Sól tungl og stjörnur

1. Sól tungl og stjörnur 2.kafli

2. 2-1 Ferð um alheiminn Stjörnumerki: • Mynstur sem sjást á himni séð frá jörðinni • Til forna gáfu menn þessum mynstrum nöfn vegna þess að þau minntu á ákveðin dýr eða önnur þekkt fyrirbæri Pólstjarnan tilheyrir stjörnumerkinu Litla birni og sést allt árið á norðurhveli jarðar

3. 2-1 Ferð um alheiminn Sólin okkar er stjarna -hér á röntgenmynd- Stjörnur: • Eru sams konar hnettir og sólin okkar • Birta og hiti þeirra er minni en sólar því að þær eru svo óralangt í burtu • Stjörnur eiga sér oft fylgihnetti eins og sólin okkar: plánetur, tungl, grjót og ryk • Stjörnur hreyfast

4. 2-1 Ferð um alheiminn Stjörnuþyrpingar: • Stjörnur raðast í gríðarstórar þyrpingar í alheiminum: • Lausþyrpingar: frekar óreglulegar þyrpingar nokkur hundruð stjarna • Kúluþyrpingar: kúlulaga þyrpingar sem innihalda hundruðir þúsunda stjarna

5. 2-1 Ferð um alheiminn Stjörnuþokur: • Geimþoka er risavaxið ský af gasi og ryki þar sem nýjar stjörnur verða til • Geimþokur eru á sveimi milli stjörnukerfa • Geimþokur sjást ekki berum augum frá jörðinni – en þær sjást í innroðasjónaukum sem nema hitageislun

6. 2-1 Ferð um alheiminn Vetrarbrautir: • Fram til 1924 héldu menn að okkar vetrarbraut væri sú eina í alheiminum • Vetrarbrautir innihalda hundruð milljarða stjarna og í alheiminum eru líklega til um hundrað milljarðar vetrarbrauta • Þokurnar fjarlægjast hver aðrar – sem bendir til að alheimurinn sé að þenjast út

7. 2-1 Ferð um alheiminn Vetrarbrautir – 3 megin gerðir: • Þyrilþokur: eru eins og þyrill í laginu, með þykka miðju og arma sem snúast umhverfis • Sporvöluþokur: eru kúlu- eða sporvölu laga og hafa enga þyrilarma. Lítið af ryki og gasi – eldri vetrarbrautir • Óreglulegar þokur: óregluleg lögun, sjaldgæfasta gerðin Þyrilþokan Andrómeda

8. Fleiri myndbönd • Gervitungl skotið niður • Svarthol skoðuð nánar • Hvernig virkar GPS?

9. 2-1 Ferð um alheiminn Vetrarbrautin okkar: • Þyrilþoka • Um 100.000 ljósár í þvermál, 15.000 ljósár að þykkt • Elstu stjörnurnar í miðjunni • Sólin okkar er ung stjarna, staðsett utarlega í einum þyrilarminum • Það tekur sólina okkar og aðrar sólir í Vetrarbrautinni um 200 milljón ár að fara umhverfis miðju hennar

10. 2-1 Ferð um alheiminn Líf í alheimi? • Hingað til hefur ekki fundist líf utan jarðarinnar • Lífhvolf kallast svæði utan um sólstjörnur þar sem skilyrði eru þannig að möguleiki er á að líf kvikni á plánetu sem þar er stödd • Menn hafa sent skilaboð út í alheim í þeirri von að aðrar lifandi verur finni þau og skilji

11. 2-2 Alheimur verður til Yfirlit um hugtök: • Litsjá • Litróf • Dopplerhrif • Rauðvik og blávik • Útþensla alheimsins • Miklihvellur • Opinn heimur og lokaður heimur • Dulstirni

12. 2-2 Alheimur verður til Að skoða alheiminn: • Litsjáin er tæki sem sýnir samsetningu ljóss, þ.e. litrófið sem það samanstendur af. • Öll efni gefa frá sér sérkennandi litróf og með því að lesa í litróf sem stafar frá stjörnum má því finna efnasamsetningu þeirra • Litrófið gefur líka til kynna hver hreyfing stjarnanna er

13. 2-2 Alheimur verður til Dopplerhrif - rauðvik og blávik: • Er lesið með litsjá úr litrófi frá stjörnum og gefur vísbendingu um hvort þær hreyfast að eða frá jörðinni • Ljós er gert úr bylgjum og eindum. Bylgjur ljóssins hegða sér svipað og hljóðbylgjur. • Bylgjulengdin ákvarðar lit ljóssins: • Rautt ljós – löng bylgjulengd • Blátt ljós – stutt bylgjulengd

14. 2-2 Alheimur verður til Dopplerhrif - rauðvik og blávik, frh.: • Þegar stjarna færist í átt að athuganda sýnist ljósið hafa styttri bylgjulengd – litrófið færist því í átt að bláu (blávik) • Þegar stjarna færist frá athuganda sýnist ljósið hafa lengri bylgjulengd – litrófið færist þá í áttina að rauðu (rauðvik)

15. 2-2 Alheimur verður til Útþensla alheims: • Rannsóknir á dopplerhrifum frá fjarlægum vetrarbrautum sýna að þær eru allar að fjarlægjast okkur og hver aðrar • Þetta gefur til kynna að alheimurinn sé að þenjast út

16. 2-2 Alheimur verður til Miklihvellur: • Útþensla alheims er skýrð með kenningunni um Miklahvell • Skv. henni var alheimurinn í upphafi bara punktur þar sem allt efni og orka var samanþjappað • Fyrir um 12 milljörðum ára varð svo gríðarleg sprenging og allt efni alheimsins þeyttist í allar áttir og hefur verið á stöðugri útþenslu síðan

17. 2-2 Alheimur verður til Miklihvellur, frh.: • Kenningin segir að hluti orkunnar frá frumsprengingunni sé jafndreifður um geiminn og nefnist örbylgjugeislun (örbylgjukliður). Rannsóknir hafa staðfest tilvist þessa fyrirbæris og þar með stutt kenninguna. • Efnisagnir sem þeyttust í allar áttir eftir sprenginguna fóru síðan að toga hver í aðra vegna þyngdarkrafts síns. Við þetta tog mynduðust vetrarbrautir, sólstjörnur og sólkerfi

18. 2-2 Alheimur verður til Opinn heimur eða lokaður: • Til eru tvær kenningar um framtíð alheimsins: • Kenningin um opinn heim: vetrarbrautirnar munu fjarlægjast hver aðrar endalaust, orka í stjörnum klárast og að lokum verður bara tóm • Kenningin um lokaðan heim: þyngdarkraftur mun toga á móti útþenslunni, hægja á henni og að lokum snúa henni við. Alheimurinn mun þá skreppa aftur saman, ef til vill þar til aftur verður Miklihvellur og svo koll af kolli.

19. 2-2 Alheimur verður til Dulstirni: • Eru í 13 milljarða ljósára fjarlægð (lengra síðan en Miklihvellur!) – leifar af upphafi alheimsins • Eru minni en vetrarbrautir en senda frá sér miklu meiri orku en nokkur vetrarbraut • Talin vera vetrarbrautir í fæðingu (við sjáum ummerki um fæðingu vetrarbrautar fyrir 13 milljörðum ára) • Gífurleg orkuframleiðsla í miðju dulstirnis er talin standa í sambandi við svarthol

20. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Stærð stjarnanna: • Massi stjarna ræður mestu um þróun þeirra • Stjörnum er skipt í 5 flokka eftir stærð: • Nifteindastjarna • Hvítur dvergur • Meðalstór stjarna (t.d. sólin okkar) • Risastjarna • Reginrisi

21. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Stærð stjarnanna, frh.: • Nifteindastjarna: hefur svipaðan massa og sólin okkar en er mun minni að þvermáli. Dæmigert er að þær séu 16 km í þvermál sem þýðir að 1 teskeið af efninu í henni vegur um billjón tonn. • Hvítir dvergar: mjög massamiklar og geta verið minni að þvermáli en jörðin. Dæmi: 1 teskeið af efni í hvítum dverg vegur 1 tonn. Hvítur dvergur er lokastigið á æviferli stjarna.

22. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Stærð stjarnanna, frh.: • Meðalstór stjarna: Til dæmis sólin okkar. Stærð þeirra er frá 1/10 af stærð sólarinnar og allt að 10 sinnum stærri en sólin okkar. Flestar stjörnurnar sem við sjáum á himninum er af þessu tagi

23. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Stærð stjarnanna, frh.: • Risastjarna: þvermálið er 10 til 100 sinnum stærra en hjá sólinni okkar. Dæmi: Aldebaran í stjörnumerkinu Nautinu, er 36 sinnum stærri en sólin • Reginrisar: eru allt að þúsundfalt stærri en sólin okkar. Eru skammlífustu stjörnur alheimsins. Dæmi: Rígel og Betelgás í stjörnumerkinu Óríon

24. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Efni stjarnanna: • Efnasamsetning stjörnuer fundin með litsjá sem sýnir litróf þess efnis sem sendir frá sér ljósið • Langflestar stjörnur eru gerðar úr sömu frumefnunum: • Vetni (60-80%) • Helín (19-39%) • Súrefni, kolefni, nitur, neon eru samtals < 4%

25. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Yfirborðshiti stjarnanna: • Hiti við yfirborð stjörnu ræður lit hennar: 3000°C50.000°C Köldustustjörnurnar eru rauðar, heitustu eru bláhvítarog stjörnur með öðrum litum raða sér milli þessara hitastiga. Okkar sól er um 6000°C heit við yfirborðið

26. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Hvað eru stjörnur langt í burtu? • Mælt með ólíkum aðferðum eftir því hversu langt í burtu viðkomandi stjarna er: • 4-400 ljósára fjarlægð: mælt með hornamælingum á stjörnuhliðrun frá jörðu • <1000 ljósára fjarlægð: mælt með hornamælingum á stjörnuhliðrun frá gervihnöttum • 1000-7 milljón ljósára fjarlægð: reyndarbirta (fundin út frá lit, hita og tegund stjörnu) er borin saman við sýndarbirtu og fjarlægðin fundin út frá því • >7 milljón ljósára fjarlægð: fjarlægðin fundin með því að skoða rauðvik í litsjá

27. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Birta stjarnanna: • Birta stjörnu, séð frá jörðu, er háð stærð og yfirborðshita stjörnunnar og fjarlægð hennar frá jörðu • Sýndarbirta: sú birta sem við skynjum á jörðinni • Reyndarbirta: sú birta sem stjarnan gefur í raun frá sér

28. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Birta stjarnanna, frh.: • Flestar stjörnur gefa frá sér stöðuga birtu • Breytistjörnur: stjörnur sem breyta birtu sinni: • Sveiflustjörnur: breyta stærð og birtu reglulega • Sefítar eru dæmi um sveiflustjörnur og breyta birtu sinni í fjögurra sólarhringa lotum. Pólstjarnan er dæmi um slíkt.

29. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra HR-línuritið: • Þróað af 2 stjörnufræðingum, Hertzsprung og Russel, í byrjun 20. aldar • Línurit sem sýnir tengslin milli yfirborðshita stjarna og reyndarbirtu þeirra • Meginreglan er að því heitari sem stjarna er, þeim mun bjartari – stjörnur sem fylgja þessari reglu raðast á Meginröð í línuritinu (90% allra stjarna) • Gamlar eldsneytislausar stjörnur falla utan Meginraðar (reginrisar, rauðir risar og hvítir dvergar)

30. 2-3 Stjörnur og einkenni þeirra Af hverju skín stjarna? • Vegna hita og þrýstings í iðrum stjörnu eru vetniskjarnar stöðugt að rekast hver á aðra • Við þetta verður kjarnasamruni þar sem vetniskjarnarnir breytast í helínkjarna • Við kjarnasamruna breytist efni í orku, þessi orka losnar frá sem geislun í formi hita, birtu, röntgengeisla, útvarpsbylgja o.fl. • Einstein setti fram lýsingu á því hversu mikil orka losnar við kjarnasamruna: orka = massi x ljóshraði í öðru veldi (E = mc2)

31. 2-4 Sólin okkar: Sérstök stjarna Sólin okkar: • Gulur hnöttur úr gasi • Meðalstór sólstjarna • 4,6 milljarða ára • Þvermál er 109 sinnum meira en þvermál jarðarinnar

32. 2-4 Sólin okkar: Sérstök stjarna Lagskipting sólarinnar: • Sólkóróna: • ysta lagið • 1,7 milljón °C • Nær milljónir km út fyrir sólina • Strjálar gasagnir á fleygiferð • Sést ekki nema í sólmyrkva • Lithvolf: • Innan við kórónuna • Nokkur þúsund km á þykkt • 27.800°C • Þar blossa upp gasstraumar (sólstrókar)

33. 2-4 Sólin okkar: Sérstök stjarna Lagskipting sólarinnar, frh.: • Ljóshvolf: • Kallað yfirborð sólarinnar • Innan við lithvolfið • 6000°C • Þaðan kemur birta sólarinnar • Sólkjarni: • Meginuppistaðan í sólinni • Allt að 15 milljón °C • Þar verða kjarnasamrunarnir

34. 2-4 Sólin okkar: Sérstök stjarna Umbrot á sólinni: • Þrenns konar sólstormar: • Sólstrókar – gasstrókar út úr lithvolfinu, mynda boga eða lykkjur út frá yfirborði sólar • Sólblettir – dökkir kaldir blettir á yfirborðinu, mistíðir. Þegar þeir eru miklir verða meiri norðurljós yfir jörðinni og fjarskipti truflast • Sólblossar – heitir og ljósir blettir á yfirborðinu • Sólvindur: stöðugur straumur af orkuríkum eindum sem kemur frá sólkórónunni. Sólblossar geta aukið þennan vind og það veldur truflunum á fjarskiptasendingum á jörðinni.

35. 2-4 Sólin okkar: Sérstök stjarna Sólvindur berst frá sólkórónunni sem sést aðeins í sólmyrkvum Sólstrókur

36. 2-5 Þróun stjarna Æviferill meðalstórrar stjörnu (t.d. Sólin): • ,,venjuleg” stjarna (vetni í kjarnanum) • Rauður risi (helíni í kjarna) • Hvítur dvergur (kolefni í kjarna) • Brúnn og síðan svartur dvergur (kulnuð stjarna, gerð úr þyngri frumefnum)

37. 2-5 Þróun stjarna Æviferill massamikilla stjörnu (t.d. Sólin): • ,,venjuleg” stjarna (vetni í kjarnanum) • Rauður risi eða reginrisi (helíni í kjarna) • Sprengistjarna (frumefni í kjarna þyngjast í sífellu, þar til kjarninn er úr járni, þá springur hann) • Fer eftir hversu mikill massinn er hvað gerist næst: • Frekar massamikil stjarna: nifteindastjarna (litlar og mjög massamiklar. Eru stundum tifstjörnur) • Mjög massamikil stjarna: svarthol (þyngdaraflið verður svo mikið að það dregur efnið í stjörnunni inn í sjálft sig)