stringtranslate.com

Астрономия

Паранальская обсерватория Европейской Южной Обсерватории запускает лазерную направляющую звезду в Галактический Центр

Астрономия — это естественная наука , изучающая небесные объекты и явления , происходящие в космосе. Она использует математику , физику и химию для объяснения их происхождения и общей эволюции . Объекты интереса включают планеты , луны , звезды , туманности , галактики , метеороиды , астероиды и кометы . Соответствующие явления включают взрывы сверхновых , гамма-всплески , квазары , блазары , пульсары и космическое микроволновое фоновое излучение . В более общем смысле, астрономия изучает все, что возникает за пределами атмосферы Земли . Космология — это раздел астрономии, изучающий Вселенную в целом.

Астрономия — одна из древнейших естественных наук. Ранние цивилизации в зафиксированной истории проводили методичные наблюдения за ночным небом . К ним относятся египтяне , вавилоняне , греки , индийцы , китайцы , майя и многие древние коренные народы Америки . В прошлом астрономия включала в себя такие разнообразные дисциплины, как астрометрия , небесная навигация , наблюдательная астрономия и создание календарей .

Профессиональная астрономия делится на наблюдательную и теоретическую ветви. Наблюдательная астрономия сосредоточена на получении данных из наблюдений астрономических объектов. Затем эти данные анализируются с использованием основных принципов физики. Теоретическая астрономия ориентирована на разработку компьютерных или аналитических моделей для описания астрономических объектов и явлений. Эти две области дополняют друг друга. Теоретическая астрономия стремится объяснить результаты наблюдений, а наблюдения используются для подтверждения теоретических результатов.

Астрономия — одна из немногих наук, в которой любители играют активную роль . Это особенно касается открытия и наблюдения за кратковременными событиями . Астрономы-любители помогли со многими важными открытиями, такими как обнаружение новых комет.

Этимология

Астрономическая обсерватория, Новый Южный Уэльс, Австралия, 1873 г.
Астрономическая обсерватория Кито, построенная в 19 веке, расположена в 12 минутах к югу от экватора в Кито , Эквадор . [1]

Астрономия (от греческого ἀστρονομία от ἄστρον astron , «звезда» и -νομία -nomia от νόμος nomos , «закон» или «культура») означает «закон звезд» (или «культура звезд» в зависимости от перевода). Астрономию не следует путать с астрологией , системой верований, которая утверждает, что человеческие дела коррелируют с положением небесных объектов. [2] Хотя эти две области имеют общее происхождение, теперь они совершенно различны. [3]

Использование терминов «астрономия» и «астрофизика»

«Астрономия» и « астрофизика » являются синонимами. [4] [5] [6] Согласно строгим словарным определениям, «астрономия» относится к «изучению объектов и материи за пределами атмосферы Земли и их физических и химических свойств», [7] в то время как «астрофизика» относится к разделу астрономии, занимающемуся «поведением, физическими свойствами и динамическими процессами небесных объектов и явлений». [8] В некоторых случаях, как во введении вводного учебника «Физическая Вселенная» Фрэнка Шу , «астрономия» может использоваться для описания качественного изучения предмета, тогда как «астрофизика» используется для описания ориентированной на физику версии предмета. [9] Однако, поскольку большинство современных астрономических исследований имеют дело с предметами, связанными с физикой, современную астрономию на самом деле можно было бы назвать астрофизикой. [4] Некоторые области, такие как астрометрия , являются чисто астрономией, а не также астрофизикой. Различные отделы, в которых ученые проводят исследования по этой теме, могут использовать термины «астрономия» и «астрофизика», отчасти в зависимости от того, связан ли отдел исторически с физическим отделом, [5] и многие профессиональные астрономы имеют степени по физике, а не по астрономии. [6] Некоторые названия ведущих научных журналов в этой области включают The Astronomical Journal , The Astrophysical Journal и Astronomy & Astrophysics .

История

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

Древние времена

В ранние исторические времена астрономия состояла только из наблюдения и предсказания движений объектов, видимых невооруженным глазом. В некоторых местах ранние культуры собирали массивные артефакты, которые могли иметь какое-то астрономическое назначение. В дополнение к их церемониальному использованию, эти обсерватории могли использоваться для определения сезонов, что является важным фактором в знании того, когда сажать урожай, и в понимании продолжительности года. [10]

До изобретения таких инструментов, как телескоп, раннее изучение звезд проводилось с помощью невооруженного глаза. По мере развития цивилизаций, особенно в Египте , Месопотамии , Греции , Персии , Индии , Китае и Центральной Америке , были созданы астрономические обсерватории и начали развиваться идеи о природе Вселенной. Большая часть ранней астрономии состояла из картографирования положений звезд и планет, науки, которая теперь называется астрометрией . Из этих наблюдений были сформированы ранние идеи о движении планет, а природа Солнца, Луны и Земли во Вселенной была исследована философски. Считалось, что Земля является центром Вселенной, а Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг нее. Это известно как геоцентрическая модель Вселенной или система Птолемея , названная в честь Птолемея . [11]

Suryaprajnaptisūtra, астрономический текст джайнизма VI века до н. э. в The Schoyen Collection, Лондон. Выше: его рукопись, датируемая примерно  1500 годом н. э. [12]

Особенно важным ранним развитием было начало математической и научной астрономии, которая началась среди вавилонян , которые заложили основы для более поздних астрономических традиций, которые развились во многих других цивилизациях. [13] Вавилоняне обнаружили , что лунные затмения повторяются в повторяющемся цикле, известном как сарос . [14]

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

После вавилонян значительные успехи в астрономии были достигнуты в Древней Греции и эллинистическом мире. Греческая астрономия с самого начала характеризовалась поиском рационального, физического объяснения небесных явлений. [15] В 3 веке до нашей эры Аристарх Самосский оценил размер и расстояние до Луны и Солнца , и предложил модель Солнечной системы , в которой Земля и планеты вращались вокруг Солнца, теперь называемую гелиоцентрической моделью. [16] Во 2 веке до нашей эры Гиппарх открыл прецессию , вычислил размер и расстояние до Луны и изобрел самые ранние известные астрономические приборы, такие как астролябия . [17] Гиппарх также создал полный каталог из 1020 звезд, и большинство созвездий северного полушария происходят из греческой астрономии. [18] Механизм Антикитеры ( ок.  150–80 гг. до н. э.) был ранним аналоговым компьютером, предназначенным для расчета местоположения Солнца , Луны и планет на заданную дату. Технологические артефакты подобной сложности не появлялись до 14 века, когда в Европе появились механические астрономические часы . [19]

Средний возраст

Средневековая Европа была домом для ряда важных астрономов. Ричард Уоллингфордский (1292–1336) внес большой вклад в астрономию и часовое дело , включая изобретение первых астрономических часов, Rectangulus , которые позволяли измерять углы между планетами и другими астрономическими телами, а также экватора, называемого Альбионом , который можно было использовать для астрономических расчетов, таких как лунная , солнечная и планетарная долгота , и мог предсказывать затмения . Николь Орем (1320–1382) и Жан Буридан (1300–1361) первыми обсудили доказательства вращения Земли, кроме того, Буридан также разработал теорию импетуса (предшественника современной научной теории инерции ), которая смогла показать, что планеты способны двигаться без вмешательства ангелов. [20] Георг фон Пейербах (1423–1461) и Региомонтан (1436–1476) помогли сделать прогресс в астрономии решающим фактором в развитии Коперником гелиоцентрической модели десятилетия спустя.

Астрономия процветала в исламском мире и других частях света. Это привело к появлению первых астрономических обсерваторий в мусульманском мире к началу IX века. [21] [22] [23] В 964 году галактика Андромеды , самая большая галактика в Местной группе , была описана персидским мусульманским астрономом Абд аль-Рахманом ас-Суфи в его Книге неподвижных звезд . [24] Сверхновая SN 1006 , самое яркое звездное событие видимой величины в зарегистрированной истории, наблюдалась египетским арабским астрономом Али ибн Ридваном и китайскими астрономами в 1006 году. Иранский ученый Аль-Бируни заметил, что, в отличие от Птолемея , апогей Солнца (высшая точка на небе) был подвижным, а не фиксированным. [25] Некоторые из выдающихся исламских (в основном персидских и арабских) астрономов, которые внесли значительный вклад в науку, включают Аль-Баттани , Тебита , Абд ар-Рахмана ас-Суфи , Бируни , Абу Исхака Ибрагима аз-Заркали , Аль-Бирджанди и астрономы обсерваторий Мараги и Самарканда . Астрономы того времени ввели много арабских названий, которые теперь используются для отдельных звезд . [26] [27]

Также считается, что руины в Большом Зимбабве и Тимбукту [28] могли быть местом расположения астрономических обсерваторий. [29] В постклассической Западной Африке астрономы изучали движение звезд и связь с сезонами, создавая карты небес, а также точные диаграммы орбит других планет на основе сложных математических расчетов. Историк Сонгай Махмуд Кати задокументировал метеоритный дождь в августе 1583 года. [30] [31] Ранее европейцы считали, что в Африке к югу от Сахары в доколониальные Средние века не было никаких астрономических наблюдений , но современные открытия показывают обратное. [32] [33] [34] [35]

На протяжении более шести столетий (с момента возрождения античного учения в позднем Средневековье до эпохи Просвещения) Римско-католическая церковь оказывала большую финансовую и социальную поддержку изучению астрономии, чем, вероятно, все другие институты. Среди мотивов Церкви было определение даты Пасхи . [36]

Научная революция

Зарисовки и наблюдения Галилея за Луной показали , что ее поверхность гориста.
Астрономическая карта из ранней научной рукописи, около  1000 г.

В эпоху Возрождения Николай Коперник предложил гелиоцентрическую модель солнечной системы. Его работа была защищена Галилео Галилеем и расширена Иоганном Кеплером . Кеплер был первым, кто разработал систему , которая правильно описывала детали движения планет вокруг Солнца. Однако Кеплеру не удалось сформулировать теорию, лежащую в основе записанных им законов. [37] Именно Исаак Ньютон с его изобретением небесной динамики и его законом тяготения , наконец, объяснил движение планет. Ньютон также разработал рефлекторный телескоп . [38]

Улучшения в размере и качестве телескопа привели к дальнейшим открытиям. Английский астроном Джон Флемстид каталогизировал более 3000 звезд. [39] Более обширные звездные каталоги были составлены Николасом Луи де Лакайлем . Астроном Уильям Гершель составил подробный каталог туманностей и скоплений, а в 1781 году открыл планету Уран , первую новую обнаруженную планету. [40]

В течение 18–19 веков изучение задачи трёх тел Леонардом Эйлером , Алексисом Клодом Клеро и Жаном Лероном Д'Аламбером привело к более точным предсказаниям о движениях Луны и планет. Эта работа была далее уточнена Жозефом-Луи Лагранжем и Пьером Симоном Лапласом , что позволило оценить массы планет и лун по их возмущениям. [41]

Значительные успехи в астрономии произошли с внедрением новых технологий, включая спектроскоп и фотографию . Йозеф фон Фраунгофер открыл около 600 полос в спектре Солнца в 1814–1815 годах, которые в 1859 году Густав Кирхгоф приписал присутствию различных элементов. Было доказано, что звезды похожи на собственное Солнце Земли, но с широким диапазоном температур , масс и размеров. [26]

Существование галактики Земли, Млечного Пути , как собственной группы звезд было доказано только в 20 веке, вместе с существованием «внешних» галактик. Наблюдаемое разбегание этих галактик привело к открытию расширения Вселенной . [ 42] Теоретическая астрономия привела к предположениям о существовании таких объектов, как черные дыры и нейтронные звезды , которые использовались для объяснения таких наблюдаемых явлений, как квазары , пульсары , блазары и радиогалактики . Физическая космология достигла огромных успехов в 20 веке. В начале 1900-х годов была сформулирована модель теории Большого взрыва , в значительной степени подтвержденная космическим микроволновым фоновым излучением , законом Хаббла и космологическим изобилием элементов . Космические телескопы позволили проводить измерения в частях электромагнитного спектра, обычно блокируемых или размытых атмосферой. [43] В феврале 2016 года было обнаружено, что проект LIGO обнаружил доказательства существования гравитационных волн в сентябре прошлого года. [44] [45]

Наблюдательная астрономия

Обзор видов наблюдательной астрономии по наблюдаемым длинам волн и их наблюдаемости

Основным источником информации о небесных телах и других объектах является видимый свет или, в более общем смысле, электромагнитное излучение . [46] Наблюдательная астрономия может быть классифицирована в соответствии с соответствующей областью электромагнитного спектра , в которой проводятся наблюдения. Некоторые части спектра можно наблюдать с поверхности Земли, в то время как другие части можно наблюдать только либо с больших высот, либо за пределами атмосферы Земли. Конкретная информация по этим подобластям приведена ниже.

Радиоастрономия

Очень большой массив в Нью -Мексико , пример радиотелескопа

Радиоастрономия использует излучение с длинами волн более одного миллиметра, за пределами видимого диапазона. [47] Радиоастрономия отличается от большинства других форм наблюдательной астрономии тем, что наблюдаемые радиоволны можно рассматривать как волны, а не как дискретные фотоны . Следовательно, относительно легче измерить как амплитуду , так и фазу радиоволн, тогда как это не так легко сделать на более коротких длинах волн. [47]

Хотя некоторые радиоволны испускаются непосредственно астрономическими объектами, являясь продуктом теплового излучения , большая часть наблюдаемого радиоизлучения является результатом синхротронного излучения , которое возникает, когда электроны вращаются вокруг магнитных полей . [47] Кроме того, ряд спектральных линий, создаваемых межзвездным газом , в частности спектральная линия водорода на 21 см, можно наблюдать в радиодиапазоне. [9] [47]

В радиодиапазоне можно наблюдать множество других объектов, включая сверхновые , межзвездный газ, пульсары и активные ядра галактик . [9] [47]

Инфракрасная астрономия

Обсерватория ALMA — одна из самых высоких обсерваторий на Земле. Атакама, Чили. [48]

Инфракрасная астрономия основана на обнаружении и анализе инфракрасного излучения, длины волн которого больше, чем у красного света, и находятся за пределами диапазона нашего зрения. Инфракрасный спектр полезен для изучения объектов, которые слишком холодны, чтобы излучать видимый свет, таких как планеты, околозвездные диски или туманности, свет которых блокируется пылью. Более длинные волны инфракрасного излучения могут проникать через облака пыли, которые блокируют видимый свет, позволяя наблюдать молодые звезды, заключенные в молекулярных облаках и ядрах галактик. Наблюдения с помощью широкополосного инфракрасного обзорного исследователя (WISE) были особенно эффективны для обнаружения многочисленных галактических протозвезд и их звездных скоплений . [49] [50] За исключением инфракрасных длин волн , близких к видимому свету, такое излучение сильно поглощается атмосферой или маскируется, поскольку сама атмосфера производит значительное инфракрасное излучение. Следовательно, инфракрасные обсерватории должны располагаться в высоких, сухих местах на Земле или в космосе. [51] Некоторые молекулы сильно излучают в инфракрасном диапазоне. Это позволяет изучать химию космоса; более конкретно, он может обнаружить воду в кометах. [52]

Оптическая астрономия

Телескоп Subaru (слева) и обсерватория Кека (в центре) на Мауна-Кеа — оба примера обсерватории, работающей в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах. Инфракрасный телескоп NASA (справа) — пример телескопа, работающего только в ближнем инфракрасном диапазоне.

Исторически оптическая астрономия, которую также называют астрономией видимого света, является старейшей формой астрономии. [53] Изображения наблюдений изначально рисовались вручную. В конце 19-го века и большую часть 20-го века изображения делались с использованием фотографического оборудования. Современные изображения делаются с использованием цифровых детекторов, в частности, с использованием приборов с зарядовой связью (ПЗС), и записываются на современные носители. Хотя сам видимый свет простирается примерно от 4000 Å до 7000 Å (от 400 нм до 700 нм), [53] то же самое оборудование можно использовать для наблюдения некоторого ближнего ультрафиолетового и ближнего инфракрасного излучения.

Ультрафиолетовая астрономия

Ультрафиолетовая астрономия использует ультрафиолетовые длины волн приблизительно от 100 до 3200 Å (от 10 до 320 нм). [47] Свет на этих длинах волн поглощается атмосферой Земли, поэтому наблюдения на этих длинах волн необходимо проводить из верхних слоев атмосферы или из космоса. Ультрафиолетовая астрономия лучше всего подходит для изучения теплового излучения и спектральных линий излучения горячих голубых звезд ( звезд OB ), которые очень яркие в этом диапазоне волн. Сюда входят голубые звезды в других галактиках, которые были объектами нескольких ультрафиолетовых исследований. Другие объекты, обычно наблюдаемые в ультрафиолетовом свете, включают планетарные туманности , остатки сверхновых и активные ядра галактик. [47] Однако, поскольку ультрафиолетовый свет легко поглощается межзвездной пылью , необходима корректировка ультрафиолетовых измерений. [47]

Рентгеновская астрономия

Рентгеновская струя, исходящая от сверхмассивной черной дыры, обнаруженной рентгеновской обсерваторией НАСА «Чандра», стала видна благодаря свету из ранней Вселенной

Рентгеновская астрономия использует длины волн рентгеновского излучения . Обычно рентгеновское излучение создается синхротронным излучением (результатом вращения электронов вокруг линий магнитного поля), тепловым излучением из тонких газов с температурой выше 10 7 (10 миллионов) кельвинов и тепловым излучением из плотных газов с температурой выше 10 7 кельвинов. [47] Поскольку рентгеновские лучи поглощаются атмосферой Земли , все рентгеновские наблюдения должны проводиться с высотных аэростатов , ракет или спутников рентгеновской астрономии . Известные источники рентгеновского излучения включают рентгеновские двойные , пульсары , остатки сверхновых , эллиптические галактики , скопления галактик и активные ядра галактик . [47]

Гамма-астрономия

Гамма-астрономия наблюдает астрономические объекты на самых коротких длинах волн электромагнитного спектра. Гамма-лучи могут наблюдаться напрямую с помощью спутников, таких как Комптоновская гамма-обсерватория , или с помощью специализированных телескопов, называемых атмосферными черенковскими телескопами . [47] Черенковские телескопы не обнаруживают гамма-лучи напрямую, а вместо этого обнаруживают вспышки видимого света, возникающие при поглощении гамма-лучей атмосферой Земли. [54]

Большинство источников гамма-излучения на самом деле являются гамма-всплесками , объектами, которые производят гамма-излучение только в течение нескольких миллисекунд или тысяч секунд, прежде чем исчезнуть. Только 10% источников гамма-излучения являются нетранзиентными источниками. К таким постоянным источникам гамма-излучения относятся пульсары, нейтронные звезды и кандидаты в черные дыры , такие как активные ядра галактик. [47]

Поля, не основанные на электромагнитном спектре

Помимо электромагнитного излучения, с Земли можно наблюдать еще несколько событий, происходящих на больших расстояниях.

В нейтринной астрономии астрономы используют сильно экранированные подземные установки , такие как SAGE , GALLEX и Kamioka II/III, для обнаружения нейтрино . Подавляющее большинство нейтрино, проходящих через Землю, исходит от Солнца , но 24 нейтрино были также обнаружены от сверхновой 1987A . [47] Космические лучи , которые состоят из частиц очень высокой энергии (атомных ядер), которые могут распадаться или поглощаться при входе в атмосферу Земли, приводят к каскаду вторичных частиц, которые могут быть обнаружены текущими обсерваториями. [55] Некоторые будущие детекторы нейтрино также могут быть чувствительны к частицам, образующимся при попадании космических лучей в атмосферу Земли. [47]

Гравитационно-волновая астрономия — это новая область астрономии, которая использует детекторы гравитационных волн для сбора данных наблюдений об удаленных массивных объектах. Было построено несколько обсерваторий, таких как лазерная интерферометрическая гравитационная обсерватория LIGO . LIGO сделала свое первое обнаружение 14 сентября 2015 года, наблюдая гравитационные волны от двойной черной дыры . [56] Вторая гравитационная волна была обнаружена 26 декабря 2015 года, и дополнительные наблюдения должны продолжаться, но гравитационные волны требуют чрезвычайно чувствительных инструментов. [57] [58]

Сочетание наблюдений, проводимых с использованием электромагнитного излучения, нейтрино или гравитационных волн, а также другой дополнительной информации, известно как многоканальная астрономия . [59] [60]

Астрометрия и небесная механика

Звездное скопление Писмис 24 с туманностью

Одной из старейших областей в астрономии и во всей науке является измерение положений небесных объектов. Исторически точное знание положений Солнца, Луны, планет и звезд было необходимо для небесной навигации (использование небесных объектов для руководства навигацией) и для создания календарей . [61] : 39 

Тщательное измерение положений планет привело к прочному пониманию гравитационных возмущений и возможности определять прошлые и будущие положения планет с большой точностью, область, известная как небесная механика . Совсем недавно отслеживание околоземных объектов позволит предсказывать близкие встречи или потенциальные столкновения Земли с этими объектами. [62]

Измерение звездного параллакса близлежащих звезд обеспечивает фундаментальную основу в космической шкале расстояний , которая используется для измерения масштаба Вселенной. Измерения параллакса близлежащих звезд обеспечивают абсолютную основу для свойств более далеких звезд, поскольку их свойства можно сравнивать. Измерения лучевой скорости и собственного движения звезд позволяют астрономам строить графики движения этих систем через галактику Млечный Путь. Астрометрические результаты являются основой, используемой для расчета распределения предполагаемой темной материи в галактике. [63]

В 1990-х годах измерение звездного колебания соседних звезд использовалось для обнаружения крупных экзопланет, вращающихся вокруг этих звезд. [64]

Теоретическая астрономия

Теоретические астрономы используют несколько инструментов, включая аналитические модели и вычислительные числовые симуляции ; каждый из них имеет свои особые преимущества. Аналитические модели процесса лучше подходят для предоставления более широкого понимания сути происходящего. Численные модели раскрывают существование явлений и эффектов, которые иначе не наблюдались бы. [65] [66]

Теоретики в астрономии стремятся создавать теоретические модели, основанные на существующих наблюдениях и известной физике, и предсказывать наблюдательные последствия этих моделей. Наблюдение явлений, предсказанных моделью, позволяет астрономам выбирать между несколькими альтернативными или конфликтующими моделями. Теоретики также модифицируют существующие модели, чтобы учесть новые наблюдения. В некоторых случаях большой объем наблюдательных данных, которые не согласуются с моделью, может привести к отказу от нее в значительной степени или полностью, как в случае геоцентрической теории , существования светоносного эфира и стационарной модели космической эволюции.

Явления, моделируемые астрономами-теоретиками, включают:

Современная теоретическая астрономия отражает драматические достижения в области наблюдений с 1990-х годов, включая исследования космического микроволнового фона , далеких сверхновых и красных смещений галактик , которые привели к разработке стандартной модели космологии . Эта модель требует, чтобы Вселенная содержала большие количества темной материи и темной энергии , природа которых в настоящее время не очень хорошо изучена, но модель дает подробные предсказания, которые отлично согласуются со многими разнообразными наблюдениями. [67]

Конкретные подполя

Астрофизика

Астрофизика применяет физику и химию для понимания измерений, проводимых астрономией. Представление наблюдаемой Вселенной, включающее изображения с Хаббла и других телескопов .

Астрофизика — это раздел астрономии, который использует принципы физики и химии «для установления природы астрономических объектов , а не их положения или движения в пространстве». [68] [69] Среди изучаемых объектов — Солнце , другие звезды , галактики , внесолнечные планеты , межзвездная среда и космический микроволновый фон . [70] [71] Их излучения изучаются во всех частях электромагнитного спектра , а исследуемые свойства включают светимость , плотность , температуру и химический состав. Поскольку астрофизика — очень широкий предмет, астрофизики обычно применяют многие дисциплины физики, включая механику , электромагнетизм , статистическую механику , термодинамику , квантовую механику , теорию относительности , ядерную физику и физику элементарных частиц , а также атомную и молекулярную физику .

На практике современные астрономические исследования часто включают в себя значительный объем работы в областях теоретической и наблюдательной физики. Некоторые области исследований для астрофизиков включают их попытки определить свойства темной материи , темной энергии и черных дыр ; возможны ли путешествия во времени , могут ли образовываться червоточины или существует ли мультивселенная ; и происхождение и окончательная судьба Вселенной . [70] Темы, также изучаемые теоретическими астрофизиками, включают формирование и эволюцию Солнечной системы ; звездную динамику и эволюцию ; формирование и эволюцию галактик ; магнитогидродинамику ; крупномасштабную структуру материи во Вселенной; происхождение космических лучей ; общую теорию относительности и физическую космологию , включая космологию струн и физику астрочастиц .

Астрохимия

Астрохимия — это изучение распространенности и реакций молекул во Вселенной , а также их взаимодействия с излучением . Дисциплина является пересечением астрономии и химии . Слово «астрохимия» может применяться как к Солнечной системе , так и к межзвездной среде . Изучение распространенности элементов и изотопных соотношений в объектах Солнечной системы, таких как метеориты , также называется космохимией , в то время как изучение межзвездных атомов и молекул и их взаимодействия с излучением иногда называют молекулярной астрофизикой. Формирование, атомный и химический состав, эволюция и судьба облаков молекулярного газа представляют особый интерес, поскольку именно из этих облаков формируются солнечные системы. Исследования в этой области способствуют пониманию формирования Солнечной системы , происхождения и геологии Земли, абиогенеза , а также происхождения климата и океанов. [72]

Астробиология

Астробиология — междисциплинарная научная область, занимающаяся происхождением , ранней эволюцией , распространением и будущим жизни во Вселенной . Астробиология рассматривает вопрос о том, существует ли внеземная жизнь , и как люди могут ее обнаружить, если она есть. [73] Термин экзобиология похож. [74]

Астробиология использует молекулярную биологию , биофизику , биохимию , химию , астрономию, физическую космологию , экзопланетологию и геологию для исследования возможности жизни в других мирах и помогает распознавать биосферы , которые могут отличаться от земной. [75] Происхождение и ранняя эволюция жизни являются неотъемлемой частью дисциплины астробиологии. [76] Астробиология занимается интерпретацией существующих научных данных , и хотя предположения принимаются для придания контекста, астробиология занимается в первую очередь гипотезами , которые прочно вписываются в существующие научные теории .

Эта междисциплинарная область охватывает исследования происхождения планетарных систем , происхождения органических соединений в космосе , взаимодействия горных пород, воды и углерода, абиогенеза на Земле, обитаемости планет , исследования биосигнатур для обнаружения жизни и исследования потенциала адаптации жизни к вызовам на Земле и в космосе . [77] [78] [79]

Физическая космология

Космологию (от греческого κόσμος ( kosmos ) «мир, вселенная» и λόγος ( logos ) «слово, учение» или буквально «логика») можно считать изучением Вселенной в целом.

Хаббл Экстремально Глубокое Поле

Наблюдения крупномасштабной структуры Вселенной , раздел, известный как физическая космология , обеспечили глубокое понимание формирования и эволюции космоса. Основой современной космологии является общепринятая теория Большого взрыва , согласно которой наша Вселенная началась в одну точку времени , а затем расширялась в течение 13,8 миллиардов лет [80] до своего нынешнего состояния. [81] Концепция Большого взрыва восходит к открытию микроволнового фонового излучения в 1965 году. [81]

В ходе этого расширения Вселенная прошла несколько эволюционных стадий. В самые ранние моменты предполагается, что Вселенная испытала очень быструю космическую инфляцию , которая гомогенизировала начальные условия. После этого нуклеосинтез создал элементарное изобилие ранней Вселенной. [81] (См. также нуклеокосмохронологию .)

Когда первые нейтральные атомы образовались из моря первичных ионов, пространство стало прозрачным для излучения, высвобождая энергию, которую сегодня рассматривают как микроволновое фоновое излучение. Затем расширяющаяся Вселенная пережила Темный Век из-за отсутствия источников звездной энергии. [82]

Иерархическая структура материи начала формироваться из мельчайших изменений в плотности массы пространства. Материя накапливалась в самых плотных областях, образуя облака газа и самые ранние звезды, звезды населения III . Эти массивные звезды запустили процесс реионизации и, как полагают, создали многие из тяжелых элементов в ранней Вселенной, которые посредством ядерного распада создают более легкие элементы, позволяя циклу нуклеосинтеза продолжаться дольше. [83]

Гравитационные скопления группировались в нити, оставляя пустоты в зазорах. Постепенно организации газа и пыли слились, образовав первые примитивные галактики. Со временем они втянули больше материи и часто организовывались в группы и скопления галактик, а затем в более крупные сверхскопления. [84]

Основой структуры Вселенной является существование темной материи и темной энергии . Сейчас считается, что они являются ее доминирующими компонентами, формируя 96% массы Вселенной. По этой причине прилагаются большие усилия для того, чтобы попытаться понять физику этих компонентов. [85]

Внегалактическая астрономия

На этом изображении показаны несколько синих петлеобразных объектов, которые являются множественными изображениями одной и той же галактики, дублированными эффектом гравитационной линзы скопления желтых галактик около середины фотографии. Линза создается гравитационным полем скопления, которое преломляет свет, увеличивая и искажая изображение более удаленного объекта.

Изучение объектов за пределами нашей галактики является разделом астрономии, занимающимся формированием и эволюцией галактик , их морфологией (описанием) и классификацией , наблюдением за активными галактиками , а в более крупном масштабе — за группами и скоплениями галактик . Наконец, последнее важно для понимания крупномасштабной структуры космоса . [61]

Большинство галактик организованы в различные формы, которые позволяют использовать схемы классификации. Обычно их делят на спиральные , эллиптические и нерегулярные галактики. [86]

Как следует из названия, эллиптическая галактика имеет поперечное сечение в форме эллипса . Звезды движутся по случайным орбитам без какого-либо предпочтительного направления. Эти галактики содержат мало или совсем не содержат межзвездной пыли, мало областей звездообразования и более старые звезды. [61] : 877–878  Эллиптические галактики могли быть образованы путем слияния других галактик. [61] : 939 

Спиральная галактика организована в плоский вращающийся диск, обычно с заметным выступом или перемычкой в ​​центре, и отходящими яркими рукавами, которые спирально расходятся наружу. Рукава представляют собой пылевые области звездообразования, внутри которых массивные молодые звезды производят голубой оттенок. Спиральные галактики обычно окружены гало более старых звезд. И Млечный Путь , и один из наших ближайших соседей по галактике, галактика Андромеды , являются спиральными галактиками. [61] : 875 

Неправильные галактики имеют хаотичный вид и не являются ни спиральными, ни эллиптическими. [61] : 879  Около четверти всех галактик являются неправильными, и своеобразные формы таких галактик могут быть результатом гравитационного взаимодействия. [87]

Активная галактика — это образование, которое излучает значительную часть своей энергии из источника, отличного от ее звезд, пыли и газа. Она питается компактной областью в ядре, которая, как полагают, является сверхмассивной черной дырой, которая излучает излучение из падающего материала. [61] : 907  Радиогалактика — это активная галактика, которая очень яркая в радиочастотной части спектра и излучает огромные шлейфы или доли газа. Активные галактики, которые излучают более короткочастотное, высокоэнергетическое излучение, включают сейфертовские галактики , квазары и блазары . Квазары считаются наиболее стабильно светящимися объектами в известной Вселенной. [88]

Крупномасштабная структура космоса представлена ​​группами и скоплениями галактик. Эта структура организована в иерархию группировок, из которых самыми крупными являются сверхскопления . Коллективная материя формируется в нити и стены, оставляя большие пустоты между ними. [89]

Галактическая астрономия

Наблюдаемая структура спиральных рукавов Млечного Пути

Солнечная система вращается внутри Млечного Пути , перемычной спиральной галактики , которая является видным членом Местной группы галактик. Это вращающаяся масса газа, пыли, звезд и других объектов, удерживаемых вместе взаимным гравитационным притяжением. Поскольку Земля расположена внутри пыльных внешних рукавов, есть большие части Млечного Пути, которые скрыты от глаз. [61] : 837–842, 944 

В центре Млечного Пути находится ядро, балдж в форме бруска, в центре которого, как полагают, находится сверхмассивная черная дыра . Оно окружено четырьмя первичными рукавами, которые по спирали исходят из ядра. Это область активного звездообразования, которая содержит много молодых звезд населения I. Диск окружен сфероидальным гало из более старых звезд населения II , а также относительно плотными концентрациями звезд, известными как шаровые скопления . [90]

Между звездами находится межзвездная среда , область разреженной материи. В самых плотных областях молекулярные облака молекулярного водорода и других элементов создают области звездообразования. Они начинаются как компактное предзвездное ядро ​​или темные туманности , которые концентрируются и коллапсируют (в объемах, определяемых длиной Джинса ), образуя компактные протозвезды. [91]

По мере появления более массивных звезд они преобразуют облако в область H II (ионизированный атомарный водород) светящегося газа и плазмы. Звездный ветер и взрывы сверхновых от этих звезд в конечном итоге заставляют облако рассеиваться, часто оставляя после себя одно или несколько молодых рассеянных скоплений звезд. Эти скопления постепенно рассеиваются, и звезды присоединяются к популяции Млечного Пути. [92]

Кинематические исследования материи в Млечном Пути и других галактиках продемонстрировали, что там больше массы, чем может быть объяснено видимой материей. Гало темной материи, по-видимому, доминирует над массой, хотя природа этой темной материи остается неопределенной. [93]

Звездная астрономия

Mz 3 , часто называемая планетарной туманностью Муравей. Выбрасываемый газ из умирающей центральной звезды демонстрирует симметричные узоры, в отличие от хаотичных узоров обычных взрывов.

Изучение звезд и звездной эволюции имеет основополагающее значение для нашего понимания Вселенной. Астрофизика звезд была определена посредством наблюдения и теоретического понимания; и с помощью компьютерного моделирования внутреннего строения. [94] Звездообразование происходит в плотных областях пыли и газа, известных как гигантские молекулярные облака . При дестабилизации фрагменты облака могут коллапсировать под действием гравитации, образуя протозвезду . Достаточно плотная и горячая область ядра вызовет ядерный синтез , тем самым создавая звезду главной последовательности . [91]

Почти все элементы тяжелее водорода и гелия образовались внутри ядер звезд. [94 ]

Характеристики получившейся звезды зависят в первую очередь от ее начальной массы. Чем массивнее звезда, тем больше ее светимость и тем быстрее она перерабатывает водородное топливо в гелий в своем ядре. Со временем это водородное топливо полностью преобразуется в гелий, и звезда начинает эволюционировать . Синтез гелия требует более высокой температуры ядра. Звезда с достаточно высокой температурой ядра будет выталкивать свои внешние слои наружу, увеличивая при этом плотность ядра. Образовавшийся красный гигант , образованный расширяющимися внешними слоями, живет недолго, прежде чем гелиевое топливо в ядре, в свою очередь, будет израсходовано. Очень массивные звезды также могут проходить ряд эволюционных фаз, поскольку они перерабатывают все более тяжелые элементы. [95]

Окончательная судьба звезды зависит от ее массы, причем звезды с массой, превышающей примерно восемь масс Солнца, становятся сверхновыми с коллапсом ядра ; [96] в то время как более мелкие звезды сбрасывают свои внешние слои и оставляют после себя инертное ядро ​​в виде белого карлика . Выброс внешних слоев образует планетарную туманность . [97] Остаток сверхновой представляет собой плотную нейтронную звезду или, если масса звезды была по крайней мере в три раза больше массы Солнца, черную дыру . [98] Близко вращающиеся двойные звезды могут следовать более сложным эволюционным путям, таким как передача массы на компаньона белого карлика, что потенциально может вызвать сверхновую. [99] Планетарные туманности и сверхновые распределяют « металлы », образующиеся в звезде в результате слияния, в межзвездную среду; без них все новые звезды (и их планетные системы) формировались бы только из водорода и гелия. [100]

Солнечная астрономия

Ультрафиолетовое изображение активной фотосферы Солнца , полученное космическим телескопом TRACE . Фото NASA
Солнечная обсерватория Ломницкий штит ( Словакия ), построенная в 1962 году.

На расстоянии около восьми световых минут наиболее часто изучаемой звездой является Солнце , типичная карликовая звезда главной последовательности звездного класса G2 V, возрастом около 4,6 миллиардов лет (Gyr). Солнце не считается переменной звездой , но оно претерпевает периодические изменения активности, известные как цикл солнечных пятен . Это 11-летнее колебание числа солнечных пятен . Солнечные пятна представляют собой области с температурами ниже средних, которые связаны с интенсивной магнитной активностью. [101]

Солнце постоянно увеличивало свою светимость на 40% с тех пор, как оно впервые стало звездой главной последовательности. Солнце также претерпевало периодические изменения светимости, которые могут оказывать значительное влияние на Землю. [102] Например, считается, что минимум Маундера вызвал явление Малого ледникового периода в Средние века . [103]

В центре Солнца находится область ядра, объем достаточной температуры и давления для ядерного синтеза . Выше ядра находится зона излучения , где плазма переносит поток энергии посредством излучения. Выше находится зона конвекции , где газовый материал переносит энергию в основном посредством физического перемещения газа, известного как конвекция. Считается, что движение массы внутри зоны конвекции создает магнитную активность, которая генерирует солнечные пятна. [101] Видимая внешняя поверхность Солнца называется фотосферой . Выше этого слоя находится тонкая область, известная как хромосфера . Она окружена переходной областью быстро растущих температур и, наконец, перегретой короной . [61] : 498–502 

Солнечный ветер из плазменных частиц постоянно вырывается наружу от Солнца, пока на самом внешнем пределе Солнечной системы не достигнет гелиопаузы . Когда солнечный ветер проходит мимо Земли, он взаимодействует с магнитным полем Земли ( магнитосферой ) и отклоняет солнечный ветер, но улавливает часть, создавая радиационные пояса Ван Аллена , которые окутывают Землю. Полярные сияния возникают, когда частицы солнечного ветра направляются линиями магнитного потока в полярные области Земли, где линии затем опускаются в атмосферу . [ 104]

Планетарная наука

Черная точка наверху — это пылевой дьявол, взбирающийся по стене кратера на Марсе . Этот движущийся, закрученный столб марсианской атмосферы (сравнимый с земным торнадо ) создал длинную темную полосу.

Планетарная наука — это изучение совокупности планет , лун , карликовых планет , комет , астероидов и других тел, вращающихся вокруг Солнца, а также экзопланет. Солнечная система была относительно хорошо изучена, сначала с помощью телескопов, а затем с помощью космических аппаратов. Это дало хорошее общее понимание формирования и эволюции планетной системы Солнца, хотя все еще совершается много новых открытий. [105]

Солнечная система делится на внутреннюю Солнечную систему (подразделенную на внутренние планеты и пояс астероидов ), внешнюю Солнечную систему (подразделенную на внешние планеты и кентавры ), кометы, транснептуновую область (подразделенную на пояс Койпера и рассеянный диск ) и самые дальние области (например, границы гелиосферы и Облако Оорта , которые могут простираться до светового года). Внутренние планеты земной группы состоят из Меркурия , Венеры , Земли и Марса . Внешние планеты-гиганты — это газовые гиганты ( Юпитер и Сатурн ) и ледяные гиганты ( Уран и Нептун ). [106]

Планеты образовались 4,6 миллиарда лет назад в протопланетном диске , окружавшем раннее Солнце. В результате процесса, включавшего гравитационное притяжение, столкновение и аккрецию, диск образовал сгустки материи, которые со временем стали протопланетами. Затем радиационное давление солнечного ветра вытеснило большую часть неаккрецированной материи, и только планеты с достаточной массой сохранили свою газообразную атмосферу. Планеты продолжали подхватывать или выбрасывать оставшуюся материю в течение периода интенсивной бомбардировки, о чем свидетельствуют многочисленные ударные кратеры на Луне. В течение этого периода некоторые протопланеты могли столкнуться, и одно из таких столкновений могло образовать Луну . [107]

Как только планета достигает достаточной массы, материалы различной плотности разделяются внутри, во время планетарной дифференциации . Этот процесс может сформировать каменное или металлическое ядро, окруженное мантией и внешней корой. Ядро может включать твердые и жидкие области, а некоторые планетарные ядра генерируют собственное магнитное поле , которое может защищать их атмосферу от выдувания солнечным ветром. [108]

Внутреннее тепло планеты или луны образуется в результате столкновений, в результате которых образовалось тело, распада радиоактивных материалов ( например , урана , тория и 26 Al ) или приливного нагрева, вызванного взаимодействием с другими телами. Некоторые планеты и луны накапливают достаточно тепла, чтобы управлять геологическими процессами, такими как вулканизм и тектоника. Те, которые накапливают или сохраняют атмосферу, также могут подвергаться поверхностной эрозии от ветра или воды. Меньшие тела без приливного нагрева остывают быстрее; и их геологическая активность прекращается, за исключением ударных кратеров. [109]

Междисциплинарные исследования

Астрономия и астрофизика развили значительные междисциплинарные связи с другими основными научными областями. Археоастрономия — это изучение древней или традиционной астрономии в ее культурном контексте с использованием археологических и антропологических данных. Астробиология — это изучение появления и эволюции биологических систем во Вселенной с особым акцентом на возможности внеземной жизни. Астростатистика — это применение статистики к астрофизике для анализа огромного количества наблюдательных астрофизических данных. [110]

Изучение химических веществ, обнаруженных в космосе, включая их образование, взаимодействие и разрушение, называется астрохимией . Эти вещества обычно находятся в молекулярных облаках , хотя они также могут появляться в низкотемпературных звездах, коричневых карликах и планетах. Космохимия — это изучение химических веществ, обнаруженных в Солнечной системе, включая происхождение элементов и изменения в соотношениях изотопов . Обе эти области представляют собой перекрытие дисциплин астрономии и химии. Наконец, как « судебная астрономия », методы из астрономии использовались для решения проблем истории искусств [111] [112] и иногда права. [113]

Любительская астрономия

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

Астрономия — одна из наук, в которую любители могут внести наибольший вклад. [114]

В совокупности астрономы-любители наблюдают различные небесные объекты и явления, иногда с помощью оборудования потребительского уровня или оборудования, которое они изготавливают сами . Обычные цели астрономов-любителей включают Солнце, Луну, планеты, звезды, кометы, метеорные потоки и различные объекты дальнего космоса , такие как звездные скопления, галактики и туманности. Астрономические клубы расположены по всему миру, и многие из них имеют программы, помогающие своим членам настраивать и выполнять программы наблюдений, включая те, которые наблюдают все объекты в каталогах Мессье (110 объектов) или Гершеля 400 точек интереса на ночном небе. Одна из ветвей любительской астрономии, астрофотография , включает в себя съемку фотографий ночного неба. Многие любители предпочитают специализироваться на наблюдении определенных объектов, типов объектов или типов событий, которые их интересуют. [115] [116]

Большинство любителей работают на видимых длинах волн, но многие экспериментируют с длинами волн за пределами видимого спектра. Это включает использование инфракрасных фильтров на обычных телескопах, а также использование радиотелескопов. Пионером любительской радиоастрономии был Карл Янски , который начал наблюдать небо на радиоволнах в 1930-х годах. Ряд астрономов-любителей используют либо самодельные телескопы, либо радиотелескопы, которые изначально были построены для астрономических исследований, но которые теперь доступны любителям ( например , One -Mile Telescope ). [117] [118]

Астрономы-любители продолжают вносить научный вклад в область астрономии, и это одна из немногих научных дисциплин, где любители все еще могут вносить значительный вклад. Любители могут проводить измерения затмения, которые используются для уточнения орбит малых планет. Они также могут открывать кометы и проводить регулярные наблюдения переменных звезд. Улучшения в цифровых технологиях позволили любителям добиться впечатляющих успехов в области астрофотографии. [119] [120] [121]

Нерешенные проблемы астрономии

В 21 веке в астрономии остаются важные неотвеченные вопросы. Некоторые из них имеют космический масштаб: например, что такое темная материя и темная энергия ? Они доминируют в эволюции и судьбе космоса, однако их истинная природа остается неизвестной. [122] Какова будет окончательная судьба Вселенной ? [123] Почему распространенность лития в космосе в четыре раза ниже, чем предсказывает стандартная модель Большого взрыва ? [124] Другие относятся к более конкретным классам явлений. Например, является ли Солнечная система нормальной или нетипичной? [125] Каково происхождение спектра звездных масс? То есть, почему астрономы наблюдают одно и то же распределение звездных масс — начальную функцию масс — по-видимому, независимо от начальных условий? [126] Аналогичным образом остаются вопросы об образовании первых галактик , [127] происхождении сверхмассивных черных дыр , [128] источнике космических лучей сверхвысокой энергии , [129] и многом другом.

Есть ли другая жизнь во Вселенной ? Особенно, есть ли другая разумная жизнь ? Если да, то каково объяснение парадокса Ферми ? Существование жизни в других местах имеет важные научные и философские последствия. [130] [131]

Смотрите также

Списки

Ссылки

  1. ^ "Inicio" (на испанском). Астрономическая обсерватория Кито . Архивировано из оригинала 28 марта 2018 года.
  2. ^ Лосев, Александр (2012).«Астрономия» или «астрология»: краткая история очевидной путаницы». Журнал астрономической истории и наследия . 15 (1): 42–46. arXiv : 1006.5209 . Bibcode : 2012JAHH...15...42L. doi : 10.3724/SP.J.1440-2807.2012.01.05. ISSN  1440-2807. S2CID  51802196.
  3. ^ Unsöld, Albrecht; Baschek, Bodo (2001). Новый космос: введение в астрономию и астрофизику . Перевод Brewer, WD Berlin, New York: Springer. ISBN 978-3-540-67877-9.
  4. ^ ab Scharringhausen, B. (январь 2002 г.). "В чем разница между астрономией и астрофизикой?". Curious About Astronomy . Архивировано из оригинала 9 июня 2007 г. . Получено 17 ноября 2016 г. .
  5. ^ ab Odenwald, Sten. "Архив вопросов и ответов по астрономии: в чем разница между астрономией и астрофизикой?". Astronomy Cafe. Архивировано из оригинала 8 июля 2007 г. Получено 20 июня 2007 г.
  6. ^ ab "Школа естественных наук — астрономия и астрофизика". Penn State Erie . 18 июля 2005 г. Архивировано из оригинала 1 ноября 2007 г. Получено 20 июня 2007 г.
  7. ^ "astronomy". Merriam-Webster Online . Архивировано из оригинала 17 июня 2007 года . Получено 20 июня 2007 года .
  8. ^ "astrophysics". Merriam-Webster Online . Архивировано из оригинала 21 сентября 2012 года . Получено 20 июня 2007 года .
  9. ^ abc Shu, FH (1983). Физическая Вселенная . Mill Valley, Калифорния: University Science Books. ISBN 978-0-935702-05-7.
  10. ^ Форбс, Джордж (1909). История астрономии. Лондон: Plain Label Books. ISBN 978-1-60303-159-2. Архивировано из оригинала 28 августа 2018 . Получено 7 апреля 2019 .
  11. ^ ДеВитт, Ричард (2010). «Система Птолемея». Мировоззрения: Введение в историю и философию науки . Чичестер, Англия: Wiley. стр. 113. ISBN 978-1-4051-9563-8.
  12. ^ SuryaprajnaptiSūtra Архивировано 15 июня 2017 г. в Wayback Machine , The Schoyen Collection, Лондон/Осло
  13. ^ Aaboe, A. (1974). «Научная астрономия в античности». Philosophical Transactions of the Royal Society . 276 (1257): 21–42. Bibcode : 1974RSPTA.276...21A. doi : 10.1098/rsta.1974.0007. JSTOR  74272. S2CID  122508567.
  14. ^ "Eclipses and the Saros". NASA. Архивировано из оригинала 30 октября 2007 г. Получено 28 октября 2007 г.
  15. ^ Крафт, Фриц (2009). «Астрономия». В Канчике, Юбер; Шнайдер, Хельмут (ред.). Новый Поли Брилла .
  16. ^ Берргрен, Дж. Л.; Сидоли, Натан (май 2007 г.). «О размерах и расстояниях Солнца и Луны Аристарха: греческие и арабские тексты». Архив журнала History of Exact Sciences . 61 (3): 213–54. doi :10.1007/s00407-006-0118-4. S2CID  121872685.
  17. ^ "Гиппарх Родосский". Факультет математики и статистики, Университет Сент-Эндрюс , Шотландия. Архивировано из оригинала 23 октября 2007 г. Получено 28 октября 2007 г.
  18. ^ Терстон, Х. (1996). Ранняя астрономия. Springer Science & Business Media. стр. 2. ISBN 978-0-387-94822-5. Архивировано из оригинала 3 февраля 2021 . Получено 20 июня 2015 .
  19. ^ Марчант, Джо (2006). «В поисках утраченного времени». Nature . 444 (7119): 534–38. Bibcode : 2006Natur.444..534M. doi : 10.1038/444534a . PMID  17136067.
  20. ^ Ханнам, Джеймс. Философы Бога: как средневековый мир заложил основы современной науки . Icon Books Ltd, 2009, 180
  21. ^ Кеннеди, Эдвард С. (1962). «Обзор: Обсерватория в исламе и ее место в общей истории обсерватории Айдына Сайили». Isis . 53 (2): 237–39. doi :10.1086/349558.
  22. ^ Мишо, Франсуаза. Рашед, Рошди; Морелон, Режис (ред.). «Научные учреждения на средневековом Ближнем Востоке». Энциклопедия истории арабской науки . 3 : 992–93.
  23. ^ Nas, Peter J (1993). Городской символизм . Brill Academic Publishers. стр. 350. ISBN 978-90-04-09855-8.
  24. ^ Кеппл, Джордж Роберт; Саннер, Глен В. (1998). Путеводитель для наблюдателей ночного неба . Том. 1. Willmann-Bell, Inc. с. 18. ISBN 978-0-943396-58-3.
  25. ^ Ковингтон, Ричард (2007). «Повторное открытие арабской науки». Aramco World . Том 58, № 3. Архивировано из оригинала 1 марта 2021 г. Получено 6 марта 2023 г.
  26. ^ ab Берри, Артур (1961). Краткая история астрономии с древнейших времен до 19 века . Нью-Йорк: Dover Publications, Inc. ISBN 978-0-486-20210-5.
  27. ^ Хоскин, Майкл, ред. (1999). Кембриджская краткая история астрономии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-57600-0.
  28. ^ Маккиссак, Пэт; Маккиссак, Фредерик (1995). Королевские королевства Гана, Мали и Сонгай: жизнь в средневековой Африке . Х. Холт. стр. 103. ISBN 978-0-8050-4259-7.
  29. ^ Кларк, Стюарт; Кэррингтон, Дамиан (2002). «Затмение приносит претензии на средневековую африканскую обсерваторию». New Scientist . Архивировано из оригинала 30 апреля 2015 года . Получено 3 февраля 2010 года .
  30. ^ Хаммер, Джошуа (2016). Крутые библиотекари Тимбукту и их гонка за спасение самых ценных рукописей мира . Нью-Йорк: Simon & Schuster. С. 26–27. ISBN 978-1-4767-7743-6.
  31. ^ Холбрук, Харита С.; Медупе, Р. Фива; Джонсон Урама (2008). Африканская культурная астрономия. Спрингер. ISBN 978-1-4020-6638-2. Архивировано из оригинала 17 августа 2021 г. . Получено 19 октября 2020 г. .
  32. ^ "Космическая Африка исследует астрономию Африки". Наука в Африке. Архивировано из оригинала 3 декабря 2003 года . Получено 3 февраля 2002 года .
  33. ^ Холбрук, Харита С.; Медупе, Р. Фива; Урама, Джонсон О. (2008). Африканская культурная астрономия. Спрингер. ISBN 978-1-4020-6638-2. Архивировано из оригинала 26 августа 2016 . Получено 26 августа 2020 .
  34. ^ "Африканцы изучали астрономию в средние века". Королевское общество. 30 января 2006 г. Архивировано из оригинала 9 июня 2008 г. Получено 3 февраля 2010 г.
  35. ↑ Стенгер, Ричард «Звезда проливает свет на африканский «Стоунхендж»». CNN . 5 декабря 2002 г. Архивировано из оригинала 12 мая 2011 г.. CNN. 5 декабря 2002 г. Получено 30 декабря 2011 г.
  36. ^ Дж. Л. Хейлброн, Солнце в церкви: соборы как солнечные обсерватории (1999), стр. 3
  37. ↑ Форбс 1909, стр. 49–58.
  38. ↑ Форбс 1909, стр. 58–64.
  39. ↑ Чемберс, Роберт (1864) Книга дней Чемберса
  40. ↑ Форбс 1909, стр. 79–81.
  41. ↑ Форбс 1909, стр. 74–76.
  42. ^ Белкора, Лейла (2003). Minding the heavens: the story of our discovery of the Milky Way. CRC Press . стр. 1–14. ISBN 978-0-7503-0730-7. Архивировано из оригинала 27 октября 2020 . Получено 26 августа 2020 .
  43. ^ Маклин, Иэн С. (2008). «Побеждая атмосферу». Электронные изображения в астрономии . Springer Praxis Books. Берлин, Гейдельберг: Springer. стр. 39–75. doi :10.1007/978-3-540-76583-7_2. ISBN 978-3-540-76582-0.
  44. ^ Кастельвекки, Давиде; Витце, Витце (11 февраля 2016 г.). «Наконец-то найдены гравитационные волны Эйнштейна». Nature News . doi :10.1038/nature.2016.19361. S2CID  182916902. Архивировано из оригинала 12 февраля 2016 г. Получено 11 февраля 2016 г.
  45. ^ BP Abbott; et al. (LIGO Scientific Collaboration и Virgo Collaboration) (2016). "Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр". Physical Review Letters . 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102. PMID  26918975. S2CID  124959784.
  46. ^ "Электромагнитный спектр". NASA. Архивировано из оригинала 5 сентября 2006 года . Получено 17 ноября 2016 года .
  47. ^ abcdefghijklmn Cox, AN, ред. (2000). Астрофизические величины Аллена. Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 124. ISBN 978-0-387-98746-0. Архивировано из оригинала 19 ноября 2020 . Получено 26 августа 2020 .
  48. ^ "В поисках космоса". Изображение недели . Европейская южная обсерватория. Архивировано из оригинала 13 августа 2020 года . Получено 5 августа 2014 года .
  49. ^ "Wide-field Infrared Survey Explorer Mission". NASA University of California, Berkeley . 30 сентября 2014 г. Архивировано из оригинала 12 января 2010 г. Получено 17 ноября 2016 г.
  50. ^ Majaess, D. (2013). «Открытие протозвезд и их родительских скоплений с помощью WISE». Астрофизика и космическая наука . 344 (1): 175–186. arXiv : 1211.4032 . Bibcode : 2013Ap&SS.344..175M. doi : 10.1007/s10509-012-1308-y. S2CID  118455708.
  51. ↑ Staff (11 сентября 2003 г.). «Почему инфракрасная астрономия — горячая тема». ESA. Архивировано из оригинала 30 июля 2012 г. Получено 11 августа 2008 г.
  52. ^ "Инфракрасная спектроскопия – Обзор". NASA California Institute of Technology . Архивировано из оригинала 5 октября 2008 года . Получено 11 августа 2008 года .
  53. ^ ab Moore, P. (1997). Атлас Вселенной Филиппа . Великобритания: George Philis Limited. ISBN 978-0-540-07465-5.
  54. ^ Пенстон, Маргарет Дж. (14 августа 2002 г.). «Электромагнитный спектр». Совет по исследованиям физики элементарных частиц и астрономии. Архивировано из оригинала 8 сентября 2012 г. Получено 17 ноября 2016 г.
  55. ^ Гайссер, Томас К. (1990). Космические лучи и физика элементарных частиц . Cambridge University Press. стр. 1–2. ISBN 978-0-521-33931-5.
  56. ^ Эбботт, Бенджамин П. и др. (LIGO Scientific Collaboration и Virgo Collaboration) (2016). «Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр». Physical Review Letters . 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102. PMID  26918975. S2CID  124959784.
  57. ^ Тамманн, Густав-Андреас ; Тилеманн, Фридрих-Карл ; Траутманн, Дирк (2003). «Открытие новых окон в наблюдении за Вселенной». Europhysics News. Архивировано из оригинала 6 сентября 2012 года . Получено 17 ноября 2016 года .
  58. ^ Научное сотрудничество LIGO и сотрудничество Virgo; Эбботт, BP; Эбботт, R.; Эбботт, TD; Абернати, MR; Акернезе, F.; Экли, K.; Адамс, C.; Адамс, T. (15 июня 2016 г.). "GW151226: Наблюдение гравитационных волн от слияния двойной черной дыры массой 22 Солнца". Physical Review Letters . 116 (24): 241103. arXiv : 1606.04855 . Bibcode : 2016PhRvL.116x1103A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.241103. PMID  27367379. S2CID  118651851.
  59. ^ "Планирование светлого будущего: перспективы гравитационно-волновой астрономии с Advanced LIGO и Advanced Virgo". Научное сотрудничество LIGO . Архивировано из оригинала 23 апреля 2016 года . Получено 31 декабря 2015 года .
  60. ^ Син, Чжичжун; Чжоу, Шунь (2011). Нейтрино в физике элементарных частиц, астрономии и космологии. Springer. стр. 313. ISBN 978-3-642-17560-2. Архивировано из оригинала 3 февраля 2021 . Получено 20 июня 2015 .
  61. ^ abcdefghi Fraknoi, Andrew; et al. (2022). Астрономия 2e (2e ed.). OpenStax. ISBN 978-1-951693-50-3. OCLC  1322188620. Архивировано из оригинала 23 февраля 2023 г. . Получено 16 марта 2023 г. .
  62. ↑ Calvert, James B. (28 марта 2003 г.). «Небесная механика». Денверский университет. Архивировано из оригинала 7 сентября 2006 г. Получено 21 августа 2006 г.
  63. ^ "Hall of Precision Astrometry". University of Virginia Department of Astronomy. Архивировано из оригинала 26 августа 2006 года . Получено 17 ноября 2016 года .
  64. ^ Wolszczan, A.; Frail, DA (1992). «Планетная система вокруг миллисекундного пульсара PSR1257+12». Nature . 355 (6356): 145–47. Bibcode :1992Natur.355..145W. doi :10.1038/355145a0. S2CID  4260368.
  65. ^ Рот, Х. (1932). «Медленно сжимающаяся или расширяющаяся жидкая сфера и ее устойчивость». Physical Review . 39 (3): 525–29. Bibcode : 1932PhRv...39..525R. doi : 10.1103/PhysRev.39.525.
  66. ^ Эддингтон, А.С. (1926). «Внутреннее строение звезд». Science . 52 (1341). Cambridge University Press: 233–40. Bibcode : 1920Sci....52..233E . doi :10.1126/science.52.1341.233. ISBN 978-0-521-33708-3. PMID  17747682. Архивировано из оригинала 17 августа 2021 г. . Получено 4 ноября 2020 г. .
  67. ^ Beringer, J.; et al. (Particle Data Group) (2012). "Обзор физики элементарных частиц 2013 года" (PDF) . Phys. Rev. D . 86 (1): 010001. Bibcode :2012PhRvD..86a0001B. doi : 10.1103/PhysRevD.86.010001 . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.
  68. ^ Килер, Джеймс Э. (ноябрь 1897 г.). «Важность астрофизических исследований и связь астрофизики с другими физическими науками». The Astrophysical Journal . 6 (4): 271–88. Bibcode :1897ApJ.....6..271K. doi : 10.1086/140401 . PMID  17796068. [Астрофизика] тесно связана, с одной стороны, с астрономией, частью которой ее можно по праву считать, а с другой стороны, с химией и физикой.… Она стремится выяснить природу небесных тел, а не их положения или движения в пространстве — то, чем они являются, а не где они находятся.… Возможно, наиболее характерной чертой астрофизики является особое внимание, которое она уделяет изучению излучения.
  69. ^ "astrophysics". Merriam-Webster, Incorporated. Архивировано из оригинала 10 июня 2011 года . Получено 22 мая 2011 года .
  70. ^ ab "Focus Areas – NASA Science". nasa.gov . Архивировано из оригинала 16 мая 2017 года . Получено 12 ноября 2018 года .
  71. ^ "астрономия". Encyclopaedia Britannica . Архивировано из оригинала 10 мая 2015 года . Получено 12 ноября 2018 года .
  72. ^ "Astrochemistry". www.cfa.harvard.edu/ . 15 июля 2013 г. Архивировано из оригинала 20 ноября 2016 г. Получено 20 ноября 2016 г.
  73. ^ "About Astrobiology". NASA Astrobiology Institute . NASA. 21 января 2008 г. Архивировано из оригинала 11 октября 2008 г. Получено 20 октября 2008 г.
  74. ↑ Статья в словаре Merriam Webster «Экзобиология». Архивировано 4 сентября 2018 г. на Wayback Machine (дата обращения 11 апреля 2013 г.)
  75. ^ Уорд, П. Д.; Браунли, Д. (2004). Жизнь и смерть планеты Земля . Нью-Йорк: Owl Books. ISBN 978-0-8050-7512-0.
  76. ^ "Происхождение жизни и эволюция биосфер". Журнал: Происхождение жизни и эволюция биосфер . Архивировано из оригинала 8 февраля 2020 г. Получено 6 апреля 2015 г.
  77. ^ "Выпуск первой дорожной карты для европейской астробиологии". Европейский научный фонд . Astrobiology Web. 29 марта 2016 г. Архивировано из оригинала 10 июня 2020 г. Получено 2 апреля 2016 г.
  78. ^ Corum, Jonathan (18 декабря 2015 г.). «Картографирование спутников Сатурна». The New York Times . Архивировано из оригинала 20 мая 2020 г. Получено 18 декабря 2015 г.
  79. ^ Cockell, Charles S. (4 октября 2012 г.). «Как поиск инопланетян может помочь сохранить жизнь на Земле». CNN News . Архивировано из оригинала 10 сентября 2016 г. Получено 8 октября 2012 г.
  80. ^ "Космические детективы". Европейское космическое агентство (ЕКА). 2 апреля 2013 г. Архивировано из оригинала 11 февраля 2019 г. Получено 15 апреля 2013 г.
  81. ^ abc Додельсон, Скотт (2003). Современная космология . Academic Press . стр. 1–22. ISBN 978-0-12-219141-1.
  82. ↑ Hinshaw, Gary (13 июля 2006 г.). «Космология 101: изучение Вселенной». NASA WMAP. Архивировано из оригинала 13 августа 2006 г. Получено 10 августа 2006 г.
  83. ^ Додельсон, 2003, стр. 216–61
  84. ^ "Galaxy Clusters and Large-Scale Structure". Кембриджский университет. Архивировано из оригинала 10 октября 2006 года . Получено 8 сентября 2006 года .
  85. ^ Прейсс, Пол. «Темная энергия заполняет космос». Министерство энергетики США, лаборатория Беркли. Архивировано из оригинала 11 августа 2006 года . Получено 8 сентября 2006 года .
  86. ↑ Keel, Bill (1 августа 2006 г.). «Классификация галактик». Университет Алабамы. Архивировано из оригинала 1 сентября 2006 г. Получено 8 сентября 2006 г.
  87. ^ "A lopsided lynx". esahubble.org . Европейское космическое агентство . 8 августа 2016 г. Архивировано из оригинала 9 июля 2021 г. Получено 17 марта 2023 г.
  88. ^ "Активные галактики и квазары". NASA. Архивировано из оригинала 31 августа 2006 года . Получено 17 ноября 2016 года .
  89. ^ Майкл Зейлик (2002). Астрономия: Эволюционирующая Вселенная (8-е изд.). Wiley. ISBN 978-0-521-80090-7.
  90. ↑ Отт, Томас (24 августа 2006 г.). «Галактический центр». Институт внеземной физики Макса Планка. Архивировано из оригинала 4 сентября 2006 года . Проверено 17 ноября 2016 г.
  91. ^ ab Smith, Michael David (2004). «Облачное образование, эволюция и разрушение». Происхождение звезд . Imperial College Press. стр. 53–86. ISBN 978-1-86094-501-4. Архивировано из оригинала 13 августа 2021 г. . Получено 26 августа 2020 г. .
  92. ^ Смит, Майкл Дэвид (2004). «Массивные звезды». Происхождение звезд . Imperial College Press. стр. 185–99. ISBN 978-1-86094-501-4. Архивировано из оригинала 13 августа 2021 г. . Получено 26 августа 2020 г. .
  93. ^ Ван ден Берг, Сидней (1999). «Ранняя история темной материи». Публикации Астрономического общества Тихого океана . 111 (760): 657–60. arXiv : astro-ph/9904251 . Bibcode :1999PASP..111..657V. doi :10.1086/316369. S2CID  5640064.
  94. ^ ab Harpaz, 1994, стр. 7–18
  95. ^ Харпаз, 1994
  96. ^ Харпаз, 1994, стр. 173–78.
  97. ^ Харпаз, 1994, стр. 111–18.
  98. ^ Одуз, Жан; Израиль, Гай, ред. (1994). Кембриджский атлас астрономии (3-е изд.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-43438-6.
  99. ^ Харпаз, 1994, стр. 189–210.
  100. ^ Харпаз, 1994, стр. 245–56.
  101. ^ ab Johansson, Sverker (27 июля 2003 г.). "The Solar FAQ". Архив Talk.Origins. Архивировано из оригинала 7 сентября 2006 г. Получено 11 августа 2006 г.
  102. ^ Лернер, К. Ли; Лернер, Бренда Уилмот (2006). «Проблемы окружающей среды: основные первичные источники». Thomson Gale. Архивировано из оригинала 10 июля 2012 г. Получено 17 ноября 2016 г.
  103. ^ Pogge, Richard W. (1997). "The Once & Future Sun". Новые перспективы в астрономии . Архивировано из оригинала (конспекты лекций) 27 мая 2005 года . Получено 3 февраля 2010 года .
  104. ^ Stern, DP; Peredo, M. (28 сентября 2004 г.). «Исследование магнитосферы Земли». NASA. Архивировано из оригинала 24 августа 2006 г. Получено 22 августа 2006 г.
  105. ^ Белл III, Дж. Ф.; Кэмпбелл, БА; Робинсон, М. С. (2004). Дистанционное зондирование для наук о Земле: Руководство по дистанционному зондированию (3-е изд.). John Wiley & Sons. Архивировано из оригинала 11 августа 2006 г. Получено 17 ноября 2016 г.
  106. ^ Grayzeck, E.; Williams, DR (11 мая 2006 г.). «Lunar and Planetary Science». NASA. Архивировано из оригинала 20 августа 2006 г. Получено 21 августа 2006 г.
  107. ^ Монмерль, Тьерри; Ожеро, Жан-Шарль; Шоссидон, Марк; и др. (2006). «Формирование и ранняя эволюция Солнечной системы: первые 100 миллионов лет». Земля, Луна и планеты . 98 (1–4): 39–95. Bibcode : 2006EM&P...98...39M. doi : 10.1007/s11038-006-9087-5. S2CID  120504344.
  108. ^ Монмерль, 2006, стр. 87–90.
  109. ^ Битти, Дж. К.; Петерсен, К. К.; Чайкин, А., ред. (1999). Новая Солнечная система. Cambridge press. стр. 70-е издание = 4-е. ISBN 978-0-521-64587-4. Архивировано из оригинала 30 марта 2015 . Получено 26 августа 2020 .
  110. ^ Hilbe, Joseph M. (2017). «Астростатистика». Wiley Stats Ref : Statistics Reference Online . Wiley. стр. 1–5. doi :10.1002/9781118445112.stat07961. ISBN 9781118445112.
  111. ^ Уэллетт, Дженнифер (13 мая 2016 г.). «Ученые использовали звезды, чтобы подтвердить, когда была написана известная сапфическая поэма». Gizmodo . Архивировано из оригинала 24 марта 2023 г. Получено 24 марта 2023 г.
  112. ^ Эш, Саммер (17 апреля 2018 г.). «„Судебная астрономия“ раскрывает секреты знаковой фотографии Анселя Адамса». Scientific American . Архивировано из оригинала 24 марта 2023 г. . Получено 24 марта 2023 г. .
  113. ^ Марше, Джордан Д. (2005). «Эпилог». Театры времени и пространства: американские планетарии, 1930–1970 . Издательство Ратгерского университета. С. 170–178. ISBN 0-813-53576-X. JSTOR  j.ctt5hjd29.14.
  114. ^ Mims III, Forrest M. (1999). «Любительская наука — крепкая традиция, светлое будущее». Science . 284 (5411): 55–56. Bibcode :1999Sci...284...55M. doi :10.1126/science.284.5411.55. S2CID  162370774. Астрономия традиционно была одной из самых плодородных областей для серьезных любителей [...]
  115. ^ "Американское метеорное общество". Архивировано из оригинала 22 августа 2006 года . Получено 24 августа 2006 года .
  116. ^ Лодригасс, Джерри. "Catching the Light: Astrophotography". Архивировано из оригинала 1 сентября 2006 года . Получено 24 августа 2006 года .
  117. ^ Ghigo, F. (7 февраля 2006 г.). "Карл Янский и открытие космических радиоволн". Национальная радиоастрономическая обсерватория. Архивировано из оригинала 31 августа 2006 г. Получено 24 августа 2006 г.
  118. ^ "Cambridge Amateur Radio Astronomers". Архивировано из оригинала 24 мая 2012 года . Получено 24 августа 2006 года .
  119. ^ "Международная ассоциация по определению времени затмений". Архивировано из оригинала 21 августа 2006 года . Получено 24 августа 2006 года .
  120. ^ "Премия Эдгара Вильсона". Центральное бюро астрономических телеграмм МАС. Архивировано из оригинала 24 октября 2010 года . Получено 24 октября 2010 года .
  121. ^ "Американская ассоциация наблюдателей переменных звезд". AAVSO. Архивировано из оригинала 2 февраля 2010 года . Получено 3 февраля 2010 года .
  122. ^ "11 вопросов по физике для нового века". Pacific Northwest National Laboratory. Архивировано из оригинала 3 февраля 2006 года . Получено 12 августа 2006 года .
  123. ↑ Хиншоу, Гэри (15 декабря 2005 г.). «Какова конечная судьба Вселенной?». NASA WMAP. Архивировано из оригинала 29 мая 2007 г. Получено 28 мая 2007 г.
  124. ^ Howk, J. Christopher; Lehner, Nicolas; Fields, Brian D.; Mathews, Grant J. (6 сентября 2012 г.). «Наблюдение межзвездного лития в малометалличном Малом Магеллановом Облаке». Nature . 489 (7414): 121–23. arXiv : 1207.3081 . Bibcode :2012Natur.489..121H. doi :10.1038/nature11407. PMID  22955622. S2CID  205230254.
  125. ^ Бир, ME; Кинг, AR; Ливио, M.; Прингл, JE (ноябрь 2004 г.). «Насколько особенна Солнечная система?». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 354 (3): 763–768. arXiv : astro-ph/0407476 . Bibcode : 2004MNRAS.354..763B. doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.08237.x . S2CID  119552423.
  126. ^ Kroupa, Pavel (2002). «The Initial Mass Function of Stars: Evidence for Uniformity in Variable Systems». Science . 295 (5552): 82–91. arXiv : astro-ph/0201098 . Bibcode :2002Sci...295...82K. doi :10.1126/science.1067524. PMID  11778039. S2CID  14084249.
  127. ^ "FAQ – Как образовались галактики?". NASA. Архивировано из оригинала 28 июня 2015 г. Получено 28 июля 2015 г.
  128. ^ "Supermassive Black Hole". Университет Суинберна. Архивировано из оригинала 14 августа 2020 года . Получено 28 июля 2015 года .
  129. ^ Hillas, AM (сентябрь 1984 г.). «Происхождение космических лучей сверхвысокой энергии». Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 22 : 425–44. Bibcode : 1984ARA&A..22..425H. doi : 10.1146/annurev.aa.22.090184.002233. Это создает проблему для этих моделей, потому что [...]
  130. ^ "Rare Earth: Complex Life Elsewhere in the Universe?". Журнал Astrobiology . 15 июля 2002 г. Архивировано из оригинала 28 июня 2011 г. Получено 12 августа 2006 г.
  131. ^ Саган, Карл. «Поиски внеземного разума». Журнал Cosmic Search . Архивировано из оригинала 18 августа 2006 года . Получено 12 августа 2006 года .

Библиография

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Астрономия».
В Wikibooks есть больше информации по теме: Астрономия