Astronomía
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La astronomía es una ciencia natural que se ocupa del estudio de objetos celestes (como lunas, planetas , estrellas , nebulosas y galaxias ); la física, la química y la evolución de este tipo de objetos; y los fenómenos que se originan fuera de la atmósfera de la Tierra (como explosiones de supernovas , estallidos de rayos gamma y la radiación cósmica de fondo ). Un tema relacionado pero distinto, cosmología , se ocupa de estudiar el universo en su conjunto.
La astronomía es una de las ciencias más antiguas. Culturas prehistóricas dejadas detrás de los artefactos astronómicos tales como la Monumentos egipcios y Monumentos de Nubia, y las civilizaciones tempranas como la Babilonios, Griegos, Chino, Indios, iraníes y Maya realizaron observaciones metódicas del cielo nocturno. Sin embargo, la invención del telescopio se requiere antes de la astronomía fue capaz de convertirse en una ciencia moderna. Disciplinas Históricamente, la astronomía ha incluido tan diversos como astrometría, navegación astronómica, astronomía observacional, y la realización de calendarios, pero la astronomía profesional es hoy en día consideran a menudo como sinónimo de la astrofísica .
Durante el siglo 20, el campo de la astronomía profesional divide en ramas observacionales y teóricas. Astronomía observacional se centra en la adquisición de datos a partir de observaciones de objetos astronómicos, que se analiza a continuación, utilizando los principios básicos de la física. Astronomía teórica se orienta hacia el desarrollo de modelos de computadora o analíticas para describir objetos y fenómenos astronómicos. Los dos campos se complementan entre sí, con la astronomía teórica buscando explicar los resultados observacionales, y las observaciones que se utiliza para confirmar los resultados teóricos.
Los astrónomos aficionados han contribuido a muchos descubrimientos astronómicos importantes, y la astronomía es una de las pocas ciencias donde los aficionados aún pueden desempeñar un papel activo, especialmente en el descubrimiento y la observación de transitorios fenómenos.
La astronomía no se debe confundir con la astrología , el sistema de creencias que afirma que los asuntos humanos están correlacionados con las posiciones de los objetos celestes. Aunque el dos campos comparten un origen común que ahora son totalmente distintos.
Lexicología
La palabra astronomía (del griego astron palabras ( ἄστρον), "estrella" y -nomy de nomos ( νόμος), "ley" o "cultura") literalmente significa "ley de las estrellas" (o "cultura de las estrellas", dependiendo de la traducción).
El uso de los términos "astronomía" y "astrofísica"
En general, tanto el término "la astronomía" o "astrofísica" puede ser usado para referirse a este tema. Sobre la base de estrictas definiciones de diccionario, "astronomía" se refiere a "el estudio de los objetos y la materia fuera de la atmósfera de la Tierra y de sus propiedades físicas y químicas" y "astrofísica" se refiere a la rama de la astronomía que trata con "el comportamiento, propiedades físicas, y procesos dinámicos de objetos y fenómenos celestes ". En algunos casos, como en la introducción del libro de texto introductorio del universo físico por Frank Shu, "astronomía" puede ser usado para describir el estudio cualitativo del sujeto, mientras que "Astrofísica" se utiliza para describir la versión orientada a la física del sujeto. Sin embargo, dado que la mayoría modernas ofertas de investigación astronómica con temas relacionados con la física, la astronomía moderna en realidad podría ser llamada la astrofísica. Pocos campos, como la astrometría, son puramente astronomía en lugar de también astrofísica. Varios departamentos en los que los científicos llevar a cabo la investigación sobre este tema puede utilizar "astronomía" y "la astrofísica", en parte dependiendo de si el departamento está históricamente afiliado a un departamento de la física, y muchos astrónomos profesionales tienen la física en lugar de grados astronomía. Una de las revistas científicas líderes en el campo es la revista europea llamada Astronomía y Astrofísica. Las revistas estadounidenses son líderes The Astrophysical Journal y The Astronomical Journal.
Historia
En los primeros tiempos, astronomía sólo comprendía la observación y predicciones de los movimientos de los objetos visibles a simple vista. En algunos lugares, como Stonehenge , primeras culturas montan artefactos masivos que posiblemente tenían algún propósito astronómico. Además de sus usos ceremoniales, éstos observatorios podrían emplearse para determinar las estaciones, un factor importante en saber cuándo plantar los cultivos, así como en la comprensión de la longitud del año.
Antes de que se inventaran las herramientas tales como el telescopio, los primeros estudios de las estrellas tuvo que ser llevado a cabo a partir de los únicos puntos de vista disponibles, a saber, los edificios altos y un terreno elevado utilizando el ojo desnudo. Como civilizaciones desarrollaron, más notablemente en Mesopotamia, China, Egipto, Grecia, India y América Central , los observatorios astronómicos fueron ensamblados, e ideas sobre la naturaleza del universo comenzó a ser explorado. La mayor parte de la astronomía temprana en realidad consistió en el mapeo de las posiciones de las estrellas y los planetas, una ciencia ahora se refiere como astrometría. A partir de estas observaciones, se formaron las primeras ideas acerca de los movimientos de los planetas, y la naturaleza del Sol, la Luna y la Tierra en el universo se exploraron filosóficamente. La Tierra se cree que es el centro del universo con el Sol, la Luna y las estrellas giran alrededor de él. Esto se conoce como la modelo geocéntrico del universo, o la Sistema de Ptolomeo, el nombre de Ptolomeo .
Un particularmente importante desarrollo en la primera fue el comienzo de la astronomía matemática y científica, que comenzó entre los babilonios, que sentó las bases de las tradiciones astronómicas posteriores que se desarrollaron en muchas otras civilizaciones. La Babilonios descubrió que los eclipses lunares se repetían en un ciclo repetitivo conocido como Saros.
A raíz de los babilonios, los importantes avances en la astronomía se hicieron en la antigua Grecia y la Mundo helenístico. Astronomía griega se caracteriza desde el principio por la búsqueda de una explicación racional, físico de los fenómenos celestes. En el siglo tercero antes de Cristo, Aristarco de Samos calcula el tamaño de la Tierra, y se mide la tamaño y la distancia de la Luna y el Sol, y fue el primero en proponer una heliocéntrica modelo del sistema solar. En el siglo segundo antes de Cristo, Hiparco descubrió precesión, calculó el tamaño y la distancia de la Luna e inventó los dispositivos astronómicos antiguos que se conocen como la astrolabio. Hiparco creó también un amplio catálogo de 1020 estrellas, y la mayoría de las constelaciones del hemisferio norte se derivan de la astronomía griega. La Antikythera mecanismo (c. 150-80 aC) fue uno de los primeros ordenador analógico diseñado para calcular la ubicación del Sol , la Luna y los planetas para una fecha determinada. Los artefactos tecnológicos de complejidad similar no vuelven a aparecer hasta el siglo 14, cuando mecánica relojes astronómicos aparecieron en Europa .
Durante la Edad Media, la astronomía era mayormente estancada en medieval Europa, al menos hasta el siglo 13. Sin embargo, astronomía floreció en el mundo islámico y otras partes del mundo. Esto llevó a la aparición de la primera astronómica observatorios de la Mundo musulmán a principios del siglo noveno. En 964, la galaxia de Andrómeda , la más grande de la galaxia en la Grupo Local, que contiene la Vía Láctea , fue descubierto por el astrónomo persa Azophi y descrita por primera vez en su Libro de las estrellas fijas. La SN 1006 supernova , la más brillante magnitud aparente evento estelar en la historia, fue observado por el astrónomo árabe egipcio Ali ibn Ridwan y la Los astrónomos chinos en 1006. Algunos de los destacados astrónomos islámicos (en su mayoría persas y árabes) que hicieron importantes contribuciones a la ciencia incluyen Albatenio, Thebit, Azophi, Albumasar, Biruni, Arzachel, Al-Birjandi, y los astrónomos de la Maragheh y Observatorios Samarkand. Los astrónomos durante ese tiempo introdujeron muchos Nombres árabes ahora se utilizan para las estrellas individuales. También se cree que las ruinas de Gran Zimbabwe y Tombuctú pueden haber albergado un observatorio astronómico. Los europeos habían creído anteriormente que no había habido ninguna observación astronómica en precolonial Edad Media el África subsahariana , pero los descubrimientos modernos demostrar lo contrario.
Revolución científica
Durante el Renacimiento , Nicolás Copérnico propuso un modelo heliocéntrico del Sistema Solar . Su trabajo fue defendido, amplió, y corregido por Galileo Galilei y Johannes Kepler . Galileo innovó utilizando telescopios para mejorar sus observaciones.
Kepler fue el primero en idear un sistema que describe correctamente los detalles del movimiento de los planetas con el Sol en el centro. Sin embargo, Kepler no tuvo éxito en la formulación de una teoría detrás de las leyes que escribió hacia abajo. Se dejó de Newton invención de dinámica celeste y su ley de la gravitación para finalmente explicar los movimientos de los planetas. Newton también desarrolló el telescopio reflector.
Otros descubrimientos en paralelo las mejoras en el tamaño y la calidad del telescopio. Más extensos catálogos de estrellas fueron producidos por Lacaille. El astrónomo William Herschel hizo un catálogo detallado de nebulosidad y grupos, y en 1781 descubrió el planeta Urano , el primer nuevo planeta encontrado. La distancia a una estrella se anunció por primera vez en 1838, cuando el paralaje de 61 Cygni se midió por Friedrich Bessel.
Durante los siglos 18-19, la atención a la problema de los tres cuerpo por Euler , Clairaut, y D'Alembert llevó a predicciones más precisas sobre los movimientos de la Luna y los planetas. Este trabajo fue perfeccionado por Lagrange y Laplace , lo que permite a las masas de los planetas y lunas que se estiman a partir de sus perturbaciones.
Avances significativos en la astronomía produjo con la introducción de las nuevas tecnologías, incluyendo la espectroscopio y la fotografía . Fraunhofer descubrió cerca de 600 bandas en el espectro del Sol en 1814-1815, lo que, en 1859, Kirchhoff atribuye a la presencia de diferentes elementos. Las estrellas fueron demostrado ser similar al propio Sol de la Tierra, pero con una amplia gama de temperaturas , masas y tamaños.
La existencia de la galaxia de la Tierra, la Vía Láctea , como un grupo separado de estrellas, fue sólo demostró en el siglo 20, junto con la existencia de las galaxias "externos", y poco después, la expansión del Universo , se ve en la recesión de la mayoría de las galaxias de nosotros. La astronomía moderna también ha descubierto muchos objetos exóticos como cuásares, púlsares, blazares, y radio galaxias, y ha utilizado estas observaciones para desarrollar teorías físicas que describen algunos de estos objetos en términos de objetos igualmente exóticos tales como los agujeros negros y las estrellas de neutrones. cosmología física hizo grandes avances durante el siglo 20, con el modelo del Big Bang fuertemente apoyado por la evidencia proporcionada por la astronomía y la física, como la radiación de fondo de microondas cósmico , la ley de Hubble , y abundancias de elementos cosmológicos. Los telescopios espaciales han permitido mediciones en partes del espectro electromagnético normalmente bloqueado o borrosa por la atmósfera.
Astronomía observacional
En astronomía, la principal fuente de información sobre cuerpos celestes y otros objetos es la visible luz o más generalmente la radiación electromagnética . Astronomía observacional se puede dividir de acuerdo a la región observada de la espectro electromagnético. Algunas partes del espectro se puede observar desde la Tierra superficie 's, mientras que otras partes son sólo observables ya sea de grandes altitudes o espacio. La información específica sobre estos subcampos es la siguiente.
La radioastronomía
La radioastronomía estudia la radiación con longitudes de onda mayores que aproximadamente un milímetro. La radioastronomía es diferente de la mayoría de las otras formas de la astronomía observacional en que la observada ondas de radio pueden ser tratados como ondas discretas más que como fotones . Por lo tanto, es relativamente fácil de medir tanto la amplitud y fase de las ondas de radio, mientras que no se hace esto tan fácilmente en longitudes de onda más cortas.
Aunque algunos ondas de radio son producidas por objetos astronómicos en la forma de emisión térmica, la mayor parte de la emisión de radio que se observa desde la Tierra se ve en la forma de radiación de sincrotrón, que se produce cuando los electrones oscilan alrededor campos magnéticos. Además, un número de líneas espectrales producidos por gas interestelar, en particular el hidrógeno línea espectral a los 21 cm, son observables en longitudes de onda de radio.
Una amplia variedad de objetos son observables en longitudes de onda de radio, incluyendo las supernovas , el gas interestelar, púlsares, y núcleos galácticos activos.
La astronomía infrarroja
Ofertas de astronomía infrarroja con la detección y el análisis de la radiación infrarroja (longitudes de onda más largas que la luz roja). Excepto en longitudes de onda próximas a la luz visible, la radiación infrarroja está fuertemente absorbidas por la atmósfera, y la atmósfera produce emisión infrarroja significativo. En consecuencia, los observatorios infrarrojos tienen que estar ubicados en lugares altos y secos o en el espacio. El espectro infrarrojo es útil para el estudio de los objetos que son demasiado frío para irradiar la luz visible, tales como planetas y discos circunestelares. Ya longitudes de onda infrarrojas también pueden penetrar las nubes de polvo que bloquean la luz visible, lo que permite la observación de las estrellas jóvenes en nubes moleculares y los núcleos de galaxias. Algunas moléculas irradian fuertemente en el infrarrojo. Esto puede ser usado para estudiar química en el espacio; más concretamente se puede detectar agua en los cometas.
Astronomía óptica
Históricamente, la astronomía óptica, también llamada astronomía luz visible, es la forma más antigua de la astronomía. Las imágenes ópticas se elaboraron originalmente a mano. A finales del siglo 19 y la mayor parte del siglo 20, las imágenes se hicieron utilizando equipo fotográfico. Imágenes modernas se hacen usando detectores digitales, en particular utilizando detectores dispositivos de carga acoplada (CCD). Aunque en sí la luz visible se extiende desde aproximadamente 4000 Å a 7000 Å (400 nm a 700 nm), el mismo equipo utilizado en estas longitudes de onda también se utiliza para observar algunas ultravioleta cercano y la radiación de infrarrojo cercano.
Astronomía ultravioleta
Astronomía ultravioleta se utiliza generalmente para referirse a las observaciones en ultravioleta longitudes de onda entre aproximadamente 100 y 3200 Å (10 a 320 nm). Luz en estas longitudes de onda es absorbida por la atmósfera de la Tierra, por lo que las observaciones en estas longitudes de onda se deben realizar desde la atmósfera superior o desde el espacio. Astronomía ultravioleta es más adecuada para el estudio de la radiación térmica y líneas espectrales de emisión de azul calientes estrellas ( Estrellas OB) que son muy brillantes en esta banda de onda. Esto incluye las estrellas azules en otras galaxias, que han sido el blanco de varias encuestas ultravioletas. Otros objetos observados comúnmente en la luz ultravioleta incluyen las nebulosas planetarias , remanentes de supernova, y los núcleos galácticos activos. Sin embargo, como la luz ultravioleta se absorbe fácilmente por polvo interestelar, un ajuste apropiado de mediciones ultravioletas es necesario.
Astronomía de rayos X
Astronomía de rayos X es el estudio de objetos astronómicos en Longitudes de onda de rayos-X. Típicamente, los objetos emiten radiación de rayos X como emisión sincrotrón (producida por electrones que oscilan alrededor de las líneas de campo magnético), emisión térmica de los gases delgadas por encima de 10 7 (10 millones) kelvin , y emisión térmica de los gases de espesor por encima de 10 7 Kelvin. Desde los rayos X son absorbidos por la atmósfera de la Tierra , todas las observaciones de rayos X se deben realizar desde globos de gran altitud, cohetes, o nave espacial. Notable Fuentes de rayos X incluyen Binarias de rayos X, púlsares, remanentes de supernova, galaxias elípticas, cúmulos de galaxias, y núcleos galácticos activos.
Según el sitio web oficial de la NASA, los rayos X se observaron primero y documentados en 1895 por Wilhelm Conrad Röntgen, un alemán científico que los encontró por casualidad al experimentar con tubos de vacío. A través de una serie de experimentos, incluyendo la fotografía de rayos X infame tomó la mano de su esposa con un anillo de boda en él, Röntgen fue capaz de descubrir los elementos iniciales de la radiación. La "X", de hecho, tiene su propio significado, ya que representa la incapacidad de Röntgen para identificar exactamente qué tipo de radiación que era.
Astronomía de rayos gamma
Gamma astronomía de rayos es el estudio de objetos astronómicos en las longitudes de onda más cortas del espectro electromagnético. Los rayos gamma pueden ser observados directamente por los satélites, como el Compton Gamma Ray Observatorio o por los telescopios especializados llamados telescopios Cherenkov atmosférica. Los telescopios Cherenkov no detectan realmente los rayos gamma directamente sino detectar los destellos de luz visible que se produce cuando los rayos gamma son absorbidos por la atmósfera de la Tierra.
Más fuentes emisoras de rayos gamma son en realidad los estallidos de rayos gamma, los objetos que sólo producen radiación gamma durante unos pocos milisegundos a miles de segundo antes de desaparecer. Sólo el 10% de las fuentes de rayos gamma son las fuentes no transitorios. Estos emisores de rayos gamma estables incluyen púlsares, estrellas de neutrones y agujeros negro candidatos como núcleos galácticos activos.
Los campos que no se basan en el espectro electromagnético
Además de la radiación electromagnética, algunos otros eventos que se originan desde grandes distancias pueden ser observadas desde la Tierra.
En astronomía de neutrinos, los astrónomos usan especial instalaciones subterráneas como SAGE, GALLEX, y Kamioka II / III para detectar neutrinos. Estos neutrinos se originan principalmente del Sol , sino también de las supernovas . Los rayos cósmicos, que consisten en partículas de muy alta energía que puede decaer o ser absorbidos cuando entran en la atmósfera de la Tierra, dar lugar a una cascada de partículas que pueden ser detectados por los observatorios actuales. Además, algún futuro detectores de neutrinos también pueden ser sensibles a las partículas producidas cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera de la Tierra. Astronomía de ondas gravitacionales es una nueva y emergente campo de la astronomía que pretende utilizar detectores de ondas gravitacionales para recopilar datos de observación sobre los objetos compactos. Unos observatorios se han construido, como el Observatorio de Interferómetro Láser Gravitacional LIGO, pero ondas gravitacionales son extremadamente difíciles de detectar.
Los astrónomos planetarios han observado directamente muchos de estos fenómenos a través de misiones de naves espaciales y retorno de muestras. Estas observaciones incluyen misiones de sobrevuelo con sensores remotos, vehículos de aterrizaje que pueden realizar experimentos en los materiales de la superficie, impactadores que permiten la teledetección de material enterrado, y las misiones de retorno de muestras que permiten el examen directo de laboratorio.
Ray o Gamma Gamma estallidos de rayos pueden ser o han sido detectados procedentes de los púlsares.
Mecánica Astrometría y celestes
Uno de los campos más antiguos de astronomía, y de toda la ciencia, es la medición de las posiciones de los objetos celestes. Históricamente, el conocimiento exacto de las posiciones del Sol, la Luna, los planetas y las estrellas ha sido esencial en navegación astronómica y en la toma de calendarios.
La medición cuidadosa de las posiciones de los planetas ha llevado a una sólida comprensión de la gravedad perturbaciones, y una capacidad de determinar pasadas y futuras posiciones de los planetas con gran precisión, un campo conocido como la mecánica celeste. Más recientemente el seguimiento de cercano a la Tierra objetos permitirá predicciones de encuentros cercanos y posibles colisiones con la Tierra.
La medición de paralaje estelar de las estrellas cercanas proporciona una base fundamental en la escalera de distancias cósmicas que se utiliza para medir la escala del universo. Mediciones de paralaje de las estrellas cercanas ofrecen una línea de base absoluta de las propiedades de las estrellas más distantes, debido a que sus propiedades se pueden comparar. Las mediciones de la velocidad radial y movimiento propio muestran los cinemática de estos sistemas a través de la galaxia de la Vía Láctea. Resultados astrométricas se utilizan también para medir la distribución de la materia oscura en la galaxia.
Durante la década de 1990, la técnica astrométrico de medir la bamboleo estelar era utilizado para detectar grandes planetas extrasolares orbitando estrellas cercanas.
Astronomía Teórica
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| Temas relacionados |
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Astrónomos teóricos utilizan una amplia variedad de herramientas que incluyen modelos analíticos (por ejemplo, polytropes para aproximar el comportamiento de una estrella ) y computacional simulaciones numéricas. Cada uno tiene algunas ventajas. Los modelos analíticos de un proceso son generalmente mejores para dar una idea de la esencia de lo que está pasando. Los modelos numéricos pueden revelar la existencia de fenómenos y efectos que de otro modo no se ve.
Los teóricos de la astronomía se esfuerzan para crear modelos teóricos y averiguar las consecuencias observacionales de esos modelos. Esto ayuda a los observadores buscan datos que pueden refutar un modelo o ayudarle en la elección entre varios modelos alternativos o conflictivos.
Los teóricos también tratan de generar o modificar los modelos a tener en cuenta los nuevos datos. En el caso de una inconsistencia, la tendencia general es tratar de hacer modificaciones mínimas al modelo para ajustar los datos. En algunos casos, una gran cantidad de datos inconsistentes con el tiempo puede llevar al abandono total de un modelo.
Los temas estudiados por los astrónomos teóricos incluyen: dinámica estelar y la evolución; formación de las galaxias; estructura a gran escala de la materia en el Universo ; origen de los rayos cósmicos; relatividad general y cosmología física , incluyendo cadena cosmología y la física de astropartículas. Relatividad Astrophysical sirve como una herramienta para medir las propiedades de las estructuras a gran escala para la que la gravitación desempeña un papel importante en los fenómenos físicos investigados y como base para el agujero negro (astro) la física y el estudio de ondas gravitacionales.
Algunas teorías y modelos ampliamente aceptados y estudiados en astronomía, ahora se incluyen en el Modelo Lambda-CDM son el Big Bang , la inflación cósmica , la materia oscura , y las teorías fundamentales de la física .
Unos pocos ejemplos de este proceso:
| Proceso físico | Herramienta experimental | Modelo teórico | Explica / predice |
| Gravitación | Los radiotelescopios | Sistema autogravitante | Aparición de una sistema de la estrella |
| Fusión nuclear | Espectroscopia | La evolución estelar | Cómo brillan las estrellas y cómo metales formados |
| La Gran Explosión | Telescopio Espacial Hubble , COBE | Universo en expansión | Edad del Universo |
| Las fluctuaciones cuánticas | La inflación cósmica | Problema de planitud | |
| Colapso gravitacional | Astronomía de rayos X | La relatividad general | Los agujeros negros en el centro de la galaxia de Andrómeda |
| Ciclo CNO en estrellas | La principal fuente de energía para la estrella masiva. |
La materia oscura y la energía oscura son los temas principales corrientes de la astronomía, ya que su descubrimiento y la controversia se originó durante el estudio de las galaxias.
Subcampos específicos
Astronomía solar
A una distancia de unos ocho minutos luz, la estrella más estudiado con frecuencia es el Sol, una secuencia principal típico estrella enana de estelar clase G2 V, y aproximadamente 4,6 Gyr edad. El Sol no se considera un estrella variable, pero no se someten a cambios periódicos en la actividad conocida como el ciclo de manchas solares . Se trata de una fluctuación de 11 años en número de manchas solares. Las manchas solares son regiones de temperaturas promedio inferior al previsto en que se asocian con una intensa actividad magnética.
El Sol ha aumentado de manera constante en la luminosidad en el transcurso de su vida, aumentando en un 40% desde que se convirtió en una estrella de la secuencia principal. El Sol también ha sufrido cambios periódicos en la luminosidad que pueden tener un impacto significativo en la Tierra. El mínimo de Maunder , por ejemplo, se cree que ha causado la Pequeña Edad de Hielo fenómeno durante las Edad Media .
La superficie exterior visible del Sol se llama la fotosfera. Por encima de esta capa es una región delgada conocida como la cromosfera. Este está rodeado por una zona de transición de rápido aumento de las temperaturas, y luego por la sobrecalentada corona.
En el centro del Sol es la región del núcleo, un volumen de temperatura y presión suficientes para la fusión nuclear que se produzca. Sobre el núcleo es el zona de radiación, donde el plasma transporta el flujo de energía por medio de radiación. Las capas externas forman una zona de convección, donde el material de gas transporta energía principalmente a través de desplazamiento físico del gas. Se cree que esta zona de convección crea la actividad magnética que genera manchas de sol.
Un viento solar de partículas de plasma constantemente fluye hacia el exterior desde el Sol hasta que llega al heliopausa. Este viento solar interactúa con el la magnetosfera de la Tierra para crear la Cinturones de radiación de Van Allen, así como la aurora donde las líneas de la El campo magnético de la Tierra descienden a la atmósfera .
Ciencia planetaria
Este campo astronómico examina el conjunto de planetas , lunas, planetas enanos, cometas , asteroides y otros cuerpos que orbitan alrededor del Sol, así como los planetas extrasolares. El sistema solar ha sido relativamente bien estudiado, inicialmente a través de telescopios y más tarde por la nave espacial. Esto ha proporcionado una buena comprensión general de la formación y evolución de este sistema planetario, aunque todavía se están haciendo nuevos descubrimientos.
El sistema solar se subdivide en los planetas interiores, el cinturón de asteroides y los planetas exteriores. El interior planetas terrestres consisten en Mercurio , Venus , Tierra y Marte . Los exterior de gas gigantes planetas son Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno . Más allá de Neptuno se encuentra el cinturón de Kuiper , y finalmente la Nube de Oort, que puede extenderse hasta un año luz.
Los planetas se formaron en el disco protoplanetario que rodeaba a principios del Sol A través de un proceso que incluyó la atracción gravitatoria, colisión, y la acumulación, el disco formado cúmulos de materia que, con el tiempo, se convirtieron en protoplanetas. La la presión de radiación de la viento solar luego expulsado la mayor parte de la materia unaccreted, y sólo esos planetas con masa suficiente retenido su atmósfera gaseosa. Los planetas seguían barrer o expulsar la materia restante durante un período de intenso bombardeo, evidenciado por los muchos cráteres de impacto en la Luna. Durante este período, algunos de los protoplanetas podría haber colisionado, la líder hipótesis de cómo se formó la Luna.
Una vez un planeta alcanza la masa suficiente, los materiales con diferentes densidades segregan dentro, durante diferenciación planetaria. Este proceso puede formar un núcleo de piedra o metálico, rodeado por un manto y una superficie exterior. El núcleo puede incluir regiones sólidas y líquidas, y algunos núcleos planetarios generar su propia campo magnético, que puede proteger sus ambientes de decapado viento solar.
Un planeta o luna de calor interior se produce a partir de las colisiones que crearon el cuerpo, materiales radiactivos (por ejemplo, el uranio , el torio , y 26 de Al ), o calentamiento de marea. Algunos planetas y lunas acumulan el calor suficiente para conducir los procesos geológicos tales como vulcanismo y la tectónica. Aquellos que se acumulan o retener un ambiente también puede someterse a la superficie de erosión del viento o el agua. Cuerpos más pequeños, sin calentamiento de marea, se enfrían más rápidamente; y su actividad geológica cesa con la excepción de la formación de cráteres de impacto.
Astronomía estelar
El estudio de estrellas y evolución estelar es fundamental para nuestra comprensión del universo. La astrofísica de las estrellas se ha determinado a través de la observación y la comprensión teórica; ya partir de simulaciones por ordenador del interior.
La formación estelar ocurre en regiones densas de gas y polvo, conocido como nubes moleculares gigantes. Cuando desestabilizado, fragmentos de nube pueden colapsar bajo la influencia de la gravedad, para formar una protoestrella. Una suficientemente densa y caliente, región central accionará la fusión nuclear, creando así una estrella de secuencia principal.
Casi todos los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio eran creado dentro de los núcleos de las estrellas.
Las características de la estrella resultante dependen principalmente de su masa de partida. Cuanto más masiva es la estrella, mayor es su luminosidad, y cuanto más rápidamente se expende el combustible de hidrógeno en su núcleo. Con el tiempo, este combustible de hidrógeno es completamente convertido en helio, y la estrella comienza a evolucionar. La fusión de helio requiere una temperatura más alta de base, de manera que la estrella se expande tanto en tamaño, y aumentos en la densidad de núcleo. La resultante gigante roja goza de una breve vida útil, antes de que el combustible de helio es a su vez consumidos. Muy estrellas masivas también pueden someterse a una serie de disminuir fases evolutivas, como se fusionan elementos cada vez más pesados.
El destino final de la estrella depende de su masa, con las estrellas de masa superior a aproximadamente ocho veces la del Sol convirtiéndose en núcleo colapso supernovas ; mientras que las estrellas más pequeñas forman nebulosas planetarias , y evolucionan en enanas blancas . El remanente de una supernova es una densa estrella de neutrones, o, si la masa estelar era al menos tres veces la del Sol, un agujero negro . Las estrellas binarias cercanas pueden seguir caminos evolutivos más complejas, como la transferencia de masa en una enana blanca que potencialmente puede causar una supernova. Las nebulosas planetarias y las supernovas son necesarias para la distribución de metales en el medio interestelar; sin ellos, todas las nuevas estrellas (y sus sistemas planetarios) se forman a partir de hidrógeno y helio solo.
Astronomía galáctica
Nuestros sistemas solares órbitas dentro de la Vía Láctea , un galaxia espiral barrada que es un destacado miembro de la Grupo Local de galaxias. Se trata de una masa giratoria de gas, polvo, estrellas y otros objetos, se mantienen unidos por la atracción gravitatoria mutua. A medida que la Tierra se encuentra dentro de los brazos exteriores polvorientos, hay una gran parte de la Vía Láctea que se oculta a la vista.
En el centro de la Vía Láctea es el núcleo, una protuberancia en forma de barra con lo que se cree que es un agujero negro supermasivo en el centro. Este está rodeado por cuatro brazos primarios esa espiral desde el núcleo. Esta es una región de formación estelar activa que contiene muchos más joven, estrellas de población I. El disco está rodeado por una aureola esferoide de mayores, de población II estrellas, así como concentraciones relativamente densas de estrellas conocidas como cúmulos globulares .
Entre las estrellas se encuentra el medio interestelar, una región de la materia escasa. En las regiones más densas, nubes moleculares de hidrógeno molecular y otros elementos crean regiones de formación estelar. Estos comienzan como un pacto núcleo pre-estelar o nebulosas oscuras, que se concentran y colapso (en volúmenes determinados por el Jeans longitud) para formar protoestrellas compactos.
Como aparecen las estrellas más masivas, transforman la nube en una región H II de gas brillante y plasma. La estelares de viento y de supernova explosiones de estas estrellas finalmente sirven para dispersar la nube, a menudo dejando atrás uno o más jóvenes cúmulos abiertos de estrellas. Estos grupos se dispersan gradualmente, y las estrellas se unen a la población de la Vía Láctea.
Estudios cinemáticos de la materia en la Vía Láctea y otras galaxias han demostrado que hay más masa que puede ser explicado por la materia visible. La halo de materia oscura parece dominar la masa, aunque la naturaleza de esta materia oscura sigue siendo indeterminado.
Astronomía extragaláctica
El estudio de los objetos fuera de nuestra galaxia es una rama de la astronomía se ocupa de la formación y evolución de galaxias; su morfología y clasificación; y el examen de las galaxias activas, y los grupos y cúmulos de galaxias. Esto último es importante para la comprensión de la estructura a gran escala del cosmos .
La mayoría de las galaxias se organizan en formas distintas que permiten esquemas de clasificación. Se dividen comúnmente en espiral, elípticas y galaxias irregulares.
Como el nombre sugiere, una galaxia elíptica tiene la forma de sección transversal de una elipse . Las estrellas se mueven a lo largo de órbitas aleatorias sin dirección preferida. Estas galaxias contienen poco o nada de polvo interestelar; algunas regiones de formación estelar; y las estrellas generalmente mayores. Las galaxias elípticas son más comunes en el centro de los cúmulos galácticos, y pueden formarse a través de fusiones de grandes galaxias.
Una galaxia espiral se organiza en un piso, disco giratorio, por lo general con un bulto prominente o bar en el centro, y brazos tirados brillantes que en espiral hacia el exterior. Los brazos son regiones polvorientas de formación estelar donde las estrellas jóvenes masivas producen un tinte azul. Las galaxias espirales son típicamente rodeados de un halo de estrellas más viejas. Tanto la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda son galaxias espirales.
Las galaxias irregulares son caóticos en apariencia, y no son ni espiral ni elíptica. Cerca de un cuarto de todas las galaxias son irregulares, y las formas peculiares de tales galaxias pueden ser el resultado de la interacción gravitatoria.
Una galaxia activa es una formación que está emitiendo una cantidad significativa de su energía de una fuente distinta de estrellas, polvo y gas; y es alimentado por una región compacta en el núcleo, que se cree generalmente para ser un agujero negro supermasivo que está emitiendo radiación de material en caer.
La radio galaxia es una galaxia activa que es muy luminoso en el radio de la porción del espectro, y está emitiendo enormes penachos o lóbulos de gas. Las galaxias activas que emiten radiación de alta energía son galaxias Seyfert, quásares y Blazars. Los quásares se cree que son los objetos más consistentemente luminosa en el universo conocido.
La estructura a gran escala del cosmos es representado por grupos y cúmulos de galaxias. Esta estructura se organiza en una jerarquía de agrupaciones, con ser el más grande de los supercúmulos. La materia colectiva se conforma en filamentos y paredes, dejando grandes huecos en el medio.
Cosmología
Cosmología (del κόσμος griega "mundo, universo" y λόγος "palabra, el estudio") podría ser considerado como el estudio del universo en su conjunto.
Las observaciones de la estructura a gran escala del universo , una rama conocida como la cosmología física , han proporcionado un profundo conocimiento de la formación y evolución del cosmos. Es fundamental para la cosmología moderna es la teoría bien aceptada de la gran explosión , en el que nuestro universo empezó en un solo punto en el tiempo, y después se expandió a lo largo de 13.7 Gyr a su condición actual. El concepto de la gran explosión se remonta al descubrimiento de la radiación de fondo de microondas en 1965.
En el curso de esta expansión, el universo se sometió a varias etapas evolutivas. En los primeros momentos, se teoriza que el universo experimentó una rápida inflación cósmica , que homogeneiza las condiciones de partida. A partir de entonces, la nucleosíntesis producida la abundancia elemental del universo temprano. (Ver también nucleocosmochronology.)
Cuando los primeros neutros átomos forman a partir de un mar de iones primordiales, el espacio se volvió transparente a la radiación, la liberación de la energía se ve hoy en día como la radiación de fondo de microondas. El universo en expansión y luego se sometió a una edad oscura debido a la falta de fuentes de energía estelares.
Una estructura jerárquica de la materia comenzó a formarse a partir de las variaciones de minutos en la densidad de masa. La materia acumulada en las regiones más densas, formando nubes de gas y las primeras estrellas. Estas estrellas masivas provocaron el proceso de re-ionización y se cree que han creado muchos de los elementos pesados en el universo temprano, que, a través de la desintegración nuclear, crean elementos más ligeros, lo que permite el ciclo de la nucleosíntesis de continuar por más tiempo.
Agregaciones gravitacionales agrupados en filamentos, dejando huecos en los huecos. Poco a poco, las organizaciones de gas y polvo se fusionaron para formar las primeras galaxias primitivas. Con el tiempo, estos sacaron en más materia, y se organizan a menudo en grupos y cúmulos de galaxias, y luego en supercúmulos de mayor escala.
Es fundamental para la estructura del universo es la existencia de la materia oscura y la energía oscura. Estos están ahora cree que son sus componentes dominantes, formando el 96% de la masa del universo. Por esta razón, mucho esfuerzo se gasta en tratar de entender la física de estos componentes.
Estudios Interdisciplinarios
Astronomía y astrofísica han desarrollado vínculos interdisciplinarios significativas con otros campos científicos importantes.arqueoastronomíaes el estudio de astronomías antiguas o tradicionales en su contexto cultural, utilizandoarqueológicayantropológicapruebas.Astrobiología es el estudio de la aparición y evolución de los sistemas biológicos en el universo, con especial énfasis en la posibilidad de vida no terrestre.
El estudio de químicos que se encuentran en el espacio, incluyendo su formación, la interacción y la destrucción, se llama astroquímica. Estas sustancias se encuentran generalmente en las nubes moleculares, aunque también pueden aparecer en las estrellas de baja temperatura, enanas marrones y planetas. Cosmoquímica es el estudio de las sustancias químicas que se encuentran dentro del Sistema Solar , incluyendo los orígenes de los elementos y las variaciones en los isótopos de ratios. Estos dos campos representan una superposición de las disciplinas de la astronomía y la química. Como " astronomía forense ", finalmente, los métodos de la astronomía se han utilizado para resolver problemas de derecho y de la historia.
Astronomía Amateur
La astronomía es una de las ciencias a las que los aficionados pueden contribuir más.
¿Hay otra vida en el Universo ? Sobre todo, ¿hay otras formas de vida inteligente? Si es así, ¿cuál es la explicación de la paradoja de Fermi ? La existencia de vida en otros lugares tiene importantes implicaciones científicas y filosóficas. Es el Sistema Solar normal o anormal?
