Csillagászat. A csillagok születése, fejlődése. A világegyetem kialakulása 12/C -Mészáros Erik -Polányi Kristóf
Edwin P. Hubble (1889-1953) - Vöröseltolódás - Hubble-törvény:
- Ősrobbanás-elmélete (Big Bang = Nagy Bumm)
Hubble mérése A Galaxisok annál nagyobb sebességgel távolodnak tőlünk, minél nagyobb távolságra vannak.
Arno Penzias és Robert Wilson - 1965-ben elmélet megerősítése - Háttérsugárzás
Az univerzum kialakulása - Ősrobbanás - Felfúvódás szakasza - Kvark korszak - Lepton korszak - Foton korszak - Atomok kialakulása - Csillagok, galaxisok, bolygók
Ősrobbanás és felfúvódási szakasz - Univerzum születése - Idő: 10-43 s, hőmérséklet: 1032 K - Felfúvódási szakasz: 10-27 m-ről 1 cm-re növekedés
Kvark korszak - Hőmérséklet: 1012 K Idő: 10-10 s - Kvarkok, gluonok alakultak ki - Valamint a kvark-gluon plazmaállapotban elektronokból és neutrínókból álló könnyű részecskék voltak jelen.
Lepton korszak - Hőmérséklet: 1010 K Idő: 100 s - További tágulás - 3-3 kvarkból protonok és neutronok állhattak össze - Ekkor nukleonokból,fotonokból és könnyű részecskékből (leptonokból) állt
Foton korszak - Hőmérséklet tovább csökkent Idő: 1013 s (kb. 300 ezer év) - Nukleonok fúziójával már a 2D, 3T, 3He és 4He egyszerűbb atommagok is létrejöhettek a leptonok és fotonok mellet. - A hőmérséklet csökkenése miatt összetettebb magok fúzióval már nem keletkezhettek.
Az atomok kialakulása - Hőmérséklet:kb. 4-6 ezer K - Protonok és a kisebb atommagok elektronokat fogtak be így megalakultak az atomok - 75% hidrogénatomok 25% héliumatomok.
Anyagfelhők - Idő: 1 milliárd évnyi tágulás Hőmérséklet: 20 K - Hideg, hidrogénből álló anyagfelhők jöttek létre - Csillagok kialakulása, galaxisok formálódása
Csillagok - Idő: 1-5 milliárd évig keletkeznek és fejlődnek
Bolygók - Idő: Következő 10 milliárd év - Másodgenerációs csillagok és azokat körülvevő bolygórendszerek jöttek létre (ilyen a mi Naprendszerünk is)
Az univerzum lehetséges jövőbeli sorsa
A genfi CERN részecskegyorsító - CERN(Európai Nukleáris Kutatási Szervezet) - Kölcsönhatások egyesített elméletének megalkotása - Atommag-ütköztetés Kvarkgluon plazmaállapot előállítása.
Röviden a csillagászat múltjáról
Csillag születésének előzményei • •
•
Az első csillagok kb 10-12 milliárd éve keletkeztek. Gáz- és porfelhők, amiket a csillagközi anyag összesűrűsödése hoz létre. Akár több ezerszeresére is megnőhet a sűrűség
Lófej köd
A csillagok születése • • • • • • •
•
Gravitációs összehúzódás Nyomás- és hőmérsékletnövekedés Protocsillag: A sűrű és forró gázgömb Nyomás és gravitáció „harca”. Amikor a gömb belsejében a hőmérséklet eléri a 15-20 millió K-t, megindul a magfúzió. A nukleáris energia biztosítja a csillag egyenletes sugárzását akár több milliárd évre is Ha nagyobb a tömege egy csillagnak, akkor nagyobb a teljesítménye, ezért az élete rövidebb A Napunk kb 10 milliárd évesen fog fehér törpeként kihűlni
A barna törpe 0,08 naptömegnél kisebb anyagcsomóból nem alakulhat ki csillag, az ennél kisebb anyagcsomóból kialakuló objektumokat barna törpéknek nevezzük.
Nyílt csillaghalmazok •
A csillagok a felhők belsejében csoportosan születnek meg. • Ezeket szabálytalan alakjuk miatt nyílt csillaghalmazoknak nevezzük. • Több száz csillagból áll, amik szétszóródnak.
A galaxisokról röviden • A csillagok eloszlása a világűrben nem egyenletes. A csillagok csillagrendszerekbe, más néven galaxisokba tömörülnek. • Lehetnek spirálisak, elliptikusak vagy szabálytalanok • Fekete-lyuk vagy kvazár (elektromágneses sugárzással rendelkező galaxismag)
Fúziós periódus, a vörös óriás • • • • •
• • •
Elfogy a hidrogénkészlet nagy része Csökken a teljesítmény és a belső nyomás, a belső rész összenyomódik Új gravitációs energia-felszabadulás, továbbforrósodik a csillag Kb. 100 millió kelvin hőmérsékleten a héliummagok berilliummagokká és szénatommagokká fejlődnek A belső nyomás megnő, amely a gravitációt legyőzve felfújja a csillagot, a csillagból vörösóriás válik Vörös, mert a hatalmas felszíne lehűl Új gravitációs összehúzódás, (C,O,N) keletkezik magasabb hőmérsékleten (ameddig van hélium) Nagy tömegű csillag esetén ez a folyamat addig tart, míg vas nem keletkezik a csillagban, ezután a csillag fúziós energiatermelése leáll.
• http://termtud.akg.hu/okt/7/ido/5csillagok.htm
A csillagok pusztulása • • • •
Fehér törpe Neutroncsillag Fekete lyuk Ezek a pusztuló csillag tömegétől függnek
Fehér törpe • Kis tömeg esetén fehér törpe keletkezik • Magas hőmérsékleten, fehéren izzik még sok-sok évig az összehúzódásból származó energiájának köszönhetően • Sűrűsége: néhány tonna/cm3
Neutroncsillag • Nap tömegének hétszerese • A belső rész (plazma) nem tud ellenállni a nagy nyomásnak • Az elektronok a nagy nyomás hatására bepréselődnek az atommagba, és a protonokkal neutronokká egyesülnek. Ezt az objektumot hívjuk neutroncsillagnak. • Szupernova-robbanás: A nyomás hirtelen megszűnésével a külső anyag a az atommag sűrűségű belső részre zuhan, ahonnan lökéshullámszerűen kirobban a világűrbe.(1044 J energia) • Ez több, mint amit napunk egész élete alatt termel(10 milliárd év!) • Erős gamma-sugárzás követi • A galaxisunkban 50 évente történik szupernova-robbanás • A neutron csillag 10 km átmérőjű, atommag sűrűségű • Elektromágneses hullámot bocsájt ki • Pulzár: gyorsan forgó neutroncsillag
Fekete lyuk • A legnagyobb csillagok pusztulásából fekete lyukak keletkeznek • A gravitációs összehúzódás még a neutroncsillag-állapotban sem szűnik meg • Hatalmas tömeg, kis térfogat • Erős gravitációs tér, melyből még a fény sem tud kilépni
Köszönjük a figyelmet!
