Transcript Stjörnufræði

Stjörnufræði
• Stjörnufræði er fræðigrein innan
jarðvísinda.
• Hún fjallar um fyrirbæri í geimnum t.d.
sólstjörnur, reikistjörnur og tungl á braut
um himinhnetti.
Stjörnufræði N2
1
Hvað er ????
•
•
•
•
•
•
•
•
Alheimur
Stjörnuþoka
Sólkerfi
Stjarna
Tungl
Halastjarna
Svarthol
Ljósár
•
•
•
•
•
•
•
•
Miklihvellur
Sól
Norðurljós
Reikistjarna
Árstíðaskipti
Sól – tunglmyrkvi
Kvartilaskipti
Geimvera??
Stjörnufræði N2
2
Fyrstu hugmyndir manna
• Í árdaga notuðu menn sól, tungl og
stjörnur til leiðsagnar á ferðalögum eða t.d.
Til að segja til um sáningartíma.
• Elstu hugmyndir eru frá Súmerum frá um
3000 f.Kr. Þeir töldu að jörðin væri kringla
sem flyti á vatni og hefði bronshvelfingu
yfir sér sem stjörnur og sól væru fest við.
Stjörnufræði N2
3
Fyrstu hugmyndir manna frh.
• Um 500 e.Kr. setti Kópernikus fram
sólmiðjukenninguna: sólin væri í miðju
sólkerfisins og reikistjörnurnar snerust í
kringum hana.
• Galíleó Galílei gerði fyrsta stjörnusjónaukann árið 1609. Með honum gat
hann séð tungl Júpiters og sannað að
smáir hnettir snúast kringum stærri hnetti.
Þannig sannaði hann sólmiðjukenningu
Kópernikusar.
Stjörnufræði N2
4
2-1. Stjörnumerki bls. 35-36
• Sumir stjörnuhópar fengu sérstök heiti á
fornöld vegna þess að menn sáu úr þeim
myndir t.d. af dýrum.
• Stjörnumerki hafa verið notuð til að finna
áttir t.d. af sjómönnum.
Stjörnufræði N2
5
Stjörnufræði N2
6
Sporðdrekinn
Stjörnufræði N2
7
Orion
Stjörnufræði N2
8
Fjölstirni bls. 36-38.
• Flestar stjörnur sem við sjáum eiga sér
fylgistjörnur.
• Flestar eru tvístirni
http://wonka.physics.ncsu.edu/www/Astro/Research/Algol/
þar sem tvær stjörnur snúast hver um
aðra.
• Nýstirni eru stjörnur sem margfalda birtu
sína allt að 100.000 sinnum á klst. eða
dögum en dofna svo hægt og hægt.
Stjörnufræði N2
9
Stjörnuþyrpingar bls. 38.
• Í stjörnuþyrpingum eru nokkuð hundruð
stjörnur í lausþyrpingum eða reglulegum
kúluþyrpingum
• Fjarlægðin er svo mikil að við getum ekki
greint einstakar stjörnur
Stjörnufræði N2
10
Stjörnufræði N2
11
Stjörnuþokur bls. 38-39
• Eru risavaxin ryk og gasský sem kölluð eru
geimþokur eða stjörnuþokur.
• Þau finnast alls staðar milli stjarnanna.
Stjörnufræði N2
12
Stjörnufræði N2
13
Geimþokur
Stjörnufræði N2
14
Vetrarbrautir bls. 40-41.
• Eru líka stundum kallaðar stjörnuþokur.
• Líklega eru til um 100 milljarðar
vetrarbrauta sem innihalda hver um
hundruð milljónir stjarna.
• Flestar stjörnur sem við sjáum á himni eru
risavaxnir hnettir úr glóandi gasi – sólir.
• Skiptast í þyrilþokur, sporvöluþokur og
óreglulegar þokur.
Stjörnufræði N2
15
Vetrarbrautir bls. 40-41.
• Fjarlægðir í geimnum eru ótrúlega miklar
og við sjáum aðeins örlítið brot af öllum
stjörnum alheimsins.
• Þótt við gætum ferðast á ljóshraða
300.000 km/sek. myndi ferðin taka
milljarða ára.
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scie
nceopticsu/powersof10/index.html
Stjörnufræði N2
16
Vetrarbrautin okkar bls. 42-44.
• Elstu stjörnurnar finnast næst miðju
hennar.
• Sólin okkar er ein af yngstu stjörnunum í
vetrarbrautinni og er staðsett í einum
þyrilarminum.
Stjörnufræði N2
17
Vetrarbrautin okkar.
Stjörnufræði N2
18
Þyrilþoka
Stjörnufræði N2
19
Stjörnufræði N2
20
Stjörnufræði N2
21
Sporvöluþoka
Stjörnufræði N2
22
Óregluleg stjörnuþoka.
Stjörnufræði N2
23
2-2 Þensla alheims og Miklihvellur bls. 49.
• Um 1930 sýndi Edwin Hubble (1889-1953)
fram á að stjörnuþokur utan okkar
Vetrarbrautar eru að fjarlægast okkur.
• Þetta fann hann út því birta frá stjörnuþoku sem fjarlægist okkur sýnist rauðari
(rauðvik) og sú sem nálgast sýnist bláleit
(blávik) – þessi áhrif kallast Dopplerhrif.
Stjörnufræði N2
24
2-2 Þensla alheims og Miklihvellur bls. 49
• Hubble komst að þeirri niðurstöðu að því
lengra í burtu sem stjörnuþokan er, því
hraðar fjarlægist hún.
• Af þessu hafa menn komist að þeirri
niðurstöðu að alheimurinn sé að þenjast
út.
Stjörnufræði N2
25
2-2 Þensla alheims og Miklihvellur bls. 49
• Stjarnvísindamenn og eðlisfræðingar í dag telja
að alheimurinn hafi orðið til við ógurlega
sprengingu sem er kölluð Miklihvellur.
• Fyrir Miklahvell var allt efni alheimsins
samþjappað í gríðarlega heitum kjarna sem
skyndilega sprakk fyrir um 15 milljörðum ára og
þeytti efninu í allar áttir. Geimurinn varð þá til og
hefur verið að þenjast út
Stjörnufræði N2
26
2-2 Þensla alheims og Miklihvellur bls. 49
• Í Miklahvelli breyttist orka í efni. Í byrjun
varð nær eingöngu til helíum- og vetnisský
sem drógust saman í hnetti vegna
aðdráttarkrafta (þyngdarafls)
• Fyrstu stjörnur mynduðust í gashnöttunum
og í þeim önnur efni með kjarnasamruna
vetnis og helíums.
• Stjörnur drógust saman og mynduðu
stjörnuþokur.
Stjörnufræði N2
27
Stjörnufræði N2
28
2-3 Stjörnur og einkenni þeirra bls. 51-53.
• Stjörnur eru ólíkar í stærð, massa, lit, hita
og birtu.
• Þeim er skipt í fimm flokka:
Nifteindastjörnur eru minnstar, síðan koma
hvítir dvergar, meðalstórar stjörnur (sólin
okkar), risar sem eru 10-100 sinnum stærri
en sólin okkar en eru samt smáir í
samanburði við reginrisa.
Stjörnufræði N2
29
Stjörnufræði N2
30
2-4 Sólin okkar: Sérstök stjarna bls. 60-62.
• Hún er að meðallagi að stærð, gul á lit og eru
um 4,6 milljarða ára gömul.
• Er úr gasi, aðallega úr helíni og vetni.
• Greinist í 4 meginlög:
1. Sólkóróna er yst.
2. Lithvolf er þar fyrir innan.
3. Ljóshvolf er stundum kallað yfirborð
hennar.
4. Sólkjarni er innstur en þar fer fram kjarnasamruni og orka sólar myndast við það að
vetni breytist í helín.
Stjörnufræði N2
31
2-4 Sólin okkar: Sérstök stjarna bls. 60-62.
• Ýmis umbrot eru á sólinni:
– Sólstrókar eru bogar eða lykkjur úr gasi.
– Sólblettir eru dökkir og kaldari blettir.
– Sólblossar eru ljósblossar á yfirborði sólar.
– Sólvindar eru straumur af orkuríkum eindum
sem berast út í geiminn.
Stjörnufræði N2
32
Sólin okkar
Stjörnufræði N2
33
2-5 Þróun stjarna bls. 63
• Stjörnur þróast þ.e. breytast með
tímanum, sumar breytingar taka aðeins
nokkrar milljónir ára en aðrar ármilljarða.
• Á stjörnuhimninum má sjá stjörnur á hinum
ýmsu stigum þróunar.
• Örlög stjarna er háð massa þeirra.
• Okkar sól á eftir að breytast í svartan
dverg. (Sjá mynd 2-40 bls.67).
Stjörnufræði N2
34
Þróun stjarna
Stjörnufræði N2
35
Frumstjörnur
• Eru að myndast úr ryki og gasi sem er í
geimþokum.
• Vegna þyngdarafls heldur frumstjarnan
áfram að þéttast þar til hitinn í henni er
orðinn nokkrar milljón gráður.
• Þá verður kjarnasamruni = vetni ---> helín.
• Við hann losnar gífurleg orka, stjarna hefur
myndast.
• Þróun hennar ræðst af massanum.
Stjörnufræði N2
36
Hvítir dvergar
• Meðalstórar stjörnur þróast með tímanum í
hvíta dverga
• Þeir eru mjög þéttar stjörnur með kolefni í
miðjunni
• Með tímanum klára þeir orku sína og
breytast í útkulnaða stjörnu – svartan
dverg
Stjörnufræði N2
37
Sprengistjörnur
• Stjörnur sem hafa mikinn massa (a.m.k. 8
sinnum meiri en sólin okkar) þróast í
sprengistjörnu
• Kjarni þeirra heldur áfram að þjappast
saman þar til hann getur það ekki meir og
þá verður gríðarlega sprenging
Stjörnufræði N2
38
Nifteindastjörnur
• Stjörnur sem hafa massa sem er innan við
30 faldur sólarmassi enda ævina sem
nifteindastjörnur
• Þær hafa mjög mikinn massa, ein teskeið
er billjón tonn !
Stjörnufræði N2
39
Svarthol
• Stjörnur sem voru í upphafi 30 sinnum þyngri en
sólin okkar enda sem svarthol.
• Þegar sprengistjörnustiginu sleppir hefur
stjörnukjarninn áfram svo mikinn massa að hann
fellur saman þar til hann verður geysilega þéttur.
• Þyngdarkrafturinn verður þá svo sterkur að
ekkert sleppur úr þyngdarsviðinu jafnvel ekki
ljós, svarthol hefur myndast.
• Svarthol gleypir í sig allt í geimnum.
Stjörnufræði N2
40
Stjörnufræði N2
41