Sternfreunde Borken e
Megfigyelési tipp 2008 januárjában
Földünk tömege például 598 1111 289 025 000 000 000 000 000 kg (5 981 * 1 024 kg). A Jupiter gázóriás 317-szer nehezebb, mint a Föld. A Szaturnusz viszont csak 95-ször nehezebb, mint a Föld. Méretét tekintve könnyű. A 0,69 g/cmі sűrűség olyan alacsony, hogy a Szaturnusz úszna a szárazföldi óceánban. Ezek azok a számok, amelyek miatt egyes Brigitte olvasók szédülnek. Vizsgáljuk meg azt a kérdést, hogy a csillagászok miként mérik meg ezeket a nagy égitesteket, vagy hogy fogalmazzak jobban: Hogyan lehet meghatározni a távoli égitestek tömegét? Megdöbbentő, hogy képesek vagyunk mérlegelni az éjszakai égbolt kis fénypontjait. De kezdjük az elején.
Vegyük kézbe a számológépet, és nézzük meg, milyen erő vonzza a 69 kg tömegű nőt a földhöz. Az erő ekkor a 6,672 * 10 ^ -11 mі/kg sІ x 5,981 * 10 ^ 24kg (a föld tömege) x 69kg (a nő tömege) gravitációs állandó lenne, elosztva a 6378000 m négyzetével (vagyis a föld sugara négyzetben) . Egy fogad, hall és hallatszik: 677 Newton. Tulajdonképpen ki akartam hagyni a matematikai levezetéseket, de ez csak olyan szórakoztató. Küldjük a nőt a Holdra, hogy tegye a mérlegre. A mérleg az ottani súly hatodát, azaz 113 Newton-t fogja mutatni. És most egyre érdekesebb. Az asszony lesz a hold mérlege. A hold sugara 1 738 000 m. Csak annyit kell megfordítanunk, hogy kiszámoljuk a hold tömegét, vagyis a nő súlyát 113 Newton szorozzuk meg a Hold sugárának négyzetével (1 738 000І) osztva a gravitációs állandóval és a szorzat tömegével. Nő. És 7,40 * 10 ^ 22kg-ot kap a holdért.
Ezzel megtettük az első lépést a csillagászati testek tömegének meghatározása felé. Sajnos a módszer meglehetősen kivitelezhetetlen és gyorsan eléri a határait. A kutatók vigasztalására a nő csak úgy viselkedik, mint egy cserélhető teszt test. Még akkor is, ha ez nem éppen bók, és valószínűleg tiltakozásokat fog kiváltani a nők körében. Például a föld jó tesztminta a nap tömegének meghatározásához. Egy év alatt 149,6 millió km sugarú körben kering a nap körül. Ezekkel az adatokkal kiszámítható a föld centrifugális ereje. Ne aggódj, ezt most nem fogjuk megtenni. A centrifugális erő és a gravitációs erő kioltja egymást, különben a föld pályája nem lenne stabil. Ha a gravitációs erő és a pálya sugara ismert, könnyen kiszámítható a nap tömege. Az eredmény 2 * 1 030 kg, azaz 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg. Ez valami, nem igaz?
Vénusz tranzit, 2004. június 8
Míg a bolygók a test próbatesteként használhatók, a bolygók tömegei meghatározhatók az őket körül keringő holdak keringésének meghatározásával. A holdakat próbatesteknek tekintik a bolygó gravitációs mezőjében. Ez mindaddig megengedett, amíg a próbatestek tömege elhanyagolhatóan kicsi a bolygók tömegéhez képest. És itt ez a helyzet.
A csillagokkal nem olyan egyszerű a helyzet. A legtöbb esetben nem olyan egyszerű a tömeg közvetlen meghatározása. Közvetlen tömegmeghatározás csak kettős csillagok esetén hajtható végre, amelyek kölcsönös pályája ismert. Ha ismeri a pályákat, akkor Kepler 3. törvényével kiszámíthatja mindkét csillag össztömegét. A két keringő csillag tömegaránya fordítottan arányos a pályájuk fő féltengelyeivel. Az eljárás hasonló a nap tömegének meghatározásához a bolygók pályája segítségével. A bináris csillagok esetében azonban nem feltétlenül feltételezhető, hogy az egyik partnernek oroszlánrésze van a tömegben, ahogyan ez a bolygók esetében a nap esetében.
Mindenesetre eddig néhány száz csillagot lehetett ilyen módon megvizsgálni. A következő felfedezés történt. A csillagok tömege korrelál a csillagok fényességével. Minél nehezebb egy csillag, annál pazarlóbb az energiaköltségvetése. A tömeg fényessége úgy viselkedik, mint L
mі. Például egy olyan csillag esetében, amelynek fényereje kétszer akkora, mint a napé, 8 naptömegű tömeg.
A négyszeres napfényességű csillag tömege tehát 64 naptömeg. Ezzel a nagyon egyszerű törvénnyel a csillagász a csillagok nagy részét fel tudja tenni a mérlegre. Csak tudnia kell a csillag fényességét. Legfontosabb eszköze ehhez a Hertzsprung-Russell diagram, amelyben a csillagok spektrális osztályokhoz vannak rendelve. A spektrális osztály megadja a csillagásznak a szükséges információkat a csillag fényességéről. Ez azért lehetséges, mert a csillagok elvileg strukturáltak és hasonlóan működnek. A csillag tulajdonságai, mint a csillag tömege, fényessége és színe, függ egymástól. Ugyanez van az emberekkel is. Egy terjedelmes ember ennek megfelelően nehéz és viszonylag nagy mennyiségű ételt fogyaszt, hogy egy egyszerű példával elmagyarázza a dolgot. Ha egy csillag regisztrálni szeretne a Súlyfigyelőknél, akkor a regisztrációs űrlapon meg kell adnia spektrális osztályát.
Szigorúan véve a tömeg-fényesség viszony, amint azt itt leírtuk, csak a fő szekvencia csillagokra vonatkozik. Nincs megbízható számítás az óriási vörös csillagok, fehér törpék vagy fekete lyukak tömegére. Itt egyedi modelleket kell használni.
A csillagok és a bolygók esetében a meghatározott tömegek nagyon jól illeszkednek a csillagászok koncepciójába. Az ügy egyre zavaróbbá válik a galaxisok, a galaxishalmazok és maga az univerzum szempontjából. Kíváncsi felfedezések történtek ott az elmúlt években. Newton mondása, miszerint élvezni fogja a tudás cseppjét, miközben az igazság óceánja elõtte fekszik, a mai csillagászat és asztrofizika szempontjából minden eddiginél fontosabb.
Az NGC 891 szélén lévő galaxis a csillagképben
Andromeda
Mindig körben - a Sternbe-
mozgások a galaxisokban
diagram
A diagram ismét grafikusan mutatja a problémát, ehhez a problémához eddig két megközelítés létezik: Az első és nagyon ellentmondásos megközelítés a MOON-elmélet (Modified Newtonian Dynamics), amely szerint a tömeg tehetetlensége nagy távolságban csökken a tömegközponttól. és a galaxisok külső területein a sebességek magasak maradhatnak anélkül, hogy a galaxis eldobná a tömegét. A HÓ jól leírhatja a csillagok viselkedését a galaxisokban, de hátránya, hogy ez csak a viselkedés leírása, de nem ad magyarázatot a jelenségre.
Ezért csak nagyon homályos információkat adhatunk olyan tömeges felhalmozódásokról, mint például a galaxishalmazok. A csillagászok megfigyelik a világító anyagot, és galaxisszámlálást végezhetnek. Tanulmányozhatja a galaxisok sebességét egy galaxishalmazon belül, és ezzel becsülheti meg a galaxishalmaz tömegét. A sötét anyag itt különösen nyilvánvaló. Gyakran csak néhány fényes, nagy galaxis található a galaxishalmazokban. Az oroszlánrész a kis törpe galaxisokból áll, amelyek egy része az ismeretlen sötét anyag több mint 99% -át teszi ki. A galaxisok közötti tér sem üres. A galaxisok vékony intergalaktikus gázban mozognak, amely főleg ionizált hidrogénből áll, amelynek hőmérséklete meghaladja a 100 millió Celsius fokot. Ez a vékony gáz csak röntgenfényben detektálható. Ez azonban nem járul hozzá a teljes tömeg döntő részéhez, amely a galaxishalmazokban található.
A csillagászoknak nincs más választása, mint tovább keresni, hogy feltárják az eltűnt tömeg titkát. És nincs más választásom, mint hogy több testmozgást és kevesebb kalóriát írjak elő, hogy visszakaphassam a nadrágomat.
Ismét boldog új évet,
Christian Overhaus
Látogatók száma: 174.428 | Utolsó frissítés: 2008. június 1