A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Hasonló dokumentumok
Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék április 28.

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Abszorpciós spektrumvonalak alakja. Vonalak eredete (ld. előző óra)

Aktív magvú galaxisok és kvazárok

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Abszorpciós spektroszkópia

Abszorpció, emlékeztetõ

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

A világűr nem üres! A csillagközi anyag ezerarcú. Pompás képek sokasága bizonyítja ezt.

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Az elektromágneses hullámok

A hőmérsékleti sugárzás

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

Abszorpciós fotometria

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Aktív galaxismagok, szupermasszív fekete lyukak

A Mössbauer-effektus vizsgálata

Abszorpciós fotometria

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény


Az optika tudományterületei

2, = 5221 K (7.2)

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

A Tycho-szupernova. 1572ben Tycho Brahe megfigyelt egy felrobbanó csillagot. 400 évvel később egy többmillió fokos buborék látható (zöld és kék a

Newton kísérletei a fehér fénnyel. Sir Isaac Newton ( )

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

Abszorpciós fotometria

A fény tulajdonságai

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Pósfay Péter. ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G.

Aktív galaxismagok, szupermasszív fekete lyukak

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Tartalom. Történeti áttekintés A jelenség és mérése Modellek

Pulzáló változócsillagok és megfigyelésük I.

Bevezetés a csillagászatba II.


Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Pulzáló változócsillagok és megfigyelésük I.

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Mérés és adatgyűjtés

Szabadentalpia nyomásfüggése

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Bordács Sándor doktorjelölt. anyagtudományban. nyban. Dr. Kézsmárki István Prof. Yohinori Tokura Prof. Ryo Shimano

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Galaxishalmazok. Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék március 17.

Csillagok parallaxisa

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

A 35 éves Voyager őrszondák a napszél és a csillagközi szél határán

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Modern fizika vegyes tesztek

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Bevezetés a részecske fizikába

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Optikai spektroszkópiai módszerek

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Művelettan 3 fejezete

Röntgenanalitika. Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD)

alapvető tulajdonságai

A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése


Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

Trócsányi Zoltán. Kozmológia alapfokon

A gravitáció hatása a hőmérsékleti sugárzásra

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Optikai spektroszkópia az anyagtudományban 8. Raman spektroszkópia Anizotrópia IR és Raman spektrumokban

Hangintenzitás, hangnyomás

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA

Fázisátalakulások, avagy az anyag ezer arca. Sasvári László ELTE Fizikai Intézet ELTE Bolyai Kollégium

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Foton-visszhang alapú optikai kvantum-memóriák: koherens kontroll optikailag sűrű közegben

A Föld helye a Világegyetemben. A Naprendszer

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?

összetevője változatlan marad, a falra merőleges összetevő iránya ellenkezőjére változik, miközben nagysága ugyanakkora marad.

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Átírás:

A csillagközi anyag Interstellar medium (ISM) gáz + por Ebből jönnek létre az újabb és újabb csillagok Bonyolult dinamika turbulens áramlások lökéshullámok MHD Speciális kémia porszemcsék képződése, bomlása stb.

Csillagközi anyag és fény Extinkció: az áthaladó fényből elnyel Reflekció: a beeső fényt minden irányba szórja Emisszió: Gerjesztés esetén minden irányban sugároz Termikus sugárzás

Extinkció gáz- és porfelhőkben Az extinkció hullámhossz-függő ahol d = 10 pc. m λ = M λ + 5 log 10 d 5 + A λ, A λ a monokromatikus abszorpció magnitúdó egységekben. Összefüggése az optikai mélységgel: I λ I λ,0 = e τ λ m λ m λ,0 = 2,5 log 10 ( e τ λ ) = 2,5 τλ log 10 e = 1,086 τ λ = A λ τ λ

Fényszóródás Optikai mélység függése az oszlopsűrűségtől: τ λ = s 0 n d (s ) σ λ ds = σ λ N d Rayleigh-szórás: sűrű gázban: σ λ λ 4 Mie-szórás: gömbszerű porszemek a sugárral: σ g = πa 2 Hosszú hullámhosszak: a hullámok csaknem érintetlenül mennek tovább σ λ a3 (λ a) λ Rövid hullámok: csak az jut tovább, amelyik nem ütközik a porba σ λ a 2 (λ a) Kiszórt fény: kék átjutó fény: vörös

Extinkciós mérése Milyen az extinkció hullámhossz-függése? Hogyan függ a gáz/por összetételétől? Hogyan lehet kimérni? Mért spektrum összehasonĺıtása elméletivel Vonalarányok összehasonĺıtása egy spektrum esetén Egy adott színszűrőben (V ) mérthez képest mekkora az extinkció A λ A V E (B V ) = (B V ) valódi (B V ) megfigyelt

Extinkciós görbék Mie-szórás: optikaiban és infrában gyenge, UV-ben erős csúcs 2175 Å-nél policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) grafitszemcsék SiO molekulák

Policiklikus aromás szénhidrogének

UV Extinkciós görbék

Diffúz hidrogénfelhők Neutrális hidrogén: Hi Nem sugároz, ha nem éri gerjesztő sugárzás, kivéve: 21 cm-es (1420 MHz) rádió vonal áthatol a sűrű felhőkön is Az alapállapot hiperfinom felhasadásának átmenetéből jön (spin flip) erősen tiltott átmenet, 2,9 10 15 s 1 Tipikus hőmérséklet 30-80 K Doppler-effektus alapján gáz sebessége, Zeeman-effektus alapján mágneses tér nagysága mérhető

Molekulafelhők A H 2 molekula nem sugároz 21 cm-en Közvetlenül nem is detektálható Nyomkövező molekulák: CO, OH stb. CO: 2,6 mm-es sugárzás (szub-milliméter tartomány)

Felhők típusai típus T [K] n [m 3 ] M [M ] d A V Hi felhők 10-100 10 6-10 8 3-100 1-2 pc 1-5 Diffúz molekulafelhők 1 15-50 10 8-10 9 3-100 1-2 pc 1-5 Óriás molekulafelhők 2 15 1-3 10 8 10 5-10 6 50 Sötét felhők 10 5 10 8-10 9 10 4 10 5 Sűrű magok 10 10 10 10 0,1 > 10 Forró magok 3 100-300 10 13-10 15 10-3000 0,1 50-1000 Bok-globulák 4 10 10 10 1-1000 < 1 10 1 szabálytalan alak 2 spirálkarokban 3 OB csillagok 4 gömbszerű, felhőktől távol

Felhők felforrósodása és hűlése Fűtő folyamatok kozmikus sugárzás, MeV-10 14 MeV, ionizál UV sugárzás: C atomok ionizációja röntgensugárzás: H ionizációja lökéshullámok SN robbanásból, csillagszélből Hűtő folyamatok por termikus IR sugárzása ütközés: molekulákat gerjeszt molekulás rezgési és vibrációs IR sugárzása az IR könnyen kijut a felhőből hatékony hűlés feltétele: kell mennyiségű por

Gázfelhők gravitációs kollapszusa Statikus állapot A gázfelhő nyomása kiegyenĺıti a gravitációt Nyomás random mozgás hőmérséklet T hőmérsékletű gáz sugároz hűl A statikus állapot fenntartásához energia kell Ha a gáz hatékonyan sugároz energiát, és nincsen utánpótlás, akkor a felhő a saját gravitációja alatt összeomlik Elmélet: Jeans-mechanizmus

Gázgömb potenciális energiája Gázgömb átlagos sűrűsége Integrált tömeg r sugárig Tömegpont energiája ρ = M 4 3 R3 π M r = 4 3 r 3 πρ du i = G M r dm i r r sugarú gömbhéjra integrálva du = F M r 4πr 2 ρ dr r Teljes gömb energiája (homogén ρ-val számolva) U = G 16 3 π2 ρ 2 R 0 r 4 dr = G 16π2 R5 ρ2 3 5 = 3 5 G M2 R

Jeans-feltétel levezetése Viriáltétel: 2K + U = 0 Ha 2K < U, akkor összeomlik a felhő Gáz belső energiája K = 3 2 Nk BT, ahol N az atomok száma: N = M µm H, µ: átlagos molekulatömeg, m H : hidrogénatom tömege Behelyettesítve a viriáltételbe: 2 3 Mk B T < 3 GM 2 2 µm H 5 R ahol kihasználtuk, hogy ( 3 M R = 4 πρ = 3 5 GM2 ) 1 3 ( ) 2 4 πρ 3, 3 M

Jeans-feltétel Előző diáról az eredmény: Jeans-tömeg: 2 3 Mk B T < 3 GM 2 2 µm H 5 R = 3 5 GM2 ( ) 3 5kB T ( ) 1 2 3 2 M J = Gµm H 4πρ Ha M C > M J, akkor a gázfelhő összeomlik. Jeans-hossz: R J = ( 15kB T ) 1 2 4πGµm H ρ Ha R C > R J, akkor a gázfelhő összeomlik. ( ) 2 4 πρ 3, 3 M

Kelvin Helmholtz-időskála Viriáltétel (2K + U = 0) alapján a gázfelhő teljes mechanikai energiája a potenciális energia fele: U = 3 GM 2 5 R = E = 3 GM 2 10 R A felszabaduló energia mire a felhő R -ra húzódik össze: E (R R R ) 3 GM 2 10 R Az időskála L luminozitást feltételezve: t KH 10 6-10 7 év t KH = E L