Astronomie
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L'astronomie est une sciences naturelles qui se occupe de l'??tude des (objets c??lestes tels que lunes, plan??tes , ??toiles , n??buleuses et galaxies ); la physique, la chimie, et l'??volution de ces objets; et les ph??nom??nes provenant de l'ext??rieur du climat de la Terre (comme les explosions de supernovae , sursauts gamma, et rayonnement de fond cosmique ). Un sujet connexe mais distinct, la cosmologie , est concern?? par l'??tude de l' univers dans son ensemble.
L'astronomie est l'une des sciences les plus anciennes. Cultures pr??historiques ont laiss?? derri??re objets astronomiques tels que la Monuments ??gyptiens et Monuments de Nubie, et les premi??res civilisations comme la Babyloniens, Grecs, Chinois, Les Indiens, les Iraniens et Maya effectu??e observations m??thodiques de la ciel nocturne. Cependant, l'invention du t??lescope a ??t?? n??cessaire avant que l'astronomie a ??t?? en mesure de se d??velopper en une science moderne. Disciplines Historiquement, l'astronomie a inclus aussi divers que astrom??trie, navigation c??leste, astronomie d'observation, et la prise de calendriers, mais astronomie professionnelle est aujourd'hui souvent consid??r??s comme synonyme de l'astrophysique .
Pendant le 20??me si??cle, le domaine de l'astronomie professionnelle divis?? en branches d'observation et th??oriques. Astronomie observationnelle est ax??e sur l'acquisition de donn??es ?? partir d'observations d'objets astronomiques, qui est ensuite analys?? en utilisant les principes de base de la physique. Astronomie th??orique est orient??e vers le d??veloppement de mod??les informatiques ou analytiques pour d??crire des objets et des ph??nom??nes astronomiques. Les deux domaines se compl??tent mutuellement, ?? l'astronomie th??orique cherchant ?? expliquer les r??sultats d'observation, et des observations utilis??es pour confirmer les r??sultats th??oriques.
Les astronomes amateurs ont contribu?? ?? de nombreuses d??couvertes astronomiques importants, et l'astronomie est l'une des rares sciences o?? les amateurs peuvent encore jouer un r??le actif, en particulier dans la d??couverte et l'observation de transitoire ph??nom??nes.
Astronomie est de ne pas ??tre confondu avec l'astrologie , le syst??me de croyance qui pr??tend que les affaires humaines sont corr??l??es avec les positions des objets c??lestes. Bien que le deux domaines partagent une origine commune, ils sont maintenant tout ?? fait distincte.
Lexicologie
Le mot astronomie (du grec astron mots ( ἄστρον), "star" et -nomy du nomos ( νόμος), ??loi?? ou ??culture??) signifie litt??ralement ??loi des ??toiles" (ou "la culture des ??toiles" selon la traduction).
Emploi des termes "l'astronomie?? et ??l'astrophysique"
G??n??ralement, soit le terme ??astronomie?? ou ??l'astrophysique" peut ??tre utilis?? pour se r??f??rer ?? ce sujet. Bas?? sur les d??finitions du dictionnaire strictes, "astronomie" se r??f??re ?? ??l'??tude des objets et de la mati??re hors de l'atmosph??re de la Terre et de leurs propri??t??s physiques et chimiques" et "astrophysique" se r??f??re ?? la branche de l'astronomie traiter avec "le comportement, les propri??t??s physiques, et processus dynamiques des objets et ph??nom??nes c??lestes ". Dans certains cas, comme dans l'introduction du manuel d'introduction l'univers physique par Frank Shu, "astronomie" peut ??tre utilis?? pour d??crire l'??tude qualitative du sujet, alors que "l'astrophysique?? est utilis?? pour d??crire la version orient??e physique du sujet. Toutefois, puisque la plupart des offres de recherche astronomiques modernes avec des sujets li??s ?? la physique, l'astronomie moderne pourrait en fait ??tre appel?? astrophysique. Peu de domaines, tels que l'astrom??trie, sont purement plut??t que l'astronomie aussi astrophysique. Divers minist??res dans lequel les scientifiques d'effectuer des recherches sur ce sujet peut utiliser "l'astronomie?? et ??astrophysique," en partie en fonction si le minist??re est historiquement affili?? ?? un d??partement de physique, et de nombreux astronomes professionnels ont la physique plut??t que degr??s d'astronomie. L'une des principales revues scientifiques dans le domaine est la revue europ??enne nomm??e Astronomy and Astrophysics. Les journaux am??ricains sont leaders Astrophysical Journal et Le Astronomical Journal.
Histoire
Dans les premiers temps, l'astronomie ne comprenait que l'observation et les pr??visions des mouvements d'objets visibles ?? l'??il nu. Dans certains endroits, comme Stonehenge , les premi??res cultures assembl??s artefacts massives qui avaient peut-??tre un but astronomique. En plus de leurs utilisations rituelles, ces observatoires pourraient ??tre utilis??s pour d??terminer les saisons, un facteur important de savoir quand planter des cultures, ainsi que dans la compr??hension de la longueur de l'ann??e.
Avant outils tels que le t??lescope ont ??t?? invent??s, des premi??res ??tudes des ??toiles devait ??tre men??e ?? partir des seuls points de vue disponibles, ?? savoir les grands b??timents et un terrain ??lev?? en utilisant l'??il nu. Comme les civilisations d??velopp??es, notamment dans M??sopotamie, Chine, Egypte, Gr??ce, L'Inde et l'Am??rique centrale , les observatoires astronomiques ont ??t?? assembl??s, et des id??es sur la nature de l'univers ont commenc?? ?? ??tre explor??es. La plupart de l'astronomie t??t fait consistait ?? cartographier les positions des ??toiles et des plan??tes, une science appelle maintenant astrom??trie. A partir de ces observations, les premi??res id??es sur les mouvements des plan??tes se sont form??es, et de la nature du Soleil, la Lune et la Terre dans l'univers ont ??t?? explor??es philosophiquement. La Terre a ??t?? consid??r?? comme le centre de l'univers avec le Soleil, la Lune et les ??toiles en rotation autour d'elle. Ceci est connu comme la mod??le g??ocentrique de l'univers, ou Syst??me de Ptol??m??e, nomm?? d'apr??s Ptol??m??e .
Un d??veloppement pr??coce particuli??rement important ??tait le d??but de l'astronomie math??matique et scientifique, qui a commenc?? parmi les les Babyloniens, qui a jet?? les bases pour les traditions astronomiques ult??rieures qui se sont d??velopp??es dans de nombreuses autres civilisations. Le Babyloniens d??couvert que les ??clipses lunaires ont r??cidiv?? dans un cycle r??p??titif connu comme un saros.
Apr??s les Babyloniens, des avanc??es significatives dans l'astronomie ont ??t?? faites dans la Gr??ce antique et de la Monde hell??nistique. Astronomie grecque est caract??ris??e d??s le d??but par la recherche, une explication physique rationnelle des ph??nom??nes c??lestes. Dans le 3??me si??cle avant JC, Aristarque de Samos calcule la taille de la Terre, et mesur?? la taille et la distance de la Lune et du Soleil, et a ??t?? le premier ?? proposer un h??liocentrique mod??le du syst??me solaire. Dans le 2??me si??cle avant JC, Hipparque d??couvert pr??cession, a calcul?? la taille et la distance de la Lune et invent?? les appareils astronomiques connus les plus anciens comme le astrolabe. Hipparque a ??galement cr???? un catalogue complet de 1020 ??toiles, et la plupart des constellations de l'h??misph??re Nord d??coulent de l'astronomie grecque. Le Anticyth??re m??canisme (c. 150 ?? 80 avant JC) ??tait un d??but ordinateur analogique con??u pour calculer l'emplacement du Soleil , Lune et plan??tes pour une date donn??e. Artefacts technologiques d'une complexit?? similaire ne r??apparaissent jusqu'au 14??me si??cle, quand m??canique horloges astronomiques apparus dans l'Europe .
Pendant le Moyen Age, l'astronomie ??tait surtout stagnante dans m??di??vale Europe, au moins jusqu'?? ce que le 13??me si??cle. Cependant, l'astronomie a prosp??r?? dans le monde islamique et d'autres parties du monde. Cela a conduit ?? l'apparition de la premi??re astronomique observatoires dans le Monde musulman par le d??but du 9??me si??cle. En 964, la galaxie d'Androm??de , la plus grande galaxie dans le Groupe local, contenant la Voie Lact??e , a ??t?? d??couvert par l'astronome persan Azophi et d??crite d'abord dans son Livre des ??toiles fixes. Le SN 1006 supernova , la plus brillante magnitude apparente ??v??nement stellaire dans l'histoire, a ??t?? observ?? par l'astronome arabe ??gyptien Ali ibn Ridwan et Astronomes chinois en 1006. Certains des astronomes islamiques (la plupart du temps persans et arabes) de premier plan qui ont fait d'importantes contributions ?? la science comprennent Al-Battani, Thebit, Azophi, Albumasar, Biruni, Arzachel, Al-Birjandi, et les astronomes de la Maragheh et Observatoires Samarkand. Les astronomes pendant ce temps introduit de nombreuses Noms arabes utilis??s maintenant ??toiles individuelles. On croit aussi que les ruines de Grand Zimbabwe et Tombouctou peuvent avoir log?? un observatoire astronomique. Europ??ens avaient cru auparavant qu'il n'y avait pas eu d'observation astronomique en pr??-coloniale Moyen Age Afrique sub-saharienne , mais les d??couvertes modernes d??montrer le contraire.
R??volution scientifique
Pendant la Renaissance , Nicolas Copernic a propos?? un mod??le h??liocentrique du syst??me solaire . Son travail a ??t?? d??fendu, est compl??t??e par, et corrig?? par Galileo Galilei et Johannes Kepler . Galileo a innov?? en utilisant des t??lescopes ?? renforcer ses observations.
Kepler fut le premier ?? concevoir un syst??me qui d??crit correctement les d??tails du mouvement des plan??tes avec le Soleil au centre. Cependant, Kepler n'a pas r??ussi ?? formuler une th??orie derri??re les lois qu'il a ??crit vers le bas. Il a ??t?? laiss?? ?? de Newton l'invention de dynamique c??leste et sa loi de la gravitation pour enfin expliquer les mouvements des plan??tes. Newton a ??galement d??velopp?? le refl??tant t??lescope.
D'autres d??couvertes en parall??le l'am??lioration de la taille et la qualit?? du t??lescope. Plus vastes catalogues d'??toiles ont ??t?? produites par Lacaille. L'astronome William Herschel a fait un catalogue d??taill?? de la n??bulosit?? et des grappes, et en 1781 a d??couvert la plan??te Uranus , la premi??re nouvelle plan??te trouv??. La distance d'une ??toile a ??t?? annonc?? la premi??re fois en 1838 lorsque le de parallaxe 61 Cygni a ??t?? mesur??e par Friedrich Bessel.
Pendant les si??cles 18-19, attention ?? la probl??me de trois corps par Euler , Clairaut, et D'Alembert a conduit ?? des pr??visions plus pr??cises sur les mouvements de la Lune et des plan??tes. Ce travail a ??t?? affin??e par Lagrange et Laplace , permettant aux masses des plan??tes et des lunes ?? ??tre estim??es ?? partir de leurs perturbations.
Des avanc??es significatives en astronomie sont venus environ avec l'introduction de nouvelles technologies, y compris le spectroscope et la photographie . Fraunhofer a d??couvert environ 600 bandes dans le spectre du Soleil en 1814-1815, qui, en 1859, Kirchhoff attribu??e ?? la pr??sence de diff??rents ??l??ments. ??toiles ont ??t?? prouv??s ??tre similaire ?? Sun propre de la Terre, mais avec une large gamme de temp??ratures , des masses et tailles.
L'existence de la galaxie de la Terre, la Voie Lact??e , comme un groupe distinct des ??toiles, a ??t?? seulement prouv?? dans le 20e si??cle, avec l'existence de galaxies "externes", et peu apr??s, l'expansion de l' Univers , vu dans la r??cession de la plupart des galaxies de nous. L'astronomie moderne a ??galement d??couvert de nombreux objets exotiques tels que quasars, pulsars, blazars, et galaxies de radio, et a utilis?? ces observations pour d??velopper des th??ories physiques qui d??crivent certains de ces objets en termes d'objets tout aussi exotiques tels que les trous noirs et les ??toiles ?? neutrons. Cosmologie physique fait d'??normes progr??s au cours du 20e si??cle, avec le mod??le de la Big Bang fortement soutenue par les preuves fournies par l'astronomie et de la physique, comme le fond diffus cosmologique rayonnement , la loi de Hubble , et abondances d'??l??ments cosmologiques. Les t??lescopes spatiaux ont permis des mesures dans certaines parties du spectre ??lectromagn??tique normalement bloqu?? ou brouill?? par l'atmosph??re.
Astronomie observationnelle
En astronomie, la principale source d'informations sur corps c??lestes et autres objets est visible la lumi??re ou plus g??n??ralement un rayonnement ??lectromagn??tique . Astronomie d'observation peut ??tre divis??e selon la r??gion observ??e de la spectre ??lectromagn??tique. Certaines parties du spectre peuvent ??tre observ??es ?? partir de la terre la surface de, tandis que d'autres ne sont observables ?? partir soit haute altitude ou l'espace. Des informations sp??cifiques sur ces sous-champs est donn??e ci-dessous.
La radioastronomie
La radioastronomie ??tudie rayonnement avec des longueurs d'onde sup??rieure ?? environ un millim??tre. La radioastronomie est diff??rent de la plupart des autres formes d'astronomie d'observation en ce que la observ?? les ondes radio peuvent ??tre trait??s comme des vagues plut??t que discrets photons . Par cons??quent, il est relativement facile de mesurer ?? la fois la amplitude et la phase des ondes radio, alors que ce ne est pas aussi facilement fait ?? des longueurs d'onde plus courtes.
Bien que certains ondes radio sont produits par des objets astronomiques dans la forme de ??mission thermique, la plupart des ??missions de radio qui est observ??e depuis la Terre est consid??r?? sous la forme de le rayonnement synchrotron, qui est produite lorsque les ??lectrons oscillent autour des champs magn??tiques. En outre, un certain nombre de raies spectrales produites par gaz interstellaire, notamment l' hydrog??ne ligne spectrale ?? 21 cm, sont observables aux longueurs d'onde radio.
Une grande vari??t?? d'objets sont observables aux longueurs d'onde de radio, y compris les supernovae , gaz interstellaire, pulsars, et noyaux actifs de galaxies.
L'astronomie infrarouge
Astronomie infrarouge traite de la d??tection et l'analyse des rayonnement infrarouge (longueurs d'onde plus longues que la lumi??re rouge). Sauf ?? longueurs d'onde proches ?? la lumi??re visible, le rayonnement infrarouge est fortement absorb??s par l'atmosph??re, et l'atmosph??re produit l'??mission infrarouge significative. Par cons??quent, les observatoires infrarouges doivent ??tre situ??s dans des endroits ??lev??s, secs ou dans l'espace. Le spectre infrarouge est utile pour ??tudier les objets qui sont trop froid pour ??mettre de la lumi??re visible, comme les plan??tes et disques circumstellaires. Plus longueurs d'onde infrarouges peuvent ??galement p??n??trer les nuages de poussi??re qui bloquent la lumi??re visible, permettant l'observation des ??toiles jeunes dans nuages mol??culaires et les noyaux de galaxies. Certaines mol??cules rayonnent fortement dans l'infrarouge. Ceci peut ??tre utilis?? pour ??tudier la chimie dans l'espace; Plus pr??cis??ment, il peut d??tecter l'eau dans les com??tes.
Astronomie optique
Historiquement, l'astronomie optique, ??galement appel?? l'astronomie de la lumi??re visible, est la plus ancienne forme de l'astronomie. Images optiques ont ??t?? ?? l'origine dessin??e ?? la main. Dans la fin du 19e si??cle et la plupart du 20e si??cle, les images ont ??t?? faites en utilisant un ??quipement photographique. Images modernes sont fabriqu??s en utilisant des d??tecteurs num??riques, en particulier en utilisant des d??tecteurs dispositifs ?? couplage de charge (CCD). Bien que la lumi??re visible se ??tend d'environ 4000 ?? ?? 7000 ?? (400 nm ?? 700 nm), le m??me ??quipement utilis?? ?? ces longueurs d'onde est ??galement utilis?? pour observer certaines proche ultraviolet et rayonnement proche de l'infrarouge.
Astronomie dans l'ultraviolet
Astronomie dans l'ultraviolet est g??n??ralement utilis?? pour d??signer les observations au ultraviolets longueurs d'onde comprise entre environ 100 et 3200 ?? (10 ?? 320 nm). Lumi??re ?? ces longueurs d'onde est absorb??e par l'atmosph??re de la Terre, afin observations ?? ces longueurs d'onde doivent ??tre effectu??es ?? partir de la haute atmosph??re et de l'espace. Astronomie Ultraviolet est le mieux adapt?? ?? l'??tude du rayonnement thermique et les lignes spectrales d'??mission de bleu chaudes ??toiles ( ??toiles OB) qui sont tr??s lumineux dans cette bande d'onde. Cela inclut les ??toiles bleues dans d'autres galaxies, qui ont ??t?? la cible de plusieurs enqu??tes ultraviolets. Autres objets couramment observ??es en lumi??re ultraviolette comprennent les n??buleuses plan??taires , restes de supernovae, et noyaux actifs de galaxies. Cependant, comme la lumi??re ultraviolette est facilement absorb?? par la poussi??re interstellaire, un ajustement appropri?? de mesures ultraviolets est n??cessaire.
L'astronomie des rayons X
L'astronomie des rayons X est l'??tude des objets astronomiques ?? Longueurs d'onde X-ray. Typiquement, les objets ??mettent un rayonnement ?? rayons X ??mission synchrotron (produite par les ??lectrons oscillent autour des lignes de champ magn??tique), ??mission thermique des gaz minces ci-dessus 10 sept (10.000.000) kelvins , et ??mission thermique de gaz d'??paisseur sup??rieure ?? 10 7 Kelvin. Comme les rayons X sont absorb??s par l' atmosph??re de la Terre , toutes les observations de rayons X doivent ??tre effectu??es ?? partir ballons ?? haute altitude, fus??es, ou engin spatial. Notable Sources de rayons X comprennent Binaires X, pulsars, restes de supernovae, galaxies elliptiques, amas de galaxies, et noyaux actifs de galaxies.
Selon le site officiel de la NASA, les rayons X ont ??t?? observ??s et document??s en 1895 par Wilhelm Conrad R??ntgen, un Allemand scientifique qui les a trouv??s par hasard lors de l'exp??rimentation avec des tubes ?? vide. Gr??ce ?? une s??rie d'exp??riences, y compris l'inf??me radiographie il a pris de la main de sa femme avec un anneau de mariage sur elle, R??ntgen a pu d??couvrir les ??l??ments de d??but de rayonnement. Le ??X??, en fait, tient sa propre signification, car elle repr??sente l'incapacit?? de R??ntgen ?? identifier exactement ce type de rayonnement que ce ??tait.
Astronomie gamma
Astronomie gamma ray est l'??tude des objets astronomiques ?? des longueurs d'onde les plus courtes du spectre ??lectromagn??tique. Les rayons gamma peuvent ??tre observ??s directement par des satellites tels que le Compton Gamma Ray Observatory ou par des t??lescopes sp??cialis??s appel??s t??lescopes Cherenkov atmosph??rique. Les t??lescopes Cherenkov ne fait d??tectent pas les rayons gamma directement, mais au lieu de d??tecter les ??clairs de lumi??re visible produite lorsque les rayons gamma sont absorb??s par l'atmosph??re de la Terre.
Plus gamma-ray sources ??mettrices sont en fait sursauts gamma, des objets qui ne produisent que des rayons gamma pendant quelques millisecondes ?? des milliers de secondes avant de dispara??tre. Seulement 10% des sources de rayons gamma sont des sources non transitoires. Ces ??metteurs gamma stables comprennent pulsars, ??toiles ?? neutrons et trous noirs candidats tels que les noyaux galactiques actifs.
Les champs ne reposent pas sur le spectre ??lectromagn??tique
En plus de rayonnement ??lectromagn??tique, quelques autres ??v??nements provenant de grandes distances peuvent ??tre observ??s ?? partir de la Terre.
En l'astronomie des neutrinos, les astronomes utilisent sp??ciale installations souterraines telles que SAGE, GALLEX, et Kamioka II / III pour d??tecter neutrinos. Ces neutrinos proviennent principalement de la Sun mais aussi de supernovae . Les rayons cosmiques, qui se composent de particules de tr??s haute ??nergie qui peut ??tre absorb??e ou se d??sint??grent quand ils entrent dans l'atmosph??re de la Terre, se traduire par une cascade de particules qui peuvent ??tre d??tect??es par des observatoires actuels. En outre, certains des futurs d??tecteurs de neutrinos peuvent aussi ??tre sensibles aux particules produites lorsque les rayons cosmiques frappent l'atmosph??re de la Terre. Astronomie onde gravitationnelle est un nouveau domaine ??mergent de l'astronomie qui vise ?? utiliser d??tecteurs d'ondes gravitationnelles de recueillir des donn??es d'observation sur les objets compacts. Quelques observatoires ont ??t?? construits, tels que l'Observatoire Laser Interferometer Gravitational LIGO, mais ondes gravitationnelles sont extr??mement difficiles ?? d??tecter.
Astronomes plan??taires ont directement observ?? beaucoup de ces ph??nom??nes ?? travers les satellites et retour d'??chantillons missions. Ces observations comprennent des missions fly-by avec capteurs ?? distance, des v??hicules de d??barquement qui peuvent effectuer des exp??riences sur les mat??riaux de surface, percuteurs qui permettent t??l??d??tection de mat??riel enterr??, et des missions de retour d'??chantillons qui permettent un examen de laboratoire directe.
Gamma Ray ou sursauts gamma peuvent ??tre ou ont ??t?? d??tect??s en provenance de pulsars.
Astrom??trie et la m??canique c??leste
Un des plus anciens domaines de l'astronomie, et de toute la science, est la mesure de la position des objets c??lestes. Historiquement, la connaissance pr??cise des positions de soleil, la lune, les plan??tes et les ??toiles a ??t?? essentiel dans navigation c??leste et dans la fabrication de calendriers.
Mesure minutieuse des positions des plan??tes a conduit ?? une solide compr??hension de gravitation perturbations, et une capacit?? ?? d??terminer les positions pass??es et futures des plan??tes avec une grande pr??cision, un terrain connu sous le nom la m??canique c??leste. Plus r??cemment, le suivi des objets g??ocroiseurs permettra pr??dictions de rencontres rapproch??es, et les risques de collision avec la Terre.
La mesure de parallaxe stellaire des ??toiles proches fournit une base fondamentale dans la Mesure des distances en astronomie qui est utilis?? pour mesurer l'ampleur de l'univers. Mesures de parallaxe des ??toiles voisines fournissent une r??f??rence absolue pour les propri??t??s des ??toiles plus lointaines, parce que leurs propri??t??s peuvent ??tre compar??s. Les mesures de vitesse radiale et mouvement propre montrent les cin??matiques de ces syst??mes ?? travers la galaxie, la Voie Lact??e. Astrometric r??sultats sont ??galement utilis??s pour mesurer la distribution de la mati??re noire dans la galaxie.
Durant les ann??es 1990, la technique de mesure de la astrom??trique oscillation ??tait stellaire utilis?? pour d??tecter les grandes plan??tes extrasolaires orbitant autour d'??toiles proches.
Astronomie th??orique
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| Rubriques connexes |
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Astronomes th??oriques utilisent une grande vari??t?? d'outils qui comprennent des mod??les analytiques (par exemple, polytropes rapprochant les comportements d'une ??toile ) et calcul simulations num??riques. Chacun a certains avantages. Les mod??les analytiques d'un processus sont g??n??ralement mieux pour donner un aper??u dans le c??ur de ce qui se passe. Les mod??les num??riques peuvent r??v??ler l'existence de ph??nom??nes et des effets qui ne seraient autrement pas ??tre vu.
Les th??oriciens de l'astronomie se efforcent de cr??er des mod??les th??oriques et de d??terminer les cons??quences d'observation de ces mod??les. Cela permet observateurs regardent pour les donn??es qui peuvent r??futer un mod??le ou aider ?? choisir entre plusieurs mod??les alternatifs ou contradictoires.
Th??oriciens tentent ??galement de g??n??rer ou modifier les mod??les pour tenir compte des nouvelles donn??es. Dans le cas d'incompatibilit??, la tendance g??n??rale est d'essayer de faire un minimum de modifications au mod??le pour ajuster les donn??es. Dans certains cas, une grande quantit?? de donn??es incoh??rentes dans le temps peut conduire ?? l'abandon total d'un mod??le.
Sujets ??tudi??s par les astronomes th??oriques comprennent: la dynamique stellaire et ??volution; la formation des galaxies; la structure ?? grande ??chelle de la mati??re dans l' Univers ; origine rayons cosmiques; la relativit?? g??n??rale et la cosmologie physique , y compris la cha??ne et la cosmologie la physique des astroparticules. Relativit?? Astrophysical sert comme un outil pour mesurer les propri??t??s de grandes structures pour lesquelles la gravitation joue un r??le important dans les ph??nom??nes physiques d'une enqu??te et que la base de trou noir (astro) physique et l'??tude des ondes gravitationnelles.
Certaines th??ories et des mod??les commun??ment admis et ??tudi??s en astronomie, d??sormais inclus dans le Mod??le Lambda-CDM sont les Big Bang , l'inflation cosmique , la mati??re noire , et les th??ories fondamentales de la physique .
Quelques exemples de ce processus:
| Processus physique | Outil exp??rimental | Mod??le th??orique | Explique / pr??dit |
| Gravitation | Les radiot??lescopes | Syst??me d'auto-gravitant | Emergence d'un syst??me d'??toiles |
| La fusion nucl??aire | Spectroscopie | L'??volution stellaire | Comment les ??toiles brillent et comment m??taux form??s |
| Le Big Bang | T??lescope spatial Hubble , COBE | Univers en expansion | ??ge de l'Univers |
| Les fluctuations quantiques | L'inflation cosmique | Probl??me de la platitude | |
| Effondrement gravitationnel | L'astronomie des rayons X | La relativit?? g??n??rale | Les trous noirs au centre de galaxie d'Androm??de |
| Cycle CNO en ??toiles | La principale source d'??nergie pour ??toile massive. |
La mati??re noire et ??nergie sombre sont les principaux sujets actuels en astronomie, que leur d??couverte et de controverse origine lors de l'??tude des galaxies.
Sous-champs sp??cifiques
L'astronomie solaire
?? une distance d'environ huit minutes-lumi??re, l'??toile la plus fr??quemment ??tudi??e est le Soleil, une s??quence principale typique ??toile naine de stellaire classe G2 V, et environ 4,6 vieille Gyr. Le Soleil ne est pas consid??r?? comme un ??toile variable, mais il ne subit des changements p??riodiques de l'activit?? connue sous le cycle des taches solaires . Ce est une fluctuation de 11 ans en nombre de taches solaires. Les taches solaires sont des r??gions de temp??ratures inf??rieurs ?? la moyenne qui sont associ??s ?? l'activit?? magn??tique intense.
Le Sun a augment?? r??guli??rement de luminosit?? au cours de sa vie, en hausse de 40% depuis qu'il est devenu une ??toile de la s??quence principale. Le Sun a ??galement subi des changements p??riodiques de luminosit?? qui peuvent avoir un impact significatif sur la Terre. Le minimum de Maunder , par exemple, est soup??onn?? d'avoir caus?? le Petit Age Glaciaire ph??nom??ne pendant les Moyen Age .
La surface ext??rieure visible du Soleil se appelle la photosph??re. Au-dessus de cette couche mince est une r??gion connue sous le nom chromosph??re. Il est entour?? par une r??gion de transition de l'accroissement rapide des temp??ratures, puis par le surchauff??e corona.
Au centre du soleil est la r??gion de base, un volume de temp??rature et de pression suffisantes pour la fusion nucl??aire se produise. Au-dessus du noyau est le zone de rayonnement, o?? le plasma transporte le flux d'??nergie par rayonnement. Les couches externes forment une zone de convection o?? le mat??riau de transport de gaz principalement l'??nergie par le d??placement physique du gaz. On pense que cette zone de convection cr??e l'activit?? magn??tique qui g??n??re des taches solaires.
Un vent solaire de particules de plasma flux constamment vers l'ext??rieur depuis le Soleil jusqu'?? la h??liopause. Ce vent solaire interagit avec le magn??tosph??re de la Terre pour cr??er le Van Allen ceintures de rayonnement, ainsi que la aurora o?? les lignes de la Le champ magn??tique de la Terre descendent dans la atmosph??re .
Science plan??taire
Ce champ astronomique examine l'assemblage de plan??tes , lunes, plan??tes naines, com??tes , ast??ro??des et d'autres organismes orbite autour du Soleil, ainsi que des plan??tes extrasolaires. Le syst??me solaire a ??t?? relativement bien ??tudi??e, d'abord ?? travers les t??lescopes et puis plus tard par des engins spatiaux. Cela a fourni une bonne compr??hension globale de la formation et l'??volution de ce syst??me plan??taire, bien que de nombreuses nouvelles d??couvertes sont encore en cours.
Le syst??me solaire est subdivis?? en les plan??tes int??rieures, le ceinture d'ast??ro??des, et les plan??tes ext??rieures. L'int??rieure plan??tes terrestres se composent de Mercure , V??nus , la Terre et Mars . Les ext??rieure g??ants gaz plan??tes sont Jupiter , Saturne , Uranus et Neptune . Au-del?? de Neptune se trouve la ceinture de Kuiper , et enfin la Nuage de Oort, qui peut se ??tendre jusqu'?? une ann??e-lumi??re.
Les plan??tes se sont form??es dans le disque protoplan??taire qui entourait le d??but de Sun. Gr??ce ?? un processus qui comprenait attraction gravitationnelle, collision, et l'accr??tion, le disque form?? des amas de mati??re qui, avec le temps, sont devenus protoplanets. Le la pression de radiation du vent solaire alors expuls?? la plupart des mati??res unaccreted, et seulement ces plan??tes avec une masse suffisante conserv?? leur atmosph??re gazeuse. Les plan??tes ont continu?? ?? balayer, ou ??jecter, la question reste pendant une p??riode de bombardement intense, en t??moignent les nombreux crat??res d'impact sur la Lune. Durant cette p??riode, certains des protoplan??tes ont peut-??tre entr?? en collision, le leader hypoth??se pour la fa??on dont la Lune a ??t?? form??e.
Une fois une plan??te atteint une masse suffisante, les mat??riaux de densit??s diff??rentes s??gr??gation au sein, au cours la diff??renciation plan??taire. Ce processus peut former un noyau pierreux ou m??tallique, entour?? d'un manteau et une surface ext??rieure. Le noyau peut comprendre des r??gions solides et liquides, et certaines ??mes plan??taires g??n??rer leur propre champ magn??tique, qui peut prot??ger leurs atmosph??res du vent solaire d??capage.
Chaleur int??rieure d'une plan??te ou de la lune est produite ?? partir des collisions qui ont cr???? le corps, les mati??res radioactives (par exemple l'uranium , le thorium et 26 Al ), ou chauffage de mar??e. Certaines plan??tes et lunes accumulent assez de chaleur pour conduire des processus g??ologiques tels que volcanisme et la tectonique. Ceux qui se accumulent ou de conserver un atmosph??re peut ??galement subir surface l'??rosion par le vent ou l'eau. Corps plus petits, sans chauffage de mar??e, refroidissent plus rapidement; et leur activit?? g??ologique cesse ?? l'exception de l'impact de crat??res.
Astronomie stellaire
L'??tude des ??toiles et l'??volution stellaire est fondamentale ?? notre compr??hension de l'univers. L'astrophysique des ??toiles a ??t?? d??termin??e par l'observation et la compr??hension th??orique; et ?? partir de simulations informatiques de l'int??rieur.
La formation des ??toiles se produit dans les r??gions denses de poussi??re et de gaz, appel??s nuages mol??culaires g??ants. Lorsque d??stabilis??, des fragments de nuages peuvent se effondrer sous l'influence de la gravit??, pour former un proto??toile. Une r??gion suffisamment dense et chaude, le noyau va d??clencher la fusion nucl??aire, cr??ant ainsi un ??toiles de la s??quence principale.
Presque tous les ??l??ments plus lourds que l'hydrog??ne et l'h??lium ??taient cr???? ?? l'int??rieur des noyaux d'??toiles.
Les caract??ristiques de l'??toile r??sultant d??pendent principalement sur sa masse de d??part. Le l'??toile plus massive, plus sa luminosit?? et le plus rapidement qu'elle d??ploie le carburant d'hydrog??ne dans son noyau. Au fil du temps, ce carburant d'hydrog??ne est compl??tement converti en h??lium, et l'??toile commence ?? ??voluer. La fusion de l'h??lium n??cessite une temp??rature ?? coeur plus ??lev??e, de sorte que l'??toile se ??tend ?? la fois en taille et l'augmentation de la densit?? de base. Le r??sultant g??ante rouge jouit d'une vie br??ve dur??e, avant que le combustible d'h??lium est ?? son tour consomm??. Tr??s ??toiles massives peuvent ??galement subir une s??rie de diminuer phases d'??volution, car ils fusionnent ??l??ments plus lourds.
Le sort final de l'??toile d??pend de sa masse, avec des ??toiles de masse sup??rieure ?? environ huit fois le soleil devenant core effondrement supernovae ; tandis que les petites ??toiles se forment n??buleuses plan??taires , et ??voluent en naines blanches . Le reste d'une supernova est un dense ??toile ?? neutrons, ou, si la masse stellaire ??tait au moins trois fois celle du Soleil, un trou noir . Fermer ??toiles binaires peuvent suivre des chemins ??volutifs plus complexes, telles que le transfert de masse sur une naine blanche qui peut potentiellement causer une supernova. Les n??buleuses plan??taires et supernovae sont n??cessaires pour la distribution des m??taux au milieu interstellaire; sans eux, toutes les ??toiles nouvelles (et leurs syst??mes plan??taires) seraient form??s ?? partir d'hydrog??ne et d'h??lium seul.
Astronomie galactique
Nos syst??mes solaires orbites au sein de la Voie Lact??e , une galaxie spirale barr??e qui est un membre ??minent de la Groupe local de galaxies. Ce est une masse en rotation du gaz, de la poussi??re, des ??toiles et autres objets, maintenues ensemble par l'attraction gravitationnelle mutuelle. Comme la Terre se trouve dans les bras ext??rieurs poussi??reux, il ya de grandes parties de la Voie Lact??e, qui est obscurci la vue.
Dans le centre de la Voie Lact??e est le noyau, un renflement en forme de barre avec ce que l'on croit ??tre un trou noir supermassif au centre. Il est entour?? par quatre bras primaires qui spirale ?? partir du noyau. Ce est une r??gion de formation stellaire active qui contient beaucoup plus jeune, ??toiles de population I. Le disque est entour?? par un aur??ole sph??ro??de de plus, Population ??toiles II, ainsi que des concentrations relativement denses d'??toiles dits amas globulaires .
Entre les ??toiles se trouve la milieu interstellaire, une r??gion de la mati??re ??parse. Dans les r??gions les plus denses, nuages mol??culaires de l'hydrog??ne mol??culaire et d'autres ??l??ments cr??ent r??gions de formation d'??toiles. Celles-ci commencent comme un compact noyau pr??-stellaires ou n??buleuses sombres, qui se concentrent et l'effondrement (en volumes d??termin??s par le Jeans longueur) pour former proto??toiles compacts.
Comme les ??toiles plus massives apparaissent, ils transforment le nuage dans une r??gion H II de gaz incandescent et le plasma. Le stellaires vent et explosions de supernovae de ces ??toiles ?? terme servent ?? disperser le nuage, laissant souvent derri??re un ou plusieurs jeunes amas ouverts d'??toiles. Ces groupes se dispersent progressivement, et les ??toiles se joignent ?? la population de la Voie Lact??e.
??tudes cin??matiques de la mati??re dans la Voie Lact??e et d'autres galaxies ont d??montr?? qu'il n'y a plus de masse que peut se expliquer par la mati??re visible. Un halo de matière sombre semble dominer la masse, bien que la nature de cette matière noire reste indéterminée.
Astronomie extragalactique
L'étude des objets en dehors de notre galaxie est une branche de l'astronomie concernés par la formation et l'évolution des galaxies; leur morphologie et leur classification; et l'examen des galaxies actives, et les groupes et amas de galaxies. Ce dernier est important pour la compréhension de la structure à grande échelle du cosmos .
La plupart des galaxies sont organisées dans des formes distinctes qui permettent de schémas de classification. Ils sont généralement divisés en spirale, elliptique et galaxies irrégulières.
Comme son nom l'indique, une galaxie elliptique a la forme en coupe transversale d'une ellipse . Les étoiles se déplacent le long des orbites aléatoires sans direction privilégiée. Ces galaxies contiennent peu ou pas de poussière interstellaire; quelques régions de formation d'étoiles; et les étoiles généralement plus âgés. Les galaxies elliptiques sont plus fréquemment trouvés au c??ur des amas galactiques, et peuvent être formés par des fusions de grandes galaxies.
Une galaxie spirale est organisé dans un appartement, disque rotatif, habituellement avec un renflement proéminent ou bar au centre, et de fuite des bras brillants cette spirale vers l'extérieur. Les bras sont des régions poussiéreuses de formation d'étoiles où les jeunes étoiles massives produisent une teinte bleue. Les galaxies spirales sont généralement entourées d'un halo d'étoiles âgées. Tant la Voie Lactée et la galaxie d'Andromède sont des galaxies spirales.
Les galaxies irrégulières sont chaotique en apparence, et ne sont ni spirale, ni elliptique. Environ un quart de toutes les galaxies sont irréguliers, et les formes particulières de ces galaxies peuvent être le résultat de l'interaction gravitationnelle.
Une galaxie active est une formation qui émet une quantité importante de son énergie à partir d'une source autre que les étoiles, la poussière et le gaz; et est alimenté par une région compacte à la base, généralement considéré comme un trou noir super-massif qui est émettant un rayonnement à partir de matériaux en tombant.
Un radio-galaxie est une galaxie active qui est très lumineux dans la radio en partie du spectre, et émet immenses panaches ou lobes de gaz. Galaxies actives qui émettent un rayonnement de haute énergie comprennent galaxies de Seyfert, quasars, et Blazars. Les quasars sont soupçonnés d'être les objets les plus lumineux de manière cohérente dans l'univers connu.
La structure à grande échelle de l'univers est représenté par des groupes et amas de galaxies. Cette structure est organisée en une hiérarchie de groupes, la plus importante étant les superamas. La question collective est formé en filaments et les murs, laissant de grands vides entre les deux.
Cosmologie
Cosmologie (du ???????????? grec "monde, univers» et ?????????? "mot, l'étude") pourrait être considéré comme l'étude de l'univers dans son ensemble.
Observations de la structure à grande échelle de l' univers , une branche connue comme la cosmologie physique , ont fourni une compréhension profonde de la formation et de l'évolution du cosmos. Fondamentale à la cosmologie moderne est la théorie bien accepté de la big bang , dans laquelle notre univers a commencé à un seul point dans le temps, et par la suite étendu au cours de 13,7 Gyr à son état ??????actuel. Le concept du big bang peut être retracée à la découverte du rayonnement de fond en 1965.
Dans le cadre de cette expansion, l'univers a subi plusieurs étapes de l'évolution. Dans les tout premiers moments, il est théorisé que l'univers a connu une très rapide de l'inflation cosmique , qui homogénéise les conditions de départ. Par la suite, la nucléosynthèse produit l'abondance élémentaire du début de l'univers. (Voir aussi nucleocosmochronology.)
Lorsque les premiers neutres atomes formés d'une mer d'ions primordiales, l'espace est devenu transparent au rayonnement, libérant l'énergie vu aujourd'hui comme le rayonnement de fond. L'univers en expansion a ensuite subi un Dark Age en raison de l'absence de sources d'énergie stellaires.
Une structure hiérarchique de la matière a commencé à se former à partir des variations dans la densité minutes de masse. Matière accumulée dans les régions les plus denses, formant des nuages ??????de gaz et les premières étoiles. Ces étoiles massives déclenchées le processus de réionisation et sont soupçonnés d'avoir créé un grand nombre des éléments lourds dans l'univers primitif, qui, par désintégration nucléaire, créent des éléments plus légers, permettant le cycle de la nucléosynthèse de continuer plus longtemps.
Agrégations gravitationnelles regroupées en filaments, laissant des vides dans les lacunes. Peu à peu, les organisations de gaz et de poussière ont fusionné pour former les premières galaxies primitives. Au fil du temps, ceux-ci ont tiré plus en la matière, et ont souvent été organisés en groupes et amas de galaxies, puis dans superamas de plus grande envergure.
Fondamentale à la structure de l'univers est l'existence de la matière noire et l'énergie sombre. Ceux-ci sont maintenant pensés pour être ses composantes dominantes, formant 96% de la masse de l'univers. Pour cette raison, beaucoup d'efforts sont déployés pour essayer de comprendre la physique de ces composants.
Les études interdisciplinaires
Astronomie et l'astrophysique ont développé des liens interdisciplinaires importantes avec d'autres grands domaines scientifiques.Archaeoastronomyest l'étude de astronomies anciens ou traditionnels dans leur contexte culturel, en utilisantarchéologiqueetanthropologiquepreuves.astrobiologie est l'étude de l'avènement et l'évolution des systèmes biologiques dans l'univers, avec un accent particulier sur la possibilité d'une vie non-terrestre.
L'??tude de produits chimiques trouvés dans l'espace, y compris leur formation, l'interaction et la destruction, est appelé astrochimie. Ces substances se trouvent généralement dans les nuages ??????moléculaires, mais ils peuvent également apparaître dans de faibles étoiles de température, les naines brunes et des planètes. Cosmochemistry est l'étude des produits chimiques trouvés dans le système solaire , y compris les origines des éléments et des variations dans les isotopes ratios. Ces deux domaines représentent un chevauchement des disciplines de l'astronomie et de la chimie. Comme " l'astronomie légale ", enfin, les méthodes de l'astronomie ont été utilisées pour résoudre les problèmes de droit et d'histoire.
L'astronomie amateur
L'astronomie est l'une des sciences à laquelle les amateurs peuvent contribuer le plus.
Y at-il autre vie dans l'Univers ? Surtout, est-il autre vie intelligente? Si oui, quelle est l'explication du paradoxe de Fermi ? L'existence de la vie a d'ailleurs implications scientifiques et philosophiques importants. Est le système solaire normale ou atypique?
