Csillagászat. A csillagok születése, fejlődése. A világegyetem kialakulása 12/C. -Mészáros Erik -Polányi Kristóf

Átírás

1 Csillagászat. A csillagok születése, fejlődése. A világegyetem kialakulása 12/C -Mészáros Erik -Polányi Kristóf

2 - Vöröseltolódás - Hubble-törvény: Edwin P. Hubble ( ) - Ősrobbanás-elmélete (Big Bang = Nagy Bumm)

3 Hubble mérése A Galaxisok annál nagyobb sebességgel távolodnak tőlünk, minél nagyobb távolságra vannak.

4 Arno Penzias és Robert Wilson ben elmélet megerősítése - Háttérsugárzás

5 Az univerzum kialakulása - Ősrobbanás - Felfúvódás szakasza - Kvark korszak - Lepton korszak - Foton korszak - Atomok kialakulása - Csillagok, galaxisok, bolygók

6 Ősrobbanás és felfúvódási szakasz - Univerzum születése - Idő: s, hőmérséklet: K - Felfúvódási szakasz: m-ről 1 cm-re növekedés

7 Kvark korszak - Hőmérséklet: K Idő: s - Kvarkok, gluonok alakultak ki - Valamint a kvark-gluon plazmaállapotban elektronokból és neutrínókból álló könnyű részecskék voltak jelen.

8 Lepton korszak - Hőmérséklet: K Idő: 100 s - További tágulás kvarkból protonok és neutronok állhattak össze - Ekkor nukleonokból,fotonokból és könnyű részecskékből (leptonokból) állt

9 Foton korszak - Hőmérséklet tovább csökkent Idő: s (kb. 300 ezer év) - Nukleonok fúziójával már a 2 D, 3 T, 3 He és 4 He egyszerűbb atommagok is létrejöhettek a leptonok és fotonok mellet. - A hőmérséklet csökkenése miatt összetettebb magok fúzióval már nem keletkezhettek.

10 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.

11 Anyagfelhők - Idő: 1 milliárd évnyi tágulás Hőmérséklet: 20 K - Hideg, hidrogénből álló anyagfelhők jöttek létre - Csillagok kialakulása, galaxisok formálódása

12 Csillagok - Idő: 1-5 milliárd évig keletkeznek és fejlődnek

13 Bolygók - Idő: Következő 10 milliárd év - Másodgenerációs csillagok és azokat körülvevő bolygórendszerek jöttek létre (ilyen a mi Naprendszerünk is)

14 Az univerzum lehetséges jövőbeli sorsa

15 A genfi CERN részecskegyorsító - CERN(Európai Nukleáris Kutatási Szervezet) - Kölcsönhatások egyesített elméletének megalkotása - Atommag-ütköztetés Kvarkgluon plazmaállapot előállítása.

16 Röviden a csillagászat múltjáról

17 Csillag születésének előzményei Az első csillagok kb milliárd éve keletkeztek. Gáz- és porfelhők, amiket a csillagközi anyag összesűrűsödése hoz létre. Akár több ezerszeresére is megnőhet a sűrűség Lófej köd

18 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 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

19 A barna törpe 0,08 naptömegnél kisebb anyagcsomóból nem alakulhat ki csillag, az ennél kisebb anyagcsomóból kialakuló objektumokat barna törpéknek nevezzük.

20 Nyílt csillaghalmazok A csillagok a felhők belsejében csoportosan születnek meg. Ezeket szabálytalan alakjuk miatt nyílt csillaghalmazoknak nevezzük. Több száz csillagból áll, amik szétszóródnak.

21 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)

22 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.

23 A csillagok pusztulása Fehér törpe Neutroncsillag Fekete lyuk Ezek a pusztuló csillag tömegétől függnek

24 Fehér törpe Kis tömeg esetén fehér törpe keletkezik Magas hőmérsékleten, fehéren izzik még sok-sok évig az összehúzódásból származó energiájának köszönhetően Sűrűsége: néhány tonna/cm 3

25 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.(10 44 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

26 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

27 Köszönjük a figyelmet!