Astronomie

Astronomie este știința de observarea stelelor , încercând să explice lor de origine , evoluția lor și proprietățile lor fizice și chimice .

Etimologia termenului de astronomie provine din greaca ἀστρονομία (ἄστρον și νόμος) care înseamnă legea stelelor.

Cu peste 5.000 de ani de istorie, originile astronomiei depășesc Antichitatea în practicile religioase preistorice . Astronomia este una dintre puținele științe în care amatorii joacă încă un rol activ. Este practicat ca hobby de un public numeros de astronomi amatori .

Poveste

Astronomia este considerată a fi cea mai veche dintre științe. Arheologia arată că unele civilizații din epoca bronzului , și , probabil, neolitic a avut deja cunoștințe de astronomie. Înțeleguseră caracterul periodic al echinocțiilor și, fără îndoială, relația lor cu ciclul anotimpurilor , știau, de asemenea, să recunoască anumite constelații . Astronomia modernă își datorează dezvoltarea matematicii din Grecia antică și inventării instrumentelor de observare la sfârșitul Evului Mediu . Dacă astronomia a fost practicată timp de câteva secole alături de astrologie , Epoca Iluminismului și redescoperirea gândirii grecești au văzut apariția distincției dintre rațiune și credință , atât de mult încât astrologia nu mai era practicată de astronomi .

Neolitic

În neolitic , toate marile cercuri megalitice erau de fapt observatoare astronomice . Cele mai cunoscute sunt Nabta Playa , în vârstă de 6.000 până la 6.500 de ani, și Stonehenge ( Wiltshire , Anglia ), 1.000 de ani mai târziu. Flammarion , care a înțeles-o printre primele, va vorbi despre cercurile megalitice ale „monumentelor cu vocație astronomică” și „observatoarele de piatră”  ;

antichitate

Cele mai cunoscute, dacă nu cele mai dezvoltate sisteme sunt:

Condiții prealabile

Toate observațiile au fost făcute cu ochiul liber, deoarece Anticii au fost ajutați în această sarcină de absența poluării industriale și mai ales a luminii . Din acest motiv, cele mai vechi observații ar fi imposibile astăzi. Desenele peșterii Lascaux sunt în studiu, se credea că desenele au servit ca locații pentru constelații.

Aceste observații, uneori relativ simple în aparență (desen simplu de patru sau cinci stele), presupun deja un mare avans în civilizație, și anume existența unui set care cuprinde cel puțin:

Fără aceste condiții prealabile, nu poate exista nicio observație astronomică înregistrabilă .

De milenii , astronomia a fost asociată în mod obișnuit cu astrologia , care este adesea primum movens . Separarea dintre aceste două științe va interveni doar în Iluminism și va continua și astăzi.

Antichitate înaltă

Invenția astronomiei datează din caldeeni . La începuturile sale, astronomia era pur și simplu observarea și predicția mișcării obiectelor cerești vizibile cu ochiul liber . Aceste diferite civilizații au lăsat moștenire multe contribuții și descoperiri .

În Mesopotamia , astronomia a văzut apariția primelor sale fundamente matematice. Urmărirea căilor stelelor rătăcitoare se face mai întâi pe trei piste paralele cu ecuatorul . Apoi, după primele observații sistematice ale sfârșitul II - lea mileniu (-1200), căile de Soare si Luna sunt mai bine cunoscute. Spre VIII - lea  secol  î.Hr.. J. - C. apare conceptul de ecliptică . Apoi, mai târziu, o primă formă de zodiac cu douăsprezece părți egale începe să prindă contur în timp, dar nu încă în spațiu.

La mijlocul I st mileniu astfel vede un coexiste de urmărire douăsprezece semne convenabile pentru calcule de poziție stele, și de urmărire în constelații utilizate pentru interpretări ale divinatiei astrale . Numai în această perioadă sunt determinate perioadele ciclurilor planetelor . Există, de asemenea, tăierea la 360 ° a eclipticii . Astronomia mesopotamiană este în general diferențiată de cea greacă prin caracterul său aritmetic  : este empirică. Nu căutăm cauzele mișcărilor, prin urmare nu creăm modele care să le dea socoteală, fenomenele nu sunt percepute ca aparențe rezultate dintr-un cosmos reprezentabil geometric .

Cu toate acestea, astronomii mesopotamieni au marele merit de a fi documentat cu atenție multe observații din secolul  al VIII- lea cel puțin. Aceste observații vor fi foarte utile astronomilor greci.

Antichitate clasică și târzie

Socrate consideră astronomia inutilă, spre deosebire de Atena antică  : grecii antici , inclusiv Eratostene , Eudoxus din Cnidus , Apollonius , Hipparchus și Ptolemeu , construiesc treptat o teorie geocentrică foarte elaborată. Aristarh din Samos formulează bazele unei teorii heliocentrice . În ceea ce privește Sistemul Solar , datorită teoriei epiciclurile și elaborarea tabelelor bazate pe această teorie, este posibil, din perioada alexandrină , pentru a calcula într - un mod destul de precis mișcările stelelor, inclusiv stelele. Lunar și eclipsele solare. În ceea ce privește astronomia stelară, acestea aduc contribuții importante, în special definirea sistemului de mărime . Cel mai Almagest din Ptolemeu conține deja o listă de patruzeci și opt de constelații și 1022 de stele.

Evul Mediu

Astronomia nu poate fi studiată fără contribuția altor științe care îi sunt complementare și necesare: matematica ( geometria , trigonometria ), precum și filosofia . Este folosit pentru calcularea timpului .

Despre știință și educație în general în Evul Mediu:

Evul mediu înalt

Astronomiei indian ar fi atins cota maximă în jurul valorii de 500, cu Aryabhatiya care prezintă un sistem matematic aproape copernican , în care Pământului se rotește în jurul axei sale. Acest model are în vedere mișcarea planetelor în raport cu soarele .

Pentru a se orienta spre mare, dar și în deșert , civilizațiile arabo- persane au nevoie de date foarte precise. Derivată din astronomii indiene și grecești , astronomia islamică culminează până în secolul  al X- lea.

Boethius este fondatorul din quadrivium din secolul  al VI- lea , care include aritmetica , geometria , muzica și astronomia.

După invaziile barbare , astronomia s-a dezvoltat relativ puțin în Occident .

Este împotriva înfloririi în lumea musulmană din secolul IX  . Astronomul persan al-Farghani (805-880) scrie pe larg despre mișcarea corpurilor cerești  ; face o serie de observații care îi permit să calculeze oblicitatea eclipticii . Al-Kindi (801-873), filosof și om de știință enciclopedic, a scris 16 cărți despre astronomie. Al-Battani (855-923) este un astronom și matematician. Al-Hasib Al Misri (850-930) este un matematician egiptean. Al-Razi (864-930) este un om de știință persan. În sfârșit, Al-Fârâbî (872-950) este un mare filosof și om de știință iranian.

La sfârșitul X - lea  secol, un mare observator a fost construit lângă Teheran de persan astronomul Al Khujandi .

Filozofia ( Platon și Aristotel ) este integrat cu toate celelalte științe ( medicina , geografie , mecanica ,  etc. ) ale acestei mișcări renaștere mare numit Epoca de Aur a Islamului .

Saint Bede , The VIII - lea  secol, dezvoltat în Occident e artele liberale ( Trivium și Quadrivium ). Acesta stabilește regulile de calcul pentru calcularea festivalurilor mobile și pentru calcularea timpului , care necesită elemente de astronomie.

Alte elemente sunt introduse în Occident prin Gerbert d'Aurillac (Sylvester II) cu puțin înainte de anul o mie , cu filosofia lui Aristotel. Este dificil să știm exact ce astronomi musulmani erau cunoscuți de Gerbert d'Aurillac la acea vreme.

Evul Mediu târziu

Opera lui al-Farghani s-a tradus în latină în secolul  al XII- lea, alături de multe alte tratate arabe și filosofia lui Aristotel.

În lumea musulmană, putem cita:

Era moderna

În timpul Renașterii , Copernic a propus un model heliocentric al sistemului solar care are multe puncte în comun cu teza lui Nasir ad-Din at-Tusi , cu De revolutionibus publicată în 1543 după moartea sa.

Aproape un secol mai târziu, această idee este apărată, extinsă și corectată de Galileo și Kepler . Galileo își imaginează un telescop astronomic , inspirându-se din opera olandezului Hans Lippershey (al cărui telescop a mărit doar de trei ori și a deformat obiectele), pentru a-și îmbunătăți observațiile. Bazându-se pe observații foarte precise ale observațiilor făcute de marele astronom Tycho Brahe , Kepler este primul care își imaginează un sistem de legi care guvernează detaliile mișcării planetelor în jurul Soarelui, dar nu este capabil să formuleze o teorie care să depășească simplul descriere prezentată în legile sale .

Isaac Newton a fost cel care, prin formularea legii atracției corpurilor (legea gravitației ) asociată legilor sale de mișcare, a făcut în cele din urmă posibil să dea o explicație teoretică mișcării planetelor. De asemenea, a inventat telescopul reflectorizant , care a îmbunătățit observațiile.

Trecerea de la modelul geocentric al lui Ptolemeu la modelul heliocentric cu Copernicus / Galileo / Newton este descrisă de filosoful științei Thomas Samuel Kuhn ca o revoluție științifică .

Perioada contemporană

Descoperim că stelele sunt obiecte foarte îndepărtate: cea mai apropiată stea din Sistemul Solar , Proxima Centauri , este la mai mult de patru ani lumină distanță .

Odată cu introducerea spectroscopiei , se arată că sunt similare Soarelui , dar într-o gamă largă de temperaturi , mase și dimensiuni. Existența galaxiei noastre, Calea Lactee , ca un stele distincte, este dovedit la începutul XX - lea  secol datorită existenței altor galaxii .

La scurt timp după aceea, descoperim expansiunea Universului , o consecință a legii lui Hubble care stabilește o relație între viteza distanței altor galaxii în raport cu sistemul solar și distanța lor.

Cosmologia a făcut progrese mari în timpul XX - lea  secol, în special cu teoria Big Bang - ului , susținut pe scară largă de astronomie si fizica , cum ar fi radiația termică cosmologică (sau CMB) și diferitele teorii ale nucleosinteză explică abundența de elemente chimice și izotopii lor .

În ultimele decenii ale XX - lea  secol, apariția de telescoape radio , ACESTEA , astronomia și mijloacele de prelucrare a datelor permite noilor tipuri de experimente pe corpurile cerești îndepărtate, analiza spectroscopică a liniilor de emisie emise de atomi și lor diferiți izotopi în timpul cuantice salturi , și transmis prin spațiu de unde electromagnetice .

UNESCO declară 2009 ca Anul Internațional al Astronomiei .

Subiecte astronomice

La început, în timpul Antichității , astronomia consta în principal din astrometrie , adică măsurarea poziției pe cerul stelelor și planetelor .

Mai târziu, din lucrările lui Kepler și Newton s-a născut mecanica cerească care permite predicția matematică a mișcărilor corpurilor cerești sub acțiunea gravitației , în special a obiectelor sistemului solar . O mare parte din munca în aceste două discipline (astrometrie și mecanica cerească), realizată anterior manual, este acum extrem de automatizată datorită computerelor și senzorilor CCD , până la punctul în care acum sunt rareori văzute ca discipline separate. De acum înainte, mișcarea și poziția obiectelor pot fi cunoscute rapid, atât de mult încât astronomia modernă este mult mai preocupată de observarea și înțelegerea naturii fizice a obiectelor cerești .

Deoarece XX - lea  secol, astronomia profesională tinde să se separe în două discipline: astronomia observațională și astrofizică teoretice . Deși majoritatea astronomilor le folosesc pe ambele în cercetările lor, datorită talentelor diferite necesare, astronomii profesioniști tind să se specializeze într-una sau alta din aceste zone. Astronomia observațională se ocupă în primul rând de achiziționarea de date, care include construcția și întreținerea instrumentelor și prelucrarea rezultatelor . Astrofizica teoretică este interesată de căutarea implicațiilor observaționale ale diferitelor modele , adică încearcă să înțeleagă și să prezică fenomenele observate.

De Astrofizică este ramura de astronomie care determină fenomenele fizice deduse prin observarea stelelor. În prezent, toți astronomii au o pregătire extinsă în astrofizică și observațiile lor sunt aproape întotdeauna studiate într-un context astrofizic. Pe de altă parte, există un număr de cercetători care studiază exclusiv astrofizica . Lucrarea astrofizicienilor este de a analiza datele din observațiile astronomice și de a deduce fenomene fizice din acestea .

Domeniile de studiu ale astronomiei sunt, de asemenea, clasificate în alte două categorii:

Subiecte după subiect

Astronomia solară

Cea mai studiată stea este Soarele , o stea mică tipică din secvența principală de tip spectral G2V vechi și de aproximativ 4,6 miliarde de ani. Soarele nu este considerat o stea variabilă , dar suferă modificări periodice în activitatea sa, care poate fi văzută prin petele solare . Acest ciclu solar de fluctuație a numărului de pete durează 11 ani. Petele solare sunt mai reci decât regiunile normale care sunt asociate cu o activitate magnetică intensă.

Soarelui luminozitate a crescut constant în timpul vieții sale. Astăzi, el este într-adevăr cu 40% mai strălucitor decât atunci când a devenit vedetă în secvența principală . Soarele a suferit, de asemenea, modificări periodice ale luminozității, care au avut un impact semnificativ asupra Pământului . De exemplu, se presupune că Minima Maunder este cauza Micii Epoci Glaciare care a avut loc în Evul Mediu .

În centrul Soarelui se află inima, o zonă în care temperatura și presiunea sunt suficiente pentru a permite fuziunea nucleară . Deasupra nucleului se află zona de radiație , unde plasma transportă fluxuri de energie prin intermediul radiației . Stratul care acoperă zona de radiație formează zona de convecție în care energia este condusă spre fotosferă prin convecție , cu alte cuvinte, mișcările fizice ale gazului. Se crede că această zonă de convecție este sursa activității magnetice care generează petele.

Suprafața exterioară a Soarelui se numește fotosferă . Chiar deasupra acestui strat este o regiune subțire numită cromosferă . În cele din urmă este coroana solară .

Vântul solar , un flux de plasmă formată în principal din particule încărcate, în mod constant „lovituri“ de la Soare la heliopauza . Acesta interacționează cu magnetosfera Pământului pentru a crea centurile Van Allen . De luminile polare sunt , de asemenea , o consecință a acestui vânt solar.

Planetologie

Acest câmp al planetologiei se referă la toate planetele , lunile , planetele pitice , cometele , asteroizii și alte corpuri care orbitează în jurul soarelui; precum și exoplanete . Sistemul solar a fost relativ bine studiat, folosind mai întâi telescoape și apoi folosind sonde . Acest lucru a oferit o bună înțelegere generală a formării și evoluției acestui sistem planetar, deși un număr mare de descoperiri sunt încă de făcut.

Sistemul solar este împărțit în cinci părți: Soarele , planetele interioare , centura de asteroizi , planetele exterioare și norul Oort . Planetele interne sunt toate telurice , sunt Mercur , Venus , Pământ și Marte . Planetele exterioare, uriașii gazoși , sunt Jupiter , Saturn , Uranus și Neptun . În spatele lui Neptun se află Centura Kuiper și, în cele din urmă, Norul Oort , care probabil se întinde pe un an lumină .

Planetele au fost formate de un disc protoplanetar care a înconjurat Soarele când tocmai s-a format. Printr-un proces care combină atracția gravitațională, coliziunea și acreția, discul a format amalgamări de materie care, în timp, ar deveni protoplanete . În acel moment, presiunea de radiație a vântului solar a suflat cea mai mare parte a materiei care nu se adunase și numai planetele cu o masă suficientă își puteau păstra atmosfera gazoasă. Planetele au continuat să scoată materialul rămas în timpul unei perioade de bombardament intens cu meteorite, dovadă fiind numeroasele cratere găsite, printre altele, pe Lună. În această perioadă, este posibil ca câteva protoplanete să se fi ciocnit și, conform ipotezei majore , așa s-a format Luna.

Odată ce o planetă atinge o masă suficientă, materialele de diferite densități încep să se separe una de alta, aceasta este diferențierea planetară . Acest proces poate forma un miez stâncos sau metalic, înconjurat de o manta și o crustă. Inima poate include regiuni solide și lichide și, în unele cazuri, își poate genera propriul câmp magnetic , care protejează planeta și atmosfera sa de atacul vântului solar.

Astronomia stelară

Studiul stelelor și al evoluției stelare este fundamental pentru înțelegerea universului. Astrofizica de stele a fost determinat prin observare și înțelegere teoretică precum și prin simulări pe calculator.

O stea se formează în regiuni dense de praf și gaze, cunoscute sub numele de nori moleculari gigantici . Când sunt destabilizate, fragmentele se pot prăbuși sub influența gravitației pentru a forma un protostar . O regiune suficient de densă și fierbinte va provoca fuziunea nucleară , creând o stea de secvență principală .

Aproape toate elementele mai grele decât hidrogenul și heliul au fost create în nucleul stelelor.

Caracteristicile stelei rezultate depind în primul rând de masa sa inițială. Cu cât steaua este mai masivă, cu atât luminozitatea ei este mai mare și cu atât mai repede va goli stocul de hidrogen prezent în nucleul său. În timp, această rezervă este complet transformată în heliu, iar steaua începe apoi să evolueze . Topirea heliului necesită o temperatură mai ridicată în miez, în acest fel steaua devine mai mare și miezul său se densifică în același timp. Devenit un gigant roșu , steaua noastră își consumă apoi heliul. Această fază este relativ scurtă. Stelele foarte masive pot suferi, de asemenea, o serie de faze de micșorare, în care fuziunea continuă în elemente din ce în ce mai grele.

Soarta finală a stelei depinde de masa acesteia: stelele care sunt de peste 8 ori mai mari decât soarele se pot prăbuși în supernove  ; în timp ce stelele mai ușoare formează nebuloase planetare și evoluează spre pitici albi . Ceea ce rămâne dintr-o stea foarte mare este o stea cu neutroni sau, în unele cazuri, o gaură neagră . Stelele binare din apropiere pot urma căi mai complexe în evoluția lor, cum ar fi un transfer de masă de către însoțitorul unei pitici albe care poate provoca o supernovă. Etapele finale ale vieții stelelor, inclusiv nebuloasele planetare și supernove, sunt necesare pentru distribuția metalelor în mediul interstelar ; fără ea, toate stelele noi (inclusiv sistemele lor planetare) s-ar forma doar din hidrogen și heliu.

Astronomia galactică

Sistemul solar orbitează Calea Lactee , o galaxie spirală cu bară, care este un membru important al Grupului Local . Este o masă rotativă formată din gaz, stele și alte obiecte ținute împreună de atracția gravitațională reciprocă. Deoarece Pământul este situat într-un braț exterior prăfuit, există o mare parte din Calea Lactee care nu poate fi văzută.

În centrul Căii Lactee se află nucleul, un bulb alungit despre care mulți astronomi cred că găzduiește o gaură neagră supermasivă în centrul său gravitațional. Acesta este înconjurat de patru brațe spirale majore care pleacă de la nucleu. Este o regiune activă a galaxiei care conține multe stele tinere aparținând populației II . Discul este înconjurat de un halou sferoidal de stele mai vechi din populația I , precum și de o concentrație relativ densă de clustere globulare .

Între stele se află mediul interstelar , o regiune a materiei împrăștiate. În cele mai dense regiuni, norii moleculari formați în principal din hidrogen molecular contribuie la formarea de noi stele . Începe cu nebuloase întunecate care se densifică și apoi se prăbușesc (până la un volum determinat de lungimea blugilor ) pentru a forma protostele compacte.

Când apar stele mai masive, ele transformă norul într-o regiune HII de gaz și plasmă luminiscentă. Vântul stelar și de explozii supernova în cele din urmă servi pentru a dispersa norul, de multe ori lăsând în urmă unul sau mai deschise grupuri . Aceste grupuri se dispersează treptat, iar stelele se alătură populației Căii Lactee.

Studiile cinematice ale materiei din Calea Lactee au arătat că există mai multă masă decât pare. Un halou de materie întunecată pare să domine masa, deși natura acestei materii întunecate rămâne nedeterminată.

Astronomia extragalactică

Studiul obiectelor situate în afara galaxiei noastre este o ramură a astronomiei preocupată de formarea și evoluția galaxiilor  ; lor morfologie și clasificare  ; examinarea galaxiilor active  ; precum și de grupuri și grupuri de galaxii . Acestea sunt importante pentru înțelegerea structurilor la scară largă ale Universului .

Majoritatea galaxiilor sunt organizate în forme distincte, ceea ce permite stabilirea unei scheme de clasificare. Sunt împărțite în mod obișnuit în galaxii spirale , eliptice și neregulate .

După cum sugerează și numele, o galaxie eliptică are forma unei elipse. Stelele sale se mișcă pe o orbită aleasă aleatoriu, fără o direcție preferată. Aceste galaxii conțin puțin sau deloc gaz interstelar , câteva regiuni de formare a stelelor și, în general, stele vechi. Stelele se găsesc de obicei în nucleele grupurilor galactice care se pot forma din fuziunea galaxiilor mai mari.

O galaxie spirală este organizată ca un disc plat rotativ, de obicei cu un bulb proeminent sau o bară în centru, precum și brațe spirale care se extind spre exterior. Aceste brațe sunt regiuni prăfuite ale formării stelelor, unde stelele tinere masive produc o nuanță albastră. Galaxiile spirale sunt de obicei înconjurate de un halou de stele mai vechi. Calea Lactee și galaxia Andromeda sunt galaxii spirala.

Cele galaxii neregulate sunt haotice în aparență, și nu sunt nici spirala , nici eliptice. Aproximativ un sfert din galaxii sunt neregulate. Forma specială poate fi rezultatul unei interacțiuni gravitaționale .

O galaxie activă este o structură în care o parte semnificativă a energiei pe care o emite nu provine din stelele, gazul sau praful său. Se crede că acest tip de galaxie este alimentat de o regiune compactă, de obicei o gaură neagră supermasivă , care emite radiații din materialele pe care le înghite.

O radiogalaxie este o galaxie activă, care este foarte strălucitoare în domeniul radio al spectrului electromagnetic și care produce lobi gigantici de gaz . Galaxiile active care emit radiații cu energie ridicată includ galaxiile Seyfert , quasarele și blazarele . Quasarele par a fi cele mai strălucitoare obiecte din universul cunoscut .

Structurile mari ale cosmosului sunt reprezentate de grupuri și grupuri de galaxii . Această structură este organizată într-o manieră ierarhică, dintre care cele mai mari cunoscute până în prezent sunt superclusterele . Totul este aranjat în filamente și pereți, lăsând între ele regiuni goale imense.

Cosmologie

Cosmologia (The grecesc κοσμος „lume, univers“ și λογος „cuvânt, studiu“) ar putea fi considerat studiul universului ca întreg.

Observațiile structurii Universului pe scară largă , o ramură numită cosmologie fizică , au dat o înțelegere profundă a formării și evoluției cosmosului. Teoria Big Bang bine acceptată este fundamentală pentru cosmologia modernă, care spune că universul a început ca un singur punct și apoi a crescut de-a lungul a 13,7 miliarde de ani până la starea sa actuală. Conceptul de Big Bang poate fi dat de la descoperirea fundalului cosmic difuz în 1965 .

În acest proces de expansiune, universul a trecut prin mai multe etape ale evoluției. În primele zile, teoriile noastre actuale arată o inflație cosmică extrem de rapidă, care a omogenizat condițiile de plecare. Apoi, nucleosinteza primordială a produs elementele de bază ale universului nou-născut.

Când s-au format primii atomi , spațiul a devenit transparent la radiații, eliberând astfel energie, văzută astăzi prin fundalul cosmic difuz . Expansiunea universului , atunci a cunoscut o Dark Age din cauza lipsei surselor de energie stelare.

O structură ierarhică a materiei a început să se formeze din mici variații ale densității materiei. Materia s-a acumulat apoi în cele mai dense regiuni, formând nori de gaze interstelare și chiar primele stele . Aceste stele masive au declanșat apoi procesul de reionizare și par să se afle la originea creării multor elemente grele ale tânărului univers.

Atracția gravitațională incluse materia în filamente, lăsând regiunile uriașe goale în golurile. Treptat, organizații de gaze și praf au apărut pentru a forma primele galaxii primitive. De-a lungul timpului, acestea au atras mai mult material și de multe ori s-au organizat în grupuri de galaxii , apoi în superclustere .

Existența materiei întunecate și a energiei întunecate este fundamentală pentru structura universului. Acum se crede că sunt componentele dominante, formând 96% din densitatea universului. Din acest motiv, se depune mult efort în descoperirea compoziției și fizicii care guvernează aceste elemente.

Disciplinele după tipul de observație

În astronomie, informațiile provin în principal din detectarea și analiza luminii vizibile sau a unei alte unde electromagnetice . Astronomie de observare poate fi divizată în funcție de regiuni observate ale spectrului electromagnetic . Unele părți ale spectrului pot fi observate de la suprafața Pământului , în timp ce altele sunt observabile doar la altitudini mari sau chiar în spațiu. Informații specifice cu privire la aceste ramuri sunt prezentate mai jos.

Radioastronomia

RAS studierea radiații a unei lungimi de undă mai mare de un milimetru . Radioastronomia este diferită de alte forme de observații astronomice prin aceea că undele radio sunt tratate mai degrabă ca unde mai degrabă decât ca fotoni discreți. Este mai ușor de măsurat amplitudinea și faza undelor radio decât cele cu lungimi de undă mai mici.

Deși unele unde radio sunt produse de unele obiecte astronomice ca emisii termice , majoritatea emisiilor radio care sunt observate de pe Pământ sunt văzute ca radiații sincrotrone , care sunt produse atunci când electronii oscilează în jurul câmpurilor magnetice . În plus, un anumit număr de linii spectrale produse de gazul interstelar , în special linia de hidrogen la 21  cm , sunt observabile în domeniul radio.

O mare varietate de obiecte pot fi observate în undele radio, inclusiv supernove , gaze interstelare , pulsari și nuclei galactici activi .

Astronomia în infraroșu

Astronomia în infraroșu se preocupă de detectarea și analiza radiațiilor infraroșii (lungimi de undă mai mari decât cea a luminii roșii ). Cu excepția lungimilor de undă din apropierea luminii vizibile , radiațiile infraroșii sunt puternic absorbite de atmosferă  ; pe de altă parte, produce emisii semnificative în infraroșu. Prin urmare, observatoarele cu infraroșu trebuie amplasate în locuri foarte înalte și uscate sau în spațiu.

Astronomia în infraroșu este deosebit de utilă pentru observarea regiunilor galactice înconjurate de praf și pentru studiul gazelor moleculare . Solicitată în cadrul observării obiectelor reci (mai puțin de câteva sute de Kelvin ), este, prin urmare, utilă și pentru observarea atmosferelor planetare .

Dintre observatoarele cu infraroșu, se pot menționa telescoapele spațiale Spitzer și Herschel .

Astronomia optică

Din punct de vedere istoric, astronomia optică, cunoscută și sub numele de astronomie cu lumină vizibilă , este cea mai veche formă de astronomie. Inițial, imaginile optice erau desenate manual. La sfârșitul XIX - lea  secol și pentru o mare parte a XX - lea  secol, imaginile au fost realizate cu ajutorul echipamentelor fotografice . Imaginile moderne sunt produse folosind detectoare digitale, în special camere CCD . Deși lumina vizibilă în sine variază de la aproximativ 4000  Å la 7000  Å (400 la 700  nm ), același echipament poate fi folosit pentru a observa în apropierea ultravioletelor , precum și în apropierea infraroșului.

În realitate, atmosfera nu este în totalitate transparentă față de lumina vizibilă. Într-adevăr, imaginile obținute pe Pământ în aceste lungimi de undă suferă de distorsiuni datorate turbulențelor atmosferice. Acest fenomen este responsabil pentru sclipirea stelelor. Puterea de rezolvare, precum și magnitudinea limitativă teoretică a unui telescop terestru sunt, prin urmare, reduse din cauza acestor aceleași tulburări. Pentru a remedia această problemă, este deci necesar să părăsim atmosfera Pământului. O altă soluție, optica adaptivă , ajută, de asemenea, la reducerea pierderii calității imaginii.

Astronomia ultravioletă

Astronomia ultravioletă se referă la observații la lungimi de undă corespunzătoare ultravioletului, adică între ~ 100 și 3200  Å (10 până la 320  nm ). Lumina acestor lungimi este absorbită de atmosfera Pământului, astfel încât observațiile acestor lungimi de undă se fac din atmosfera superioară sau din spațiu. Astronomia ultravioletă este cea mai potrivită pentru observarea radiației termice și a liniilor spectrale de la stelele fierbinți albastre ( stele OB ) care sunt foarte strălucitoare în această zonă. Aceasta include stelele albastre ale altor galaxii, care au fost ținta mai multor studii pe această temă. Alte obiecte sunt, de asemenea, observate în mod obișnuit în UV , cum ar fi nebuloasele planetare , resturile de supernova sau nucleii galactici activi . Cu toate acestea, lumina ultravioletă este ușor absorbită de praful interstelar , astfel încât măsurătorile trebuie corectate pentru dispariție.

Astronomia cu raze X.

Astronomie cu raze X este studiul obiectelor astronomice la lungimi de undă care corespund razelor X , adică de la aproximativ 0,1 până la 100  Â (0,01 până la 10  nm ). De obicei, obiectele emit raze X ca emisii de sincrotron (produse de electroni care oscilează în jurul liniilor unui câmp magnetic ), emisii termice de la gaze fine (numite radiații de frânare continuă ) care depășesc 10 7  kelvini și emisii termice de la gaze groase radiația corpuluinegru ) a cărui temperatură este mai mare de 10 7  K . Deoarece razele X sunt absorbite de atmosfera terestră, toate observațiile cu raze X trebuie făcute de baloane, rachete sau nave spațiale de mare altitudine . Printre sursele notabile de raze X, putem cita binarele X , pulsarii , supernova slash , galaxii eliptice sau active și grupuri de galaxii .

Astronomia razelor gamma

De raze gamma astronomie Pentru lungimi mai mici ale undei de spectru electromagnetic . Cele Razele gamma pot fi observate direct de către sateliți , cum ar fi Observatorul Compton Gamma Ray .

Cele Resturile de supernove , a pulsarii , iar Centrul Galactic sunt exemple de surse de radiații gamma în Calea Lactee, în timp ce Blazarii (o subcategorie de galaxii active , ) sunt clasa principală a surselor de radiație extragalactice. În cele din urmă, exploziile de raze gamma formează, de asemenea, o populație mare de surse tranzitorii care pot fi observate în acest regim de energie luminoasă.

Astronomia gravitațională

Astronomiei gravitațională sau astronomie undelor gravitaționale , este ramura de astronomie care respectă obiecte cerești datorită undelor gravitaționale sau perturbatii mici de spațiu-timp răspândire în spațiu și pot fi detectate la scară largă , interferometru de ajutor.

Un total de 6 surse de unde gravitaționale au fost detectate până acum, toate rezultând din fuziunea obiectelor cerești compacte: fuziunea a două găuri negre ( GW150914 ) și fuziunea a două stele de neutroni .

Astronomia neutrino

Astronomia neutrino este o ramură a astronomiei care caută să studieze obiecte cerești capabile să producă neutrini cu energii foarte mari (de ordinul a câteva sute de TeV până la câteva PeV).

Științe interdisciplinare

Astronomia și astrofizica au dezvoltat legături importante cu alte domenii de studiu științific, și anume:

Astronomia amatorilor

Astronomii amatori observă o varietate de obiecte cerești, folosind echipamente pe care uneori le construiesc singuri . Cele mai frecvente ținte pentru un astronom amator sunt Luna , planetele , stelele , cometele , roiurile de meteoriți , precum și obiectele cerului adânc , cum ar fi grupurile de stele , galaxii și nebuloase . O ramură a astronomiei amatorilor este astrofotografia , care presupune fotografierea cerului de noapte. Unilor amatori le place să se specializeze în observarea unui anumit tip de obiect.

Majoritatea amatorilor observă cerul la lungimi de undă vizibile, dar o minoritate lucrează cu radiații în afara spectrului vizibil. Aceasta include utilizarea filtrelor cu infraroșu pe telescoapele convenționale sau utilizarea radiotelescoapelor. Pionierul radioastronomiei amatorilor a fost Karl Jansky, care a început să observe cerul pe unde radio în anii 1930 . O serie de pasionați folosesc fie telescoape auto-fabricate, fie telescoape care au fost construite inițial pentru cercetări astronomice, dar care sunt acum deschise acestora (de exemplu, telescopul de o mie ).

O anumită margine de astronomie amator continuă să avanseze astronomia. De fapt, este una dintre singurele științe în care amatorii pot contribui semnificativ . Ei pot efectua calculele de ocultare care sunt folosite pentru a specifica orbitele planetelor minore. De asemenea, pot descoperi comete, pot face observații regulate de stele duble sau multiple. Progresele în tehnologia digitală au permis entuziaștilor să facă progrese impresionante în domeniul astrofotografiei.

Note și referințe

  1. Couderc 1996 , p.  7.
  2. Mueller-Jourdan 2007 , p.  74.
  3. Cartea IV, 7, 5.
  4. Xenophon 1967 , p.  412.
  5. Thomas Samuel Kuhn , Structura revoluțiilor științifice , 1962.
  6. Johansson Sverker, „  Solar FAQ  “ , Talk.Origins Arhiva,27 iulie 2007(accesat la 11 august 2006 ) .
  7. (în) Lerner și K. Lee Lerner, Brenda Wilmoth, „  Probleme de mediu: surse primare esențiale.  " , Thomson Gale,2006(accesat la 11 septembrie 2006 ) .
  8. (în) Pogge, Richard W., „  Soarele Odată și Viitor  ” , New Vistas in Astronomy ,1997(accesat la 7 decembrie 2005 ) .
  9. (în) DP Stern, domnul Peredo, „  Explorarea magnetosferei Pământului  ” , NASA,28 septembrie 2004(accesat la 22 august 2006 ) .
  10. (în) JF Bell III, BA și MS Campbell Robinson, Teledetecție pentru științele Pământului: Manual de teledetecție , Wiley,2004, 3 e  ed. ( citește online ).
  11. (în) E. Grayzeck, DR Williams, "  Lunar and Planetary Science  " , NASA,11 mai 2006(accesat la 21 august 2006 ) .
  12. (în) Roberge Aki, „  Formația planetară și sistemul nostru solar  ” , Institutul Carnegie din Washington Departamentul de magnetism terestru,5 mai 1997(accesat la 11 august 2006 ) .
  13. (în) Roberge Aki, „  Planetele după formare  ” , Departamentul Magnetismului Terestru,21 aprilie 1998(accesat la 23 august 2006 ) .
  14. (în) „  Stellar Evolution & Death  ” , NASA Observatorium (accesat la 8 iunie 2006 ) .
  15. (în) Jean Audouze și Guy Israel ( trad.  Din franceză), Cambridge Atlas of Astronomy , Cambridge / New York / Melbourne, Cambridge University Press,1994, 3 e  ed. , 470  p. ( ISBN  978-0-521-43438-6 , notificare BnF n o  FRBNF37451098 ).
  16. (în) Ott Thomas, „  Centrul Galactic  ” Max-Planck-Institut für Physik Extraterrestrische,24 august 2006(accesat la 8 septembrie 2006 ) .
  17. (în) Danny R. Faulkner , „  Rolul tipurilor de populație stelară în discuția despre evoluția stelară  ” , CRS Quarterly , vol.  30, n o  1,1993, p.  174-180 ( citit online , consultat la 8 septembrie 2006 ).
  18. (în) Hanes Dave, „  Star Formation; The Interstellar Medium  ” , Universitatea Queen's,24 august 2006(accesat la 8 septembrie 2006 ) .
  19. (în) Sidney van den Bergh, "  The Early History of Dark Matter  " , Publicații ale Societății de Astronomie din Pacific , Vol.  111,1999, p.  657-660 ( citiți online ).
  20. (în) Keel Bill, „  Galaxy Classification  ” , Universitatea din Alabama,1 st august 2006(accesat la 8 septembrie 2006 ) .
  21. (în) „  Active Galaxies and Quasars  ” , NASA (accesat la 8 septembrie 2006 ) .
  22. (în) Michael Zeilik , Astronomy: The Evolving Universe , Cambridge (Marea Britanie), Wiley,2002, A 8- a  ed. , 552  p. ( ISBN  978-0-521-80090-7 , notificare BnF n o  FRBNF38807876 , prezentare online ).
  23. (în) Hinshaw Gary, „  Cosmology 101: The Study of the Universe  ” , NASA WMAP13 iulie 2006(accesat la 10 august 2006 ) .
  24. (în) „  Galaxy Clusters and Large-Scale Structure  ” , Universitatea din Cambridge (accesat la 8 septembrie 2006 ) .
  25. (în) Preuss Paul, „  Energia întunecată umple cosmosul  ” , Departamentul Energiei al SUA, Berkeley Lab (accesat la 8 septembrie 2006 ) .
  26. (în) „  Spectrum electromagnetic  ” , NASA (accesat la 8 septembrie 2006 ) .
  27. (en) AN Cox (ed.), Allen's Astrophysical Quantities , New York, Springer-Verlag,2000, 719  p. ( ISBN  978-0-387-98746-0 , prezentare online ).
  28. (ro) FH Shu, The Physical Universe: An Introduction to Astronomy , Mill Valley, California, University Science Books,1982, 584  p. ( ISBN  978-0-935702-05-7 , prezentare online ).
  29. (ro) P. Moore, Atlasul universului lui Philip , Marea Britanie, George Philis Limited,1997( ISBN  978-0-540-07465-5 ).
  30. (în) Comunicate de date pentru tranzitorii observați, Gravitational Wave Open Science Center, LIGO .
  31. (în) „  The Americal Meteor Society  ” (accesat la 24 august 2006 )
  32. Jerry Lodriguss, „  Catching the Light: Astrofhotography  ” (accesat la 24 august 2006 ) .
  33. (în) F. Ghigo, „  Karl Jansky and the Discovery of Cosmic Radio Waves  ” , National Radio Astronomy Observatory,7 februarie 2006(accesat la 24 august 2006 )
  34. (în) „  Cambridge Amateur Radio Astronomers  ” (accesat la 24 august 2006 ) .
  35. (în) „  The International Occultation Timing Association  ” (accesat la 24 august 2006 )
  36. (în) „  Premiul Edgar Wilson  ” , Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică (accesat la 24 august 2006 )
  37. (în) „  American Association of Variable Star Observers  ' , AAVSO (accesat la 24 august 2006 ) .

Bibliografie

Vezi și tu

Articole similare

Articole generale despre astronomie Cronologii în astronomie Instrumente și tehnici astronomice Alții