (МГД)

Гидродинамика используется в астрономии для математического моделирования поведения газов.Сильные магнитные поля, обнаруженные вокруг многих тел, могут радикально изменить поведение этих газов, влияя на процессы от звездообразования до потоков газов вокруг компактных звезд. Это делает МГД важным и полезным инструментом в астрономии.

Прочие поля

Гравитационно-волновая астрономия

Гравитационно-волновая астрономия — это изучение Вселенной в спектре гравитационных волн. До сих пор вся астрономия, которая была сделана, использовала электромагнитный спектр. Гравитационные волны — это рябь в пространстве-времени, испускаемая очень плотными объектами, меняющими форму, включая белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.Поскольку никому не удавалось обнаружить гравитационные волны напрямую, влияние гравитационно-волновой астрономии было очень ограниченным.

Связанные страницы

Звездное скопление Писмис 24 с туманностью

Картинки для детей

  • Астрономическая обсерватория Кито XIX века расположена в 12 минутах к югу от экватора в Кито, Эквадор.

  • Карта звездного неба XVII века, составленная голландским картографом Фредериком де Витом.

  • Греческие экваториальные солнечные часы, Александрия на Оксе, современный Афганистан, 3–2 века до н. э.

  • Астрономическая карта из ранней научной рукописи. около 1000

  • Рентгеновский джет, образовавшийся из сверхмассивной черной дыры, обнаруженной рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра», видимой благодаря свету ранней Вселенной.

  • На этом изображении показаны несколько синих петлеобразных объектов, которые представляют собой несколько изображений одной и той же галактики, дублированных эффектом гравитационной линзы скопления желтых галактик в середине фотографии.Линза создается гравитационным полем скопления, которое преломляет свет, увеличивая и искажая изображение более удаленного объекта.

Астрономические факты для детей

Карта неба 18 века

Астрономия — это естественная наука. Это изучение всего, что находится за пределами атмосферы Земли.

Изучает небесные объекты (такие как звезды, галактики, планеты, луны, астероиды, кометы и туманности) и процессы (такие как взрывы сверхновых, гамма-всплески и космическое микроволновое фоновое излучение).Это включает в себя физику, химию этих объектов и процессов.

Родственный предмет, физическая космология, связан с изучением Вселенной в целом и того, как Вселенная менялась с течением времени.

Слово астрономия происходит от греческих слов astron , что означает звезда, и nomos , что означает закон. Человека, изучающего астрономию, называют астрономом .

Астрономия – одна из древнейших наук. Древние люди использовали положение звезд, чтобы ориентироваться и находить лучшее время для посадки сельскохозяйственных культур.Астрономия очень похожа на астрофизику. С 20-го века существовало два основных типа астрономии: наблюдательная и теоретическая астрономия. Наблюдательная астрономия использует телескопы и камеры, чтобы наблюдать за или наблюдать за звездами, галактиками и другими астрономическими объектами. Теоретическая астрономия использует математику и компьютерные модели, чтобы предсказать, что должно произойти. Оба часто работают вместе, теоретическое предсказывает, что должно произойти, а наблюдательное показывает, сработает ли предсказание.

Астрономия — это не то же самое, что астрология , вера в то, что узоры звезд и планет могут влиять на жизнь человека.

История астрономии

Основная статья: История астрономии

Древний

Ранние астрономы смотрели на звезды только глазами. Они использовали карты созвездий и звезд по религиозным соображениям, а также для определения времени года. Ранние цивилизации, такие как народ майя и древние египтяне, строили простые обсерватории и рисовали карты положения звезд.Они также начали задумываться о месте Земли во Вселенной. Долгое время люди думали, что Земля является центром вселенной, а планеты, звезды и солнце вращаются вокруг нее. Это известно как геоцентрическая модель Вселенной.

Древние греки пытались объяснить движение солнца и звезд с помощью измерений. Математик по имени Эратосфен был первым, кто измерил размеры Земли и доказал, что Земля представляет собой шар. Теория другого математика по имени Аристарх заключалась в том, что Солнце находится в центре, а Земля движется вокруг него.Это известно как модель Heliocentric . Только небольшая группа людей думала, что это правильно. Остальные продолжали верить в геоцентрическую модель .

Большинство названий созвездий и звезд, которые у нас есть, происходят от греков того времени.

Арабские астрономы добились многих успехов в средние века, включая улучшенные карты звездного неба и способы оценки размера Земли.

От эпохи Возрождения до современности

Рисунки Луны Галилея.Его рисунки были более подробными, чем у кого-либо до него, потому что он использовал телескоп, чтобы смотреть на Луну.

В эпоху Возрождения священник по имени Николай Коперник, глядя на движение планет, подумал, что Земля не является центром всего. Основываясь на предыдущих работах, он сказал, что Земля была планетой и все планеты вращались вокруг Солнца. Этот гелиоцентризм был старой идеей. Физик по имени Галилео Галилей построил свои собственные телескопы и впервые использовал их для более пристального изучения звезд и планет.Он был согласен с Коперником. Их идеи были также усовершенствованы Иоганном Кеплером и Исааком Ньютоном, которые изобрели теорию гравитации. В это время католическая церковь решила, что Галилей ошибался. Остаток жизни ему пришлось провести под домашним арестом.

После Галилея люди сделали более совершенные телескопы и использовали их для наблюдения за более далекими объектами, такими как планеты Уран и Нептун. Они также увидели, что звезды были похожи на наше Солнце, но различались по цвету и размеру. Они также видели тысячи других далеких объектов, таких как галактики и туманности.

Современная эпоха

Астрономы-любители могут создавать собственное оборудование и проводить звездные вечеринки и встречи, такие как Stellafane.

В 20 веке в астрономии произошли важные изменения.

В 1931 году Карл Янский обнаружил радиоизлучение за пределами Земли при попытке изолировать источник шума в радиосвязи, что ознаменовало рождение радиоастрономии и первые попытки использования другой части электромагнитного спектра для наблюдения за небом. Те части электромагнитного спектра, которые не блокировала атмосфера, теперь были открыты для астрономии, что позволило сделать больше открытий.

Открытие этого нового окна во Вселенную привело к открытию совершенно новых вещей, например, пульсаров, которые посылали в космос регулярные импульсы радиоволн. Сначала считалось, что волны имеют инопланетное происхождение, потому что импульсы были настолько регулярными, что предполагалось наличие искусственного источника.

В период после Второй мировой войны появилось больше обсерваторий, в которых большие и точные телескопы строились и эксплуатировались в хороших местах для наблюдений, как правило, правительствами. Например, Бернард Ловелл начал заниматься радиоастрономией в Джодрелл Бэнк, используя оставшееся военное радиолокационное оборудование.К 1957 году на этом месте был самый большой управляемый радиотелескоп в мире. Точно так же в конце 1960-х годов началось строительство специализированных обсерваторий в Мауна-Кеа на Гавайях, хорошем месте для телескопов видимого и инфракрасного диапазона благодаря большой высоте над уровнем моря и чистому небу. Мауна-Кеа в конечном итоге станет местом размещения очень больших и очень точных телескопов, таких как обсерватория Кека с ее 10-метровым зеркалом.

Следующая великая революция в астрономии произошла благодаря рождению ракетной техники.Это позволило размещать телескопы в космосе на спутниках.

Спутниковые телескопы открыли Вселенную человеческим глазам. Турбулентность в атмосфере Земли размывает изображения, сделанные наземными телескопами, эффект, известный как зрение. Именно этот эффект заставляет звезды «мерцать» на небе. В результате снимки, сделанные спутниковыми телескопами в видимом свете (например, космическим телескопом Хаббла), получаются намного четче, чем наземные телескопы, несмотря на то, что наземные телескопы очень большие.

Космические телескопы впервые в истории открыли доступ ко всему электромагнитному спектру, включая лучи, которые были заблокированы атмосферой. Рентгеновские лучи, гамма-лучи, ультрафиолетовый свет и части инфракрасного спектра были открыты для астрономии, когда были запущены наблюдательные телескопы. Как и в других частях спектра, были сделаны новые открытия.

С 1970-х годов были запущены спутники, которые были заменены более точными и лучшими спутниками, в результате чего небо было нанесено на карту почти во всех частях электромагнитного спектра.

Открытия

Открытия обычно бывают двух типов: тела и явления. Тела — это вещи во Вселенной, будь то планета, подобная нашей Земле, или галактика, подобная нашему Млечному Пути. Явления – это события и явления во Вселенной.

Тела

Для удобства этот раздел разделен по местам нахождения этих астрономических тел: те, что находятся вокруг звезд, являются солнечными телами, те, что находятся внутри галактик, являются галактическими телами, а все остальное, что крупнее, являются космическими телами.

Солнечная
Галактика

Рассеянные объекты:

Компактные звезды:

Космический

Явления

Всплеск событий — это внезапное изменение небес, которое быстро исчезает. Их называют всплесками, потому что они обычно связаны с большими взрывами, производящими «всплеск» энергии. В том числе:

Периодические события — это те, которые происходят регулярно повторяющимся образом. Название «периодический» происходит от периода, который представляет собой продолжительность времени, необходимого волне для завершения одного цикла. К периодическим явлениям относятся:

Шумовые явления имеют тенденцию относиться к вещам, которые произошли давным-давно. Сигнал от этих событий распространяется по Вселенной до тех пор, пока кажется, что он исходит отовсюду и мало меняется по интенсивности. Таким образом, он напоминает «шум», фоновый сигнал, который пронизывает каждый инструмент, используемый в астрономии. Наиболее распространенным примером шума являются статические помехи, наблюдаемые в аналоговых телевизорах. Главный астрономический пример: Космическое фоновое излучение.

Методы

Солнечная обсерватория Ломницкий Штит (Словакия) построена в 1962 году.Телескоп Субару (слева) и обсерватория Кека (в центре) на Мауна-Кеа — примеры обсерваторий, работающих в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах. Инфракрасный телескоп НАСА (справа) является примером телескопа, работающего только в ближнем инфракрасном диапазоне.

Инструменты

  • Телескопы являются основным инструментом наблюдения. Они берут весь свет на большой площади и помещают в маленькую. Это все равно, что сделать глаза очень большими и сильными. Астрономы используют телескопы, чтобы смотреть на далекие и тусклые объекты.Телескопы заставляют объекты казаться больше, ближе, ярче.
  • Спектрометры изучают различные длины волн света. Это показывает, из чего что-то сделано.
  • Многие телескопы находятся в спутниках. Это космические обсерватории.

Техника

Есть способ, которым астрономы могут получить более качественные изображения неба. Свет от удаленного источника достигает датчика и измеряется, как правило, человеческим глазом или камерой. Для очень тусклых источников может быть недостаточно световых частиц, исходящих от источника, чтобы его можно было увидеть.Один из методов, который астрономы используют для того, чтобы сделать его видимым, — это использование интеграции (что похоже на более длительные выдержки в фотографии).

Интеграция

Астрономические источники мало перемещаются: только вращение и движение Земли заставляют их перемещаться по небу. По мере того, как световые частицы достигают камеры с течением времени, они попадают в одно и то же место, делая его ярче и более заметным, чем фон, до тех пор, пока его нельзя будет увидеть.

Телескопы в большинстве обсерваторий (и спутниковые инструменты) обычно могут отслеживать источник, когда он движется по небу, заставляя звезду казаться неподвижной для телескопа и позволяя делать более длительные выдержки.Кроме того, изображения можно делать в разные ночи, поэтому экспозиция может составлять часы, дни или даже месяцы. В эпоху цифровых технологий оцифрованные изображения неба могут быть объединены компьютером, который накладывает изображения после корректировки движения.

Синтез диафрагмы

С помощью радиотелескопов меньшие телескопы могут быть объединены вместе, чтобы создать большой, который работает как один, если расстояние между двумя меньшими телескопами больше.

Адаптивная оптика

Адаптивная оптика означает изменение формы зеркала или линзы при взгляде на что-либо, чтобы лучше видеть это.

Поля по телу

Солнечная астрономия

Солнечная астрономия изучает Солнце. Солнце — ближайшая к Земле звезда, находящаяся на расстоянии около 92 миллионов (92 000 000) миль. Это легче всего наблюдать в деталях. Наблюдение за Солнцем может помочь нам понять, как работают и формируются другие звезды. Изменения на Солнце могут повлиять на погоду и климат на Земле. Поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром, постоянно испускается Солнцем. Солнечный ветер, ударяясь о магнитное поле Земли, вызывает северное сияние.Изучение Солнца помогло людям понять, как работает ядерный синтез.

Планетарная астрономия

Планетарная астрономия — это изучение планет, лун, карликовых планет, комет и астероидов, а также других малых объектов, вращающихся вокруг звезд. Планеты нашей собственной Солнечной системы были тщательно изучены многими космическими аппаратами посещения, такими как «Кассини-Гюйгенс» (Сатурн) и «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Галактическая астрономия

Галактическая астрономия — это изучение далеких галактик. Изучение далеких галактик — лучший способ узнать о нашей собственной галактике, поскольку газы и звезды в нашей собственной галактике затрудняют наблюдение. Галактические астрономы пытаются понять структуру галактик и то, как они формируются, используя различные типы телескопов и компьютерное моделирование.

Поля электромагнитного спектра

Радиоастрономия
Магнитогидродинамика (МГД)

Гидродинамика используется в астрономии для математического моделирования поведения газов.Сильные магнитные поля, обнаруженные вокруг многих тел, могут радикально изменить поведение этих газов, влияя на процессы от звездообразования до потоков газов вокруг компактных звезд. Это делает МГД важным и полезным инструментом в астрономии.

Прочие поля

Гравитационно-волновая астрономия

Гравитационно-волновая астрономия — это изучение Вселенной в спектре гравитационных волн. До сих пор вся астрономия, которая была сделана, использовала электромагнитный спектр. Гравитационные волны — это рябь в пространстве-времени, испускаемая очень плотными объектами, меняющими форму, включая белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.Поскольку никому не удавалось обнаружить гравитационные волны напрямую, влияние гравитационно-волновой астрономии было очень ограниченным.

Связанные страницы

Звездное скопление Писмис 24 с туманностью

Картинки для детей

  • Астрономическая обсерватория Кито XIX века расположена в 12 минутах к югу от экватора в Кито, Эквадор.

  • Карта звездного неба XVII века, составленная голландским картографом Фредериком де Витом.

  • Греческие экваториальные солнечные часы, Александрия на Оксе, современный Афганистан, 3–2 века до н. э.

  • Астрономическая карта из ранней научной рукописи. около 1000

  • Рентгеновский джет, образовавшийся из сверхмассивной черной дыры, обнаруженной рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра», видимой благодаря свету ранней Вселенной.

  • На этом изображении показаны несколько синих петлеобразных объектов, которые представляют собой несколько изображений одной и той же галактики, дублированных эффектом гравитационной линзы скопления желтых галактик в середине фотографии.Линза создается гравитационным полем скопления, которое преломляет свет, увеличивая и искажая изображение более удаленного объекта.

Астрономические факты для детей

Карта неба 18 века

Астрономия — это естественная наука. Это изучение всего, что находится за пределами атмосферы Земли.

Изучает небесные объекты (такие как звезды, галактики, планеты, луны, астероиды, кометы и туманности) и процессы (такие как взрывы сверхновых, гамма-всплески и космическое микроволновое фоновое излучение).Это включает в себя физику, химию этих объектов и процессов.

Родственный предмет, физическая космология, связан с изучением Вселенной в целом и того, как Вселенная менялась с течением времени.

Слово астрономия происходит от греческих слов astron , что означает звезда, и nomos , что означает закон. Человека, изучающего астрономию, называют астрономом .

Астрономия – одна из древнейших наук. Древние люди использовали положение звезд, чтобы ориентироваться и находить лучшее время для посадки сельскохозяйственных культур.Астрономия очень похожа на астрофизику. С 20-го века существовало два основных типа астрономии: наблюдательная и теоретическая астрономия. Наблюдательная астрономия использует телескопы и камеры, чтобы наблюдать за или наблюдать за звездами, галактиками и другими астрономическими объектами. Теоретическая астрономия использует математику и компьютерные модели, чтобы предсказать, что должно произойти. Оба часто работают вместе, теоретическое предсказывает, что должно произойти, а наблюдательное показывает, сработает ли предсказание.

Астрономия — это не то же самое, что астрология , вера в то, что узоры звезд и планет могут влиять на жизнь человека.

История астрономии

Основная статья: История астрономии

Древний

Ранние астрономы смотрели на звезды только глазами. Они использовали карты созвездий и звезд по религиозным соображениям, а также для определения времени года. Ранние цивилизации, такие как народ майя и древние египтяне, строили простые обсерватории и рисовали карты положения звезд.Они также начали задумываться о месте Земли во Вселенной. Долгое время люди думали, что Земля является центром вселенной, а планеты, звезды и солнце вращаются вокруг нее. Это известно как геоцентрическая модель Вселенной.

Древние греки пытались объяснить движение солнца и звезд с помощью измерений. Математик по имени Эратосфен был первым, кто измерил размеры Земли и доказал, что Земля представляет собой шар. Теория другого математика по имени Аристарх заключалась в том, что Солнце находится в центре, а Земля движется вокруг него.Это известно как модель Heliocentric . Только небольшая группа людей думала, что это правильно. Остальные продолжали верить в геоцентрическую модель .

Большинство названий созвездий и звезд, которые у нас есть, происходят от греков того времени.

Арабские астрономы добились многих успехов в средние века, включая улучшенные карты звездного неба и способы оценки размера Земли.

От эпохи Возрождения до современности

Рисунки Луны Галилея.Его рисунки были более подробными, чем у кого-либо до него, потому что он использовал телескоп, чтобы смотреть на Луну.

В эпоху Возрождения священник по имени Николай Коперник, глядя на движение планет, подумал, что Земля не является центром всего. Основываясь на предыдущих работах, он сказал, что Земля была планетой и все планеты вращались вокруг Солнца. Этот гелиоцентризм был старой идеей. Физик по имени Галилео Галилей построил свои собственные телескопы и впервые использовал их для более пристального изучения звезд и планет.Он был согласен с Коперником. Их идеи были также усовершенствованы Иоганном Кеплером и Исааком Ньютоном, которые изобрели теорию гравитации. В это время католическая церковь решила, что Галилей ошибался. Остаток жизни ему пришлось провести под домашним арестом.

После Галилея люди сделали более совершенные телескопы и использовали их для наблюдения за более далекими объектами, такими как планеты Уран и Нептун. Они также увидели, что звезды были похожи на наше Солнце, но различались по цвету и размеру. Они также видели тысячи других далеких объектов, таких как галактики и туманности.

Современная эпоха

Астрономы-любители могут создавать собственное оборудование и проводить звездные вечеринки и встречи, такие как Stellafane.

В 20 веке в астрономии произошли важные изменения.

В 1931 году Карл Янский обнаружил радиоизлучение за пределами Земли при попытке изолировать источник шума в радиосвязи, что ознаменовало рождение радиоастрономии и первые попытки использования другой части электромагнитного спектра для наблюдения за небом. Те части электромагнитного спектра, которые не блокировала атмосфера, теперь были открыты для астрономии, что позволило сделать больше открытий.

Открытие этого нового окна во Вселенную привело к открытию совершенно новых вещей, например, пульсаров, которые посылали в космос регулярные импульсы радиоволн. Сначала считалось, что волны имеют инопланетное происхождение, потому что импульсы были настолько регулярными, что предполагалось наличие искусственного источника.

В период после Второй мировой войны появилось больше обсерваторий, в которых большие и точные телескопы строились и эксплуатировались в хороших местах для наблюдений, как правило, правительствами. Например, Бернард Ловелл начал заниматься радиоастрономией в Джодрелл Бэнк, используя оставшееся военное радиолокационное оборудование.К 1957 году на этом месте был самый большой управляемый радиотелескоп в мире. Точно так же в конце 1960-х годов началось строительство специализированных обсерваторий в Мауна-Кеа на Гавайях, хорошем месте для телескопов видимого и инфракрасного диапазона благодаря большой высоте над уровнем моря и чистому небу. Мауна-Кеа в конечном итоге станет местом размещения очень больших и очень точных телескопов, таких как обсерватория Кека с ее 10-метровым зеркалом.

Следующая великая революция в астрономии произошла благодаря рождению ракетной техники.Это позволило размещать телескопы в космосе на спутниках.

Спутниковые телескопы открыли Вселенную человеческим глазам. Турбулентность в атмосфере Земли размывает изображения, сделанные наземными телескопами, эффект, известный как зрение. Именно этот эффект заставляет звезды «мерцать» на небе. В результате снимки, сделанные спутниковыми телескопами в видимом свете (например, космическим телескопом Хаббла), получаются намного четче, чем наземные телескопы, несмотря на то, что наземные телескопы очень большие.

Космические телескопы впервые в истории открыли доступ ко всему электромагнитному спектру, включая лучи, которые были заблокированы атмосферой. Рентгеновские лучи, гамма-лучи, ультрафиолетовый свет и части инфракрасного спектра были открыты для астрономии, когда были запущены наблюдательные телескопы. Как и в других частях спектра, были сделаны новые открытия.

С 1970-х годов были запущены спутники, которые были заменены более точными и лучшими спутниками, в результате чего небо было нанесено на карту почти во всех частях электромагнитного спектра.

Открытия

Открытия обычно бывают двух типов: тела и явления. Тела — это вещи во Вселенной, будь то планета, подобная нашей Земле, или галактика, подобная нашему Млечному Пути. Явления – это события и явления во Вселенной.

Тела

Для удобства этот раздел разделен по местам нахождения этих астрономических тел: те, что находятся вокруг звезд, являются солнечными телами, те, что находятся внутри галактик, являются галактическими телами, а все остальное, что крупнее, являются космическими телами.

Солнечная
Галактика

Рассеянные объекты:

Компактные звезды:

Космический

Явления

Всплеск событий — это внезапное изменение небес, которое быстро исчезает. Их называют всплесками, потому что они обычно связаны с большими взрывами, производящими «всплеск» энергии. В том числе:

Периодические события — это те, которые происходят регулярно повторяющимся образом. Название «периодический» происходит от периода, который представляет собой продолжительность времени, необходимого волне для завершения одного цикла. К периодическим явлениям относятся:

Шумовые явления имеют тенденцию относиться к вещам, которые произошли давным-давно. Сигнал от этих событий распространяется по Вселенной до тех пор, пока кажется, что он исходит отовсюду и мало меняется по интенсивности. Таким образом, он напоминает «шум», фоновый сигнал, который пронизывает каждый инструмент, используемый в астрономии. Наиболее распространенным примером шума являются статические помехи, наблюдаемые в аналоговых телевизорах. Главный астрономический пример: Космическое фоновое излучение.

Методы

Солнечная обсерватория Ломницкий Штит (Словакия) построена в 1962 году.Телескоп Субару (слева) и обсерватория Кека (в центре) на Мауна-Кеа — примеры обсерваторий, работающих в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах. Инфракрасный телескоп НАСА (справа) является примером телескопа, работающего только в ближнем инфракрасном диапазоне.

Инструменты

  • Телескопы являются основным инструментом наблюдения. Они берут весь свет на большой площади и помещают в маленькую. Это все равно, что сделать глаза очень большими и сильными. Астрономы используют телескопы, чтобы смотреть на далекие и тусклые объекты.Телескопы заставляют объекты казаться больше, ближе, ярче.
  • Спектрометры изучают различные длины волн света. Это показывает, из чего что-то сделано.
  • Многие телескопы находятся в спутниках. Это космические обсерватории.

Техника

Есть способ, которым астрономы могут получить более качественные изображения неба. Свет от удаленного источника достигает датчика и измеряется, как правило, человеческим глазом или камерой. Для очень тусклых источников может быть недостаточно световых частиц, исходящих от источника, чтобы его можно было увидеть.Один из методов, который астрономы используют для того, чтобы сделать его видимым, — это использование интеграции (что похоже на более длительные выдержки в фотографии).

Интеграция

Астрономические источники мало перемещаются: только вращение и движение Земли заставляют их перемещаться по небу. По мере того, как световые частицы достигают камеры с течением времени, они попадают в одно и то же место, делая его ярче и более заметным, чем фон, до тех пор, пока его нельзя будет увидеть.

Телескопы в большинстве обсерваторий (и спутниковые инструменты) обычно могут отслеживать источник, когда он движется по небу, заставляя звезду казаться неподвижной для телескопа и позволяя делать более длительные выдержки.Кроме того, изображения можно делать в разные ночи, поэтому экспозиция может составлять часы, дни или даже месяцы. В эпоху цифровых технологий оцифрованные изображения неба могут быть объединены компьютером, который накладывает изображения после корректировки движения.

Синтез диафрагмы

С помощью радиотелескопов меньшие телескопы могут быть объединены вместе, чтобы создать большой, который работает как один, если расстояние между двумя меньшими телескопами больше.

Адаптивная оптика

Адаптивная оптика означает изменение формы зеркала или линзы при взгляде на что-либо, чтобы лучше видеть это.

Поля по телу

Солнечная астрономия

Солнечная астрономия изучает Солнце. Солнце — ближайшая к Земле звезда, находящаяся на расстоянии около 92 миллионов (92 000 000) миль. Это легче всего наблюдать в деталях. Наблюдение за Солнцем может помочь нам понять, как работают и формируются другие звезды. Изменения на Солнце могут повлиять на погоду и климат на Земле. Поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром, постоянно испускается Солнцем. Солнечный ветер, ударяясь о магнитное поле Земли, вызывает северное сияние.Изучение Солнца помогло людям понять, как работает ядерный синтез.

Планетарная астрономия

Планетарная астрономия — это изучение планет, лун, карликовых планет, комет и астероидов, а также других малых объектов, вращающихся вокруг звезд. Планеты нашей собственной Солнечной системы были тщательно изучены многими космическими аппаратами посещения, такими как «Кассини-Гюйгенс» (Сатурн) и «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Галактическая астрономия

Галактическая астрономия — это изучение далеких галактик. Изучение далеких галактик — лучший способ узнать о нашей собственной галактике, поскольку газы и звезды в нашей собственной галактике затрудняют наблюдение. Галактические астрономы пытаются понять структуру галактик и то, как они формируются, используя различные типы телескопов и компьютерное моделирование.

Поля электромагнитного спектра

Радиоастрономия
Магнитогидродинамика (МГД)

Гидродинамика используется в астрономии для математического моделирования поведения газов.Сильные магнитные поля, обнаруженные вокруг многих тел, могут радикально изменить поведение этих газов, влияя на процессы от звездообразования до потоков газов вокруг компактных звезд. Это делает МГД важным и полезным инструментом в астрономии.

Прочие поля

Гравитационно-волновая астрономия

Гравитационно-волновая астрономия — это изучение Вселенной в спектре гравитационных волн. До сих пор вся астрономия, которая была сделана, использовала электромагнитный спектр. Гравитационные волны — это рябь в пространстве-времени, испускаемая очень плотными объектами, меняющими форму, включая белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.Поскольку никому не удавалось обнаружить гравитационные волны напрямую, влияние гравитационно-волновой астрономии было очень ограниченным.

Связанные страницы

Звездное скопление Писмис 24 с туманностью

Картинки для детей

  • Астрономическая обсерватория Кито XIX века расположена в 12 минутах к югу от экватора в Кито, Эквадор.

  • Карта звездного неба XVII века, составленная голландским картографом Фредериком де Витом.

  • Греческие экваториальные солнечные часы, Александрия на Оксе, современный Афганистан, 3–2 века до н. э.

  • Астрономическая карта из ранней научной рукописи. около 1000

  • Рентгеновский джет, образовавшийся из сверхмассивной черной дыры, обнаруженной рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра», видимой благодаря свету ранней Вселенной.

  • На этом изображении показаны несколько синих петлеобразных объектов, которые представляют собой несколько изображений одной и той же галактики, дублированных эффектом гравитационной линзы скопления желтых галактик в середине фотографии.Линза создается гравитационным полем скопления, которое преломляет свет, увеличивая и искажая изображение более удаленного объекта.

Астрономические факты для детей

Карта неба 18 века

Астрономия — это естественная наука. Это изучение всего, что находится за пределами атмосферы Земли.

Изучает небесные объекты (такие как звезды, галактики, планеты, луны, астероиды, кометы и туманности) и процессы (такие как взрывы сверхновых, гамма-всплески и космическое микроволновое фоновое излучение).Это включает в себя физику, химию этих объектов и процессов.

Родственный предмет, физическая космология, связан с изучением Вселенной в целом и того, как Вселенная менялась с течением времени.

Слово астрономия происходит от греческих слов astron , что означает звезда, и nomos , что означает закон. Человека, изучающего астрономию, называют астрономом .

Астрономия – одна из древнейших наук. Древние люди использовали положение звезд, чтобы ориентироваться и находить лучшее время для посадки сельскохозяйственных культур.Астрономия очень похожа на астрофизику. С 20-го века существовало два основных типа астрономии: наблюдательная и теоретическая астрономия. Наблюдательная астрономия использует телескопы и камеры, чтобы наблюдать за или наблюдать за звездами, галактиками и другими астрономическими объектами. Теоретическая астрономия использует математику и компьютерные модели, чтобы предсказать, что должно произойти. Оба часто работают вместе, теоретическое предсказывает, что должно произойти, а наблюдательное показывает, сработает ли предсказание.

Астрономия — это не то же самое, что астрология , вера в то, что узоры звезд и планет могут влиять на жизнь человека.

История астрономии

Основная статья: История астрономии

Древний

Ранние астрономы смотрели на звезды только глазами. Они использовали карты созвездий и звезд по религиозным соображениям, а также для определения времени года. Ранние цивилизации, такие как народ майя и древние египтяне, строили простые обсерватории и рисовали карты положения звезд.Они также начали задумываться о месте Земли во Вселенной. Долгое время люди думали, что Земля является центром вселенной, а планеты, звезды и солнце вращаются вокруг нее. Это известно как геоцентрическая модель Вселенной.

Древние греки пытались объяснить движение солнца и звезд с помощью измерений. Математик по имени Эратосфен был первым, кто измерил размеры Земли и доказал, что Земля представляет собой шар. Теория другого математика по имени Аристарх заключалась в том, что Солнце находится в центре, а Земля движется вокруг него.Это известно как модель Heliocentric . Только небольшая группа людей думала, что это правильно. Остальные продолжали верить в геоцентрическую модель .

Большинство названий созвездий и звезд, которые у нас есть, происходят от греков того времени.

Арабские астрономы добились многих успехов в средние века, включая улучшенные карты звездного неба и способы оценки размера Земли.

От эпохи Возрождения до современности

Рисунки Луны Галилея.Его рисунки были более подробными, чем у кого-либо до него, потому что он использовал телескоп, чтобы смотреть на Луну.

В эпоху Возрождения священник по имени Николай Коперник, глядя на движение планет, подумал, что Земля не является центром всего. Основываясь на предыдущих работах, он сказал, что Земля была планетой и все планеты вращались вокруг Солнца. Этот гелиоцентризм был старой идеей. Физик по имени Галилео Галилей построил свои собственные телескопы и впервые использовал их для более пристального изучения звезд и планет.Он был согласен с Коперником. Их идеи были также усовершенствованы Иоганном Кеплером и Исааком Ньютоном, которые изобрели теорию гравитации. В это время католическая церковь решила, что Галилей ошибался. Остаток жизни ему пришлось провести под домашним арестом.

После Галилея люди сделали более совершенные телескопы и использовали их для наблюдения за более далекими объектами, такими как планеты Уран и Нептун. Они также увидели, что звезды были похожи на наше Солнце, но различались по цвету и размеру. Они также видели тысячи других далеких объектов, таких как галактики и туманности.

Современная эпоха

Астрономы-любители могут создавать собственное оборудование и проводить звездные вечеринки и встречи, такие как Stellafane.

В 20 веке в астрономии произошли важные изменения.

В 1931 году Карл Янский обнаружил радиоизлучение за пределами Земли при попытке изолировать источник шума в радиосвязи, что ознаменовало рождение радиоастрономии и первые попытки использования другой части электромагнитного спектра для наблюдения за небом. Те части электромагнитного спектра, которые не блокировала атмосфера, теперь были открыты для астрономии, что позволило сделать больше открытий.

Открытие этого нового окна во Вселенную привело к открытию совершенно новых вещей, например, пульсаров, которые посылали в космос регулярные импульсы радиоволн. Сначала считалось, что волны имеют инопланетное происхождение, потому что импульсы были настолько регулярными, что предполагалось наличие искусственного источника.

В период после Второй мировой войны появилось больше обсерваторий, в которых большие и точные телескопы строились и эксплуатировались в хороших местах для наблюдений, как правило, правительствами. Например, Бернард Ловелл начал заниматься радиоастрономией в Джодрелл Бэнк, используя оставшееся военное радиолокационное оборудование.К 1957 году на этом месте был самый большой управляемый радиотелескоп в мире. Точно так же в конце 1960-х годов началось строительство специализированных обсерваторий в Мауна-Кеа на Гавайях, хорошем месте для телескопов видимого и инфракрасного диапазона благодаря большой высоте над уровнем моря и чистому небу. Мауна-Кеа в конечном итоге станет местом размещения очень больших и очень точных телескопов, таких как обсерватория Кека с ее 10-метровым зеркалом.

Следующая великая революция в астрономии произошла благодаря рождению ракетной техники.Это позволило размещать телескопы в космосе на спутниках.

Спутниковые телескопы открыли Вселенную человеческим глазам. Турбулентность в атмосфере Земли размывает изображения, сделанные наземными телескопами, эффект, известный как зрение. Именно этот эффект заставляет звезды «мерцать» на небе. В результате снимки, сделанные спутниковыми телескопами в видимом свете (например, космическим телескопом Хаббла), получаются намного четче, чем наземные телескопы, несмотря на то, что наземные телескопы очень большие.

Космические телескопы впервые в истории открыли доступ ко всему электромагнитному спектру, включая лучи, которые были заблокированы атмосферой. Рентгеновские лучи, гамма-лучи, ультрафиолетовый свет и части инфракрасного спектра были открыты для астрономии, когда были запущены наблюдательные телескопы. Как и в других частях спектра, были сделаны новые открытия.

С 1970-х годов были запущены спутники, которые были заменены более точными и лучшими спутниками, в результате чего небо было нанесено на карту почти во всех частях электромагнитного спектра.

Открытия

Открытия обычно бывают двух типов: тела и явления. Тела — это вещи во Вселенной, будь то планета, подобная нашей Земле, или галактика, подобная нашему Млечному Пути. Явления – это события и явления во Вселенной.

Тела

Для удобства этот раздел разделен по местам нахождения этих астрономических тел: те, что находятся вокруг звезд, являются солнечными телами, те, что находятся внутри галактик, являются галактическими телами, а все остальное, что крупнее, являются космическими телами.

Солнечная
Галактика

Рассеянные объекты:

Компактные звезды:

Космический

Явления

Всплеск событий — это внезапное изменение небес, которое быстро исчезает. Их называют всплесками, потому что они обычно связаны с большими взрывами, производящими «всплеск» энергии. В том числе:

Периодические события — это те, которые происходят регулярно повторяющимся образом. Название «периодический» происходит от периода, который представляет собой продолжительность времени, необходимого волне для завершения одного цикла. К периодическим явлениям относятся:

Шумовые явления имеют тенденцию относиться к вещам, которые произошли давным-давно. Сигнал от этих событий распространяется по Вселенной до тех пор, пока кажется, что он исходит отовсюду и мало меняется по интенсивности. Таким образом, он напоминает «шум», фоновый сигнал, который пронизывает каждый инструмент, используемый в астрономии. Наиболее распространенным примером шума являются статические помехи, наблюдаемые в аналоговых телевизорах. Главный астрономический пример: Космическое фоновое излучение.

Методы

Солнечная обсерватория Ломницкий Штит (Словакия) построена в 1962 году.Телескоп Субару (слева) и обсерватория Кека (в центре) на Мауна-Кеа — примеры обсерваторий, работающих в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах. Инфракрасный телескоп НАСА (справа) является примером телескопа, работающего только в ближнем инфракрасном диапазоне.

Инструменты

  • Телескопы являются основным инструментом наблюдения. Они берут весь свет на большой площади и помещают в маленькую. Это все равно, что сделать глаза очень большими и сильными. Астрономы используют телескопы, чтобы смотреть на далекие и тусклые объекты.Телескопы заставляют объекты казаться больше, ближе, ярче.
  • Спектрометры изучают различные длины волн света. Это показывает, из чего что-то сделано.
  • Многие телескопы находятся в спутниках. Это космические обсерватории.

Техника

Есть способ, которым астрономы могут получить более качественные изображения неба. Свет от удаленного источника достигает датчика и измеряется, как правило, человеческим глазом или камерой. Для очень тусклых источников может быть недостаточно световых частиц, исходящих от источника, чтобы его можно было увидеть.Один из методов, который астрономы используют для того, чтобы сделать его видимым, — это использование интеграции (что похоже на более длительные выдержки в фотографии).

Интеграция

Астрономические источники мало перемещаются: только вращение и движение Земли заставляют их перемещаться по небу. По мере того, как световые частицы достигают камеры с течением времени, они попадают в одно и то же место, делая его ярче и более заметным, чем фон, до тех пор, пока его нельзя будет увидеть.

Телескопы в большинстве обсерваторий (и спутниковые инструменты) обычно могут отслеживать источник, когда он движется по небу, заставляя звезду казаться неподвижной для телескопа и позволяя делать более длительные выдержки.Кроме того, изображения можно делать в разные ночи, поэтому экспозиция может составлять часы, дни или даже месяцы. В эпоху цифровых технологий оцифрованные изображения неба могут быть объединены компьютером, который накладывает изображения после корректировки движения.

Синтез диафрагмы

С помощью радиотелескопов меньшие телескопы могут быть объединены вместе, чтобы создать большой, который работает как один, если расстояние между двумя меньшими телескопами больше.

Адаптивная оптика

Адаптивная оптика означает изменение формы зеркала или линзы при взгляде на что-либо, чтобы лучше видеть это.

Поля по телу

Солнечная астрономия

Солнечная астрономия изучает Солнце. Солнце — ближайшая к Земле звезда, находящаяся на расстоянии около 92 миллионов (92 000 000) миль. Это легче всего наблюдать в деталях. Наблюдение за Солнцем может помочь нам понять, как работают и формируются другие звезды. Изменения на Солнце могут повлиять на погоду и климат на Земле. Поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром, постоянно испускается Солнцем. Солнечный ветер, ударяясь о магнитное поле Земли, вызывает северное сияние.Изучение Солнца помогло людям понять, как работает ядерный синтез.

Планетарная астрономия

Планетарная астрономия — это изучение планет, лун, карликовых планет, комет и астероидов, а также других малых объектов, вращающихся вокруг звезд. Планеты нашей собственной Солнечной системы были тщательно изучены многими космическими аппаратами посещения, такими как «Кассини-Гюйгенс» (Сатурн) и «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Галактическая астрономия

Галактическая астрономия — это изучение далеких галактик. Изучение далеких галактик — лучший способ узнать о нашей собственной галактике, поскольку газы и звезды в нашей собственной галактике затрудняют наблюдение. Галактические астрономы пытаются понять структуру галактик и то, как они формируются, используя различные типы телескопов и компьютерное моделирование.

Поля электромагнитного спектра

Радиоастрономия
Магнитогидродинамика (МГД)

Гидродинамика используется в астрономии для математического моделирования поведения газов.Сильные магнитные поля, обнаруженные вокруг многих тел, могут радикально изменить поведение этих газов, влияя на процессы от звездообразования до потоков газов вокруг компактных звезд. Это делает МГД важным и полезным инструментом в астрономии.

Прочие поля

Гравитационно-волновая астрономия

Гравитационно-волновая астрономия — это изучение Вселенной в спектре гравитационных волн. До сих пор вся астрономия, которая была сделана, использовала электромагнитный спектр. Гравитационные волны — это рябь в пространстве-времени, испускаемая очень плотными объектами, меняющими форму, включая белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.Поскольку никому не удавалось обнаружить гравитационные волны напрямую, влияние гравитационно-волновой астрономии было очень ограниченным.

Связанные страницы

Звездное скопление Писмис 24 с туманностью

Картинки для детей

  • Астрономическая обсерватория Кито XIX века расположена в 12 минутах к югу от экватора в Кито, Эквадор.

  • Карта звездного неба XVII века, составленная голландским картографом Фредериком де Витом.

  • Греческие экваториальные солнечные часы, Александрия на Оксе, современный Афганистан, 3–2 века до н. э.

  • Астрономическая карта из ранней научной рукописи. около 1000

  • Рентгеновский джет, образовавшийся из сверхмассивной черной дыры, обнаруженной рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра», видимой благодаря свету ранней Вселенной.

  • На этом изображении показаны несколько синих петлеобразных объектов, которые представляют собой несколько изображений одной и той же галактики, дублированных эффектом гравитационной линзы скопления желтых галактик в середине фотографии.Линза создается гравитационным полем скопления, которое преломляет свет, увеличивая и искажая изображение более удаленного объекта.

Книги по космосу и астрономии для детей 11–13 лет | Учебный

Обязательно ознакомьтесь с этими замечательными книгами. Документальные книги могут различаться как по сложности текста, так и по содержанию. По этой причине мы включили книги с разным уровнем чтения, установив содержание в качестве основного критерия:

Документальная литература:

  • Знакомство ребенка с ночным небом: история о звездах, планетах и ​​созвездиях и о том, как их найти на небе Майкл Дрисколл и Мередит Гамильтон
  • Серия True Book Space Элейн Ландау
  • Тайна Марса Салли Райд и Тэм О’Шонесси
  • Детская книга ночного неба Энн Лав и Джейн Дрейк
  • Учебный атлас космоса, Джоанна Шампань (редактор)
  • Полная книга Усборна по астрономии и космосу  Лизы Майлз, Аластера Смита и Джуди Татчелл
  • Рабочие тетради очевидцев: звезды и планеты, (DK Eyewitness Books)
  • Мальчик, мы ошибались насчет Солнечной системы   Кэтлин В. Кудлински
  • Faces of the Moon  Боба Крелина
  • Книга о светящемся в темноте ночном небе  Клинта Хэтчетта, Heinemann
  • Светящиеся в темноте созвездия: Полевое руководство для молодых астрономов, , К. Э. Томпсон, Гроссет и Данлэп
  • Просто посетил эту планету: Мерлин отвечает на дополнительные вопросы обо всем, что под солнцем, луной и звездами, Нила де Грасса Тайсона
  • Единая вселенная: дома в космосе  Нила де Грасса Тайсона, Чарльза Лю и Роберта Ириона
  • Путеводитель по Марсу Уильяма Хартмана
  • Настоящий Марс Майкла Хэнлона и Джима Гарвина
  • Детская книга по астрономии: отправляйтесь в открытый космос с интересными фактами, интегративными мелочами и невероятными головоломками Кэти Вагнер
  • Волшебный дом на дереве Факт-трекер № 6: Космос: документальная литература, дополнение к Волшебному домику на дереве № 8: Полночь на Луне   Мэри Поуп Осборн и Уилл Осборн
  • Кометы, метеоры и астероиды Сеймур Саймон
  • Звезды Х.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск