Szok końcowy
Szok końcowy - powierzchnia, na której wiatr słoneczny zwalnia do prędkości mniejszej od prędkości dźwięku. Przy przekroczeniu tej bariery, wiatr słoneczny, jak każdy obiekt zwalniający z prędkości ponaddźwiękowej, przechodzi szok, stąd nazwa.
Za powierzchnią szoku końcowego rozciąga się obszar znany jako płaszcz Układu Słonecznego.
Układ Słoneczny
Układ Słoneczny to układ planetarny Słońca. Składa się, zaczynając od środka, z następujących obiektów:
- Słońca
- 4 skalistych planet – Merkurego, Wenus, Ziemi i Marsa oraz ich księżyców
- pasa planetoid
- 4 gazowych planet – Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna oraz ich księżyców
- różnych niewielkich obiektów leżących poza orbitą Neptuna, w tym:
- obiektów pasa Kuipera, w tym między innymi Plutona, do 24 sierpnia 2006 zaliczanego do planet (obecnie jest on traktowany jako planeta karłowata)
- obiektów należących do dysku rozproszonego takich jak między innymi Sedna o nietypowych zaburzonych orbitach.
- obłoku Oorta (umowna granica Układu Słonecznego).
Zgodnie z oficjalnym podziałem uchwalonym na XXVI Zgromadzeniu Ogólnym IAU 24 sierpnia 2006 r., każdy z obiektów Układu obiegających Słońce należy do jednej z 3 kategorii:
- planety (8)
- planety karłowate (jak dotąd oficjalnie 3, w praktyce przynajmniej kilkadziesiąt)
- małe ciała Układu Słonecznego (bardzo duża liczba).
Rok świetlny
Rok świetlny (ang. light year) to miara odległości często stosowana w astronomii. Jest to odległość jaką pokonuje światło w próżni w ciągu jednego roku.
1 l.y. = 9,4608×1015 m (w przybliżeniu 9,5 biliona km)
1 l.y. = 63240 j.a.
1 l.y. = 0,3066 pc
- Odległość Ziemia-Księżyc światło pokonuje w ok. 1,3 s, powodowało to wyraźnie odczuwalne opóźnienia komunikacji podczas misji załogowych Apollo.
- Około 8 minut i 20 sekund zajmuje światłu podróż ze Słońca do Ziemi (jesteśmy w odległości około 8,3 minuty świetlnej od Słońca).
- Średnica Układu Słonecznego wynosi 11 godzin świetlnych.
- Odległość sondy kosmicznej Voyager 1 wynosi 14,5 godziny świetlnej od Ziemi. Stan na wrzesień 2007.
- Najbliższa znana gwiazda, oprócz Słońca, Proxima Centauri jest położona w odległości 4,22 lat świetlnych od Układu Słonecznego.
- Średnica Drogi Mlecznej wynosi w przybliżeniu 100 000 lat świetlnych.
- Obserwowany Wszechświat ma promień 13 700 000 000 lat świetlnych (promień tzw. kosmologicznego horyzontu zdarzeń).
Supernowa
Terminem supernowa określa się kilka rodzajów kosmicznych eksplozji, które powodują powstanie na niebie niezwykle jasnego obiektu, który już po kilku tygodniach bądź miesiącach staje się niemal niewidzialny. Istnieją dwie możliwe drogi prowadzące do takiego wybuchu: w jądrze masywnej gwiazdy przestały zachodzić reakcje termojądrowe i pozbawiona ciśnienia promieniowania zaczyna zapadać się pod własnym ciężarem, lub też biały karzeł tak długo pobierał masę z sąsiedniej gwiazdy, aż przekroczył masę krytyczną, co spowodowało eksplozję termojądrową. W obydwu przypadkach, następująca eksplozja supernowej z ogromną siłą wyrzuca w przestrzeń większość lub całą materię gwiazdy.
Wybuch wywołuje falę uderzeniową rozchodzącą się w otaczającej przestrzeni, formując mgławicę – pozostałość po supernowej. Znanym przykładem takiego procesu jest pozostałość po SN 1604, przedstawiona na fotografii obok. Eksplozje supernowych są głównym źródłem wszystkich pierwiastków cięższych niż tlen oraz jedynym źródłem wielu innych ważnych pierwiastków. Cały wapń w naszych kościach czy żelazo w hemoglobinie powstały podczas wybuchu supernowej, miliardy lat temu. Supernowe “wstrzyknęły” ciężkie pierwiastki w przestrzeń międzygwiezdną, wzbogacając w ten sposób obłoki materii będące miejscem formowania nowych gwiazd. Te gwałtowne procesy zdeterminowały skład chemiczny mgławicy słonecznej, z której 4,5 miliarda lat temu powstał Układ Słoneczny i ostatecznie umożliwiły powstanie na Ziemi życia w takiej postaci, jaką obecnie znamy.
Słowo “nowa” (łac. nova) oznacza nową gwiazdę pojawiającą się na sferze niebieskiej; z kolei przedrostek “super” odróżnia je od używanego na co dzień słowa nowa, oznaczającego także gwiazdę zwiększającą swą jasność, jednak w nieco mniejszym stopniu i z innej przyczyny. Jakkolwiek nieco mylące jest określanie supernowej jako nowej gwiazdy, gdyż w rzeczywistości jest to jej śmierć (lub w najlepszym razie radykalna transformacja w coś zupełnie innego).
Rozbłyski gamma
Rozbłyski gamma (GRB, z ang. Gamma-Ray Bursts) - pojawiające się w całym obszarze sfery niebieskiej mniej więcej raz na dobę i trwające od kilku sekund aż do godziny, nagłe wzrosty promieniowania gamma w niewielkim obszarze nieba.
Zostały po raz pierwszy zaobserwowane pod koniec lat 60. XX w.. Obecnie astronomiczne obserwacje promieni gamma starają się powiązać rozbłyski gamma ze znanymi źródłami promieniowania, co jest jednak trudne ze względu na przypadkowość i krótki czas trwania tych rozbłysków.
Galaktyka aktywna
Galaktyka aktywna - galaktyka, w której energia w znaczącej ilości nie jest emitowana przez jej normalne składniki, czyli: gwiazdy, pył i gaz międzygwiazdowy. Ta część energii, zależnie od typu galaktyki aktywnej, może być emitowana w szerokim zakresie widma elektromagnetycznego jako podczerwień, fale radiowe, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie oraz promieniowanie gamma.
Aktywność galaktyki jest wynikiem procesów, zachodzących w jej jądrze, stąd często wymiennie używa się określenia “aktywne galaktyki” i “aktywne jądra galaktyk”, szczególnie w języku angielskim (”Active galaxies” oraz Active Galactic Nuclei, w skrócie AGN). W części aktywnych galaktyk obserwuje sie dżety - strugi materii mogące rozciągać się na bardzo duże odległości, zasilając tym samym rozległe struktury (np. radiogalaktyki, kwazary). Jednakże we wszystkich przypadkach aktywne jądro lub centralny ’silnik’ jest fundamentalnym źródłem energii.
Standardowy model zakłada, że energia wytwarzana jest podczas opadania materii na supermasywną czarną dziurę o masie 105 - 1010 mas Słońca (Vestergaard i in., 2008; Ghosh i in. 2008). Moment pędu jest przyczyną, dla której materia opadając spłaszcza się do dysku akrecyjnego. Dyssypacja energii prowadzi do silnego grzania, powodując że materia ta staje się gorącą plazmą. Zjonizowana i poruszająca się plazma może być źródłem silnego pola magnetycznego powstającego poprzez mechanizm dynama magnetohydrodynamicznego.
Wydaje się, że kiedy czarne dziury pochłoną cały pył i gaz z otaczającej przestrzeni, wtedy aktywne jądro galaktyczne przestaje emitować duże ilości promieniowania i staje się normalną galaktyką. Potwierdzeniem tego modelu zdają się być supermasywna czarna dziura, która prawdopodobnie znajduje się w centrum Drogi Mlecznej oraz inne czarne dziury w pobliskich galaktykach. Wyjaśnia to w dość dobry sposób, dlaczego kwazary wydają się być bardziej powszechne we wczesnym Wszechświecie, gdy było dostępne znacznie więcej paliwa.
Model ten również wyjaśnia istnienie różnych typów jąder galaktycznych, które wydają się być takimi samymi źródłami. Fakt, że wydają się różne, wynika z różnych kątów, pod jakimi obiekty te są obserwowane oraz od ilości gazu i pyłu dostępnego jako paliwo dla czarnej dziury.
Kwazar
Kwazar (z ang. quasar; QSO - quasi-stellar object dosłownie “obiekt pseudo-gwiazdowy”, lub też quasi-stellar radio source) to najprawdopodobniej pozagalaktyczne zwarte gwiazdopodobne źródło ciągłego promieniowania elektromagnetycznego, o ogromnej mocy, któremu towarzyszy przesunięcie ku czerwieni linii emisyjnych. Z tego można wnioskować, że kwazary są obiektami niezmiernie oddalonymi od Ziemi (są obiektami pozagalaktycznymi). Tak więc obraz kwazarów, który do nas dociera, pochodzi sprzed paru miliardów lat. Badanie kwazarów jest więc równocześnie badaniem wcześniejszych etapów rozwoju wszechświata.
Kwazary - ze względu na to, że ich światło w tak dużym stopniu dociera do Ziemi - muszą emitować bardzo dużą energię, rzędu 1041W, co jest wielkością porównywalną z mocą promieniowania całej galaktyki. Niektóre kwazary nagle zmieniały ilość wysyłanej energii na jednostkę czasu, co nasuwa wniosek, że muszą być względnie małymi obiektami (obiekt nie może zmienić się w czasie krótszym, niż czas potrzebny światłu na dotarcie z centrum do krańców).
Kwazary odkryto niedawno na fotografiach obserwacji dokonanych w XIX wieku - wtedy nikt jednak nie miał powodów, by przypuszczać, że obiekty te różnią się od zwykłych gwiazd. W latach pięćdziesiątych XX wieku zaobserwowano kwazary za pomocą teleskopów radiowych, zaś pierwsze widmo kwazara, potwierdzające jego pozagalaktyczną naturę, otrzymano w 1963 roku. Obecnie wiemy, że kwazar to rodzaj aktywnej galaktyki.
Ogromne światło kwazarów tłumaczy się jako wynik tarcia wywołanego przez gaz i pył, wpadające do dysku akrecyjnego masywnych czarnych dziur, które mogą przekształcić około połowy masy obiektu w energię. To wytłumaczenie wyjaśnia także, dlaczego kwazary były o wiele powszechniejsze we wczesnym wszechświecie - produkcja tak wielkich energii kończy się, kiedy czarna dziura pochłonie całą okoliczną materię. W centrum naszej galaktyki także istnieje taka właśnie czarna dziura, a jej odziaływanie z otoczeniem manifestuje się poprzez istnienie źródła emisji radiowej, podczerwonej i rentgenowskiej o nazwie Sgr A*.
8 stycznia 2007 na kongresie Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Seattle ogłoszono odkrycie pierwszego przypadku potrójnego kwazara. Odkrycia dokonała grupa z hawajskiego WM Keck Observatory.
Galaktyka karłowata
Galaktyka karłowata - mała galaktyka zawierająca, zazwyczaj, od miliona do kilku miliardów gwiazd. Nie ma ściśle określonych rozmiarów, wyznaczających górną granicę dla galaktyk karłowatych, ale galaktyka o średnicy poniżej 40 000 lat świetlnych może być uważana za karłowatą. Do tej klasy galaktyk zaliczane są m.in. Mały Obłok Magellana i Wielki Obłok Magellana.
Galaktyki karłowate są dynamicznie związane z większymi galaktykami. Liczne galaktyki karłowate wchodzą w skład grupy lokalnej, towarzysząc Mlecznej Drodze i Andromedzie.
Galaktyki karłowate dzielone są na następujące typy morfologiczne:
- galaktyki eliptyczne dE (ich podtypem są galaktyki sferoidalne dSph)
- galaktyki spiralne dI
- galaktyki nieregularne
Ośrodek międzygalaktyczny
Ośrodek międzygalaktyczny to niezwykle rozrzedzona materia składająca się przede wszystkim z wodoru i helu, wypełniająca przestrzeń pomiędzy galaktykami. Średnie gęstości ośrodka międzygalaktycznego są nieporównywalnie mniejsze do gęstości plazmy osiągalnej w laboratoryjnej próżnii. Materia ośrodka międzygalaktycznego, aż do odległości kosmologicznych odpowiadających przesunięciu ku czerwieni około 6, jest bardzo niejednorodna i silnie zjonizowana.
Ze względu na to, że ośrodek międzygalaktyczny praktycznie nie wysyła promieniowania, jego własności można badać przede wszystkim w oparciu o wpływ (pochłanianie), jaki wywiera na promieniowanie przechodzące przez ośrodek i docierające do nas z odległych obiektów, takich jak kwazary czy rozbłyski gamma. Udaje się także obserwować emisję tego ośrodka pochodzącą z obszarów o większej niż typowo gęstości.
Największe zgęszczenia ośrodka międzygalaktycznego obserwuje się w bogatych gromadach galaktyk. Ośrodek międzygalaktyczny wypełniający przestrzeń między galaktykami, otaczając też całą gromadę osiąga tam gęstości nawet kilkaset razy większe od średniej gęstości materii we Wszechświecie. Temperatura tej plazmy jest bardzo wysoka, około 108 K, plazma jest praktycznie całkowicie zjonizowana i świeci w zakresie promieniowania rentgenowskiego.
Poza gromadami galaktyk ośrodek jest rzadszy i ma niższą temperaturę, typowo 105 – 107 K, jest nazywany ośrodkiem „ciepłym” (ang. Warm-Hot Intergalactic Medium, w skrócie WHIM), istnieją też jeszcze chłodniejsze obłoki czy filamenty gazu. Obecność tych chłodniejszych obłoków zaznacza się wyraźnie w widmach promieniowania odległych kwazarów. Ponieważ wodór w tych obłokach nie jest całkowicie zjonizowany, w promieniowaniu kwazarów pojawiają się wąskie linie absorpcyjne, związane głównie z linią Lyman_alpha wodoru. Im bardziej odległy kwazar, tym więcej obłoków jest na linii widzenia pomiędzy nami a kwazarem, a w widmie kwazara pojawia się wtedy cały las linii, stąd zjawisko nazywane jest „lasem Lymana”. Ze względu na kosmologiczną ekspansję Wszechświata, linie odpowiadająca poszczególnym obłokom są przesunięte względem linii obserwowanej w laboratorium (im bliżej Ziemi jest obłok, tym linia jest mniej przesunięta ku czerwieni). Dla kwazarów o przesunięciu ku czerwieni ponad 6 zjawisko praktycznie uniemożliwia badanie części widma promieniowania kwazara.
Wysoka temperatura ośrodka międzygalaktycznego, znacznie wyższa niż temperatura promieniowania tła wypełniającego Wszechświat, jest wynikiem procesu formowania się niejednorodności w rozkładzie materii, w tym galaktyk i gwiazd. Materia opadająca na centrum grawitacyjne gromady galaktyk rozgrzewa się w wyniku procesu dyssypacji energii potencjalnej. Do podgrzania ośrodka międzygalaktycznego przyczyniły się też kwazary i młode galaktyki o silnej aktywności gwiazdotwórczej, które są silnymi źródłami promieniowania nadfioletowego, a także energetycznych cząstek. Nie wykluczony jest udział hipotetycznych masywnych gwiazd III populacji.
Ośrodek międzygalaktyczny to rozrzedzona barionowa składowa materii międzygalaktycznej; pozostałe jej składniki to gwiazdy występujące poza galaktykami (w tym czarne dziury) oraz ciemna materia.
Gromada galaktyk
Gromada galaktyk to skupisko od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk tworzących układ związany grawitacyjnie. Mniejsze ugrupowania nazywane są grupami. Galaktyki w gromadzie galaktyk poruszają się po skomplikowanych torach wokół środka masy gromady, zazwyczaj znajdującego się w pobliżu największych galaktyk w gromadzie.
Gromady galaktyk nie mają dobrze określonego “centrum” (jak układ planetarny czy galaktyka), jednakże istnieją teorie, oparte na dokładnych danych obserwacyjnych[2], głoszące, że skupianie się galaktyk w gromady jest związane z istnieniem skupisk materii ciemnej, i że to wokół nich następuje gromadzenie się galaktyk.
Gromady galaktyk mają rozmiary od jednego do dziesięciu milionów lat świetlnych (0.3-3• h-1 Mpc).
Najbliższą nam gromadą galaktyk jest gromada w Pannie w gwiazdozbiorze Panny (inaczej zwana Virgo, od łacińskiej nazwy tego gwiazdozbioru). Odległa jest o około 48 milionów lat świetlnych.