Eksperimentalne metode u astronomiji Kristijan Kari Uvod Astronomijanajstarija

Eksperimentalne metode u astronomiji Kristijan Karić

Uvod Ø Astronomija-najstarija znanost Ø Povijest astronomije Ø Područja astronomije Ø Opažačka astronomija Ø Teorijska astrofizika Ø Interdisciplinarnost ( astrobiologija, arheoastronomija, astrokemija…. ) Ø Zaključak

Povijest astronomije “vremenska linija” astronomija (1650 – danas) Svemirska era. Moderna Prethistorijska (do 500 pr. n. e. ) Renesansna astronomija (1400 -1650) Klasična astronomija ( 500 pr. n. e. -1400) ØKopernik - De Revolutionibus - heliocentrični sustav (1543) ØMaunder minimum (malo doba) (1650 -1700) 30 000 pr. n. e. 1957 - Sputnik 1 - prvi umjetni satelitledeno (SSSR) ØTychoØBrahe - promatrao golimuokom Huygens - otkrio Saturnove prstenove Ørezbarije kamenu mjesečevih mijena - Sputnik 2 - Lajka Starogrčka astronomija ØKeplerØNewton - Teorija 4 000 pr. n. e. opće gravitacije 1958 - Explorer 1 - Van Alenov pojas (USA) ØThales - pomrčina ØGalileoØHalley, E. , Hershel, ØMezopotamija - Ziggurati, opservatoriji W. - Pioneer misija - neuspješna misija (USA) ØAnaximander, Pitagorejci 2 500 pr. n. e. ØBrunoØDoplerov efekt (1842) 1959 - Luna 1 - prvi prelet pored mjeseca (kasnije i Pioneer 4); Luna 2 ØAristotel - Zemlja je sfera ØStonehenge ØDescartes Ø Einstein, A. – opća i specijalna teorija relativiteta 1961 - Vostok 1 - prvi 1 let 300 čovjeka u svemir pr. n. e. ØEratosten, Ptolemej - geocentrični sustav Ø Hubble, E. – maglice su spiralne galaksije misije : Mariner 2, Venera, Mariner 4, Apollo 11, Pioneer 10, Marsmj. ) i ØKinezi, prate i bilježe. Apollo 13, pomrčine (900 s. i 600 50 -tih. Voyager i 60 -tih – 1 izgrađeni veliki teleskopi Mariner, Ø Viking, ipr. n. e. 2. 700 ØBabilonci predvidjeli 1970 - satelit za rendgenske zrake - Uhuru pomrčine mjeseca 1983 - prvi sateliti za infracrvene spektre (iznad 700 km) 1992 - COBE (Cosmic backrgorund Explorer satelit) 1996 - 1997: Mars Pathfinder, Mars Rover nove misije : Spirit i Opportunity 30000 pr. n. e. 500 pr. n. e. 0 1400 1650 danas

Opažačka astronomija Øpromatranje golim okom Øteleskopi Øostali uređaji spektograf, kompjuteri, CCD - fotodiode

Promatranje golim okom Mjerenje promjera udaljenog (astronomskog) objekta Alat: kutomjer i 2 ravnala sve do 17. st. - Galileo: supernove, komete; stare kamene strukture za promatranje Sunca Tycho Brahe, njegove podatke koristio je Kepler, pomoću njih kreirao zakone gibanja nebeskih tijela

Teleskopi • Optička astronomija • Radio astronomija • Infracrvena astronomija • Visoko energetska astronomija

Optički teleskopi - refraktori Ø refratktori, prvi teleskopi Ø 2 konvergentne leće: objektiv i okular (žarište okulara i objektiva praktički u istoj točki)

Optički teleskopi - reflektori Ø objektiv je parabolično zrcalo Ø povećanje je jednako omjeru 1/ 0 Ø nema aberacije Ø reflektori se mogu koristiti za širi spektar svjetlosti od refraktora

Optički teleskopi - reflektori Liquid mirror telescope (LMT) - zemaljski i svemirski teleskopi Ø 1% cijene standardnog teleskopa Ø na Zemlji nedostatak-mora biti fiksno postavljen prema gore

Liquid mirror telescope (LMT)

Ø nedostaci refraktora odnosno prednosti reflektora Ø difrakcija svjetlosti – stvara prsten oko točke koju promatramo Ø moć razlučivanja – limitirana je valnom duljinom svjetlosti Ø atmosfera zamućuje sliku ispod difrakcijskih limita Ø interferometri- simultano promatranje kroz dva ili više teleskopa

Detekcija Ø ranije detekcija okom i skiciranje na papir Ø svjetlo se ˝sprema˝ ponekad i satima detektori: Ø kemijski – film Ø elektronički – slično digitalnim kamerama

Kemijski detektori Ø do 1980 - tih- fotografski film za snimanje Ø film apsorbira fotone Ø neefikasan proces – samo 4% fotona koji pogode film konstruiraju film

Elektronički detektori Ø digitalni fotoaparati Ø upadna svjetlost pogađa poluvodičku površinu- omogućuje elektronima da se gibaju površinom Ø površina podijeljena u tisuće piksela- broj elektrona je proporcionalan broju fotonaintenzitetu svjetlosti Ø uređaj priključen na kompjuter koji broji elektrone

CCD - Charge couple device Ø fotodetektori poredani po stupcima i osjetljivi na određene boje, (RGB) najviše na zelenu; procesor na osnovu algoritma izračunava ostale vrijednosti, plavu i crvenu

Astronomija X zraka (visokoenergentska) Ø Atmosfera nepropusna za X – zrake pa se teleskopi nalaze u Zemljinoj orbiti

Astronomija X zraka Ø Ø Ø X zrake emitiraju vrlo vrući plinovi (1 -100 milijuna K) X zračenje ima i zrači 100 000 puta više energije nego Sunce neutronske zvijezde i crne rupe zrače X zračenje do danas detektirano tisuće izvora fotoni energija viših od 30 ke. V imaju doseg nekoliko metara u zraku, od 0, 5 do 5 ke. V (najćešća količina energije nebeskih tijela) apsorbirana u 10 cm zraka Metode promatranja Ø sondirajuća raketa Ø baloni

Sateliti u Zemljinoj orbiti Ø detektira cijeli spektar X zraka- za razliku od balona Ø detekcija nije vremenski ograničena – za razliku od sondirajućih raketa Ø Detekcija CCD detektorom, kao u optičkim uređajima Ø Vidljiva svjetlost – 1 foton proizvede 1 elektron Ø X zrake- 1 foton proizvede 100 -1000 elektrona Ø Chandra X - ray Observatory Ø Ø Leti na 1/3 udaljenosti do Mjeseca Najveći satelit lansiran suttlom Vrlo glatka zrcala od iridija i zlata Zrake upadaju pod velikim kutevima

Mars Pathfinder Ø 1996 -1997 (brzo, dobro, jeftino) – do 150 mil. dolara Ø Mars Rover – analiza Marsove atmosfere, klime, geologije, kamenja Ø robotska misija Ø supersonični padobran, rakete i veliki airbag Ø 16 500 slika Lander; 550 Rover; 15 kemijskih analiza Ø akcelerometar, magnetometar, meteorološki senzori

Nove misije Ø Spirit i Opportunity Ø bolja pokretljivost Ø otkrili ˝stari Mars˝- vlažan i nastanjiv

Buduće misije

Zaključak Ø vrlo široko područje istraživanja Ø porijeklo i nastanak Svemira Ø život u Svemiru Ø teraformiranje?

Kraj ( spontani pljesak )