Одон орон судлал нь селестиел биетүүд, тэдгээрийн хөдөлгөөн, бүтэц, түүнчлэн тэдгээрээс үүссэн системийг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Энэ бол хамгийн эртний мэдлэгийн талбар юм: одон орон судлалын гарал үүсэл цаг хугацааны манан дунд алдагдсан байдаг.

Хүн төрөлхтөнтэй зэрэгцэн хөгжсөн гэж хэлж болно. Өнөөдөр одон орон судлал зогсохгүй байна. Давуу талыг ашиглаж байна хамгийн сүүлийн үеийн технологиуд, эрдэмтэд одоо байгаа онолыг байнга сайжруулж, нэмэлт болгож байна. Сүүлийн жилүүдэд гарсан хамгийн чанга нээлтүүд нь ихэвчлэн астрофизикчдийн судалдаг үзэгдэлтэй холбоотой байдаг. Технологийн дэвшлийг бүрэн ашигласнаар одон орон судлаачид хүний ​​оюун санааны хязгаарлалттай зайлшгүй тулгардаг. Астрофизик бол одон орон судлалын салбар бөгөөд бусадтай харьцуулахад илүү олон удаа тайлбарлаж чадахгүй байгаа баримтуудтай тулгардаг. Эрдэмтэд түүний далбаан дор ажиллаж, улам бүр төвөгтэй асуултуудад хариулт олохыг хичээж, улмаар технологийн дэвшлийг өдөөж байна. Астрофизикчид юу судалж байгаа, тэд аль хэдийн олж мэдсэн зүйл, өнөөдөр Орчлон ертөнц тэдэнд ямар нууцуудыг санал болгож байгааг доор хэлэлцэх болно.

Онцлог шинж чанарууд

Астрофизик нь физик шинж чанар, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн тодорхойлолтыг авч үздэг. Тэрээр өөрийн онолдоо дэлхий дээрх бодисын шинж чанарыг судлах явцад шинжлэх ухааны хуримтлуулсан байгалийн хуулиудын талаархи мэдлэгт тулгуурладаг.
Астрофизикчид ажилдаа ихээхэн хязгаарлалттай тулгардаг. Дэлхийн нөхцөлд бичил сансар эсвэл макрообъектуудыг судалдаг хамт ажиллагсдаас ялгаатай нь тэд туршилт хийж чадахгүй. Сансар огторгуйд үйлчилж буй олон хүч нь зөвхөн хол зайд эсвэл асар том масс, эзэлхүүнтэй объектуудын дэргэд илэрдэг. Шаардлагатай нөхцлийг бүрдүүлэх боломжгүй тул ийм харилцан үйлчлэлийг лабораторид судлах боломжгүй юм. Ерөнхий астрофизик нь идэвхгүй ажиглалтын үр дүнг голчлон авч үздэг.

Ийм нөхцөлд объектын мэдээлэл олж авахыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Одон орон судлалын энэ салбарт туршилт хийх боломжгүй тул шаардлагатай параметрүүдийг шууд хэмжих боломжгүй байдаг. Энэ тохиолдолд астрофизикчид юуг судалж, юунд үндэслэн дүгнэлт хийдэг вэ? Ийм нөхцөлд эрдэмтдийн мэдээллийн гол эх сурвалж нь селестиел биетүүдээс ялгарах цахилгаан соронзон долгионы шинжилгээ юм.

Энэ бүхэн хэрхэн эхэлсэн

Одон орон судлал бол эрт дээр үеэс огторгуйн биетүүдийг судалж ирсэн шинжлэх ухаан боловч астрофизик гэх мэт хэсэг дандаа байгаагүй. Чухамдаа энэ нь 1859 онд Г.Кирхгоф, Р.Бунсен нар хэд хэдэн туршилт хийж дууссаны дараа аливаа химийн элемент өвөрмөц шугаман спектртэй болохыг тогтоосноор үүсч эхэлсэн. Энэ нь селестиел биетийн спектрийг ашиглан химийн найрлагыг нь дүгнэх боломжтой гэсэн үг юм. Ингэж спектрийн шинжилгээ үүсч, үүнтэй хамт астрофизик гарч ирэв.

Ач холбогдол

1868 онд шинээр бий болсон арга нь шинэ химийн элемент болох гелийг нээх боломжтой болсон. Үүнийг бүхэлд нь ажиглах явцад олж мэдсэн нар хиртэлтмөн одны хромосферийг судлах.

Орчин үеийн астрофизик мөн үндсэндээ өгөгдөлд тулгуурладаг.Дэвшилтэт технологи нь тэнгэрийн биетүүдийн бараг бүх шинж чанар, мөн од хоорондын орон зай: температур, найрлага, атомын төлөв байдал, соронзон орны хүч гэх мэт мэдээллийг авах боломжийг олгодог.

үл үзэгдэх цацраг

Радио цацрагийг нээсэн нь астрофизикийн боломжийг ихээхэн өргөжүүлсэн. Үүнийг бүртгэснээр од хоорондын орон зайг дүүргэж, нүдэнд үл үзэгдэх гэрлийг ялгаруулдаг хүйтэн хий, түүнчлэн алс холын пульсар, нейтрон оддод тохиолддог процессуудыг судлах боломжтой болсон. Бүхэл бүтэн одон орон судлалын хувьд чухал ач холбогдолтой нээлт нь тухайн үед үүсч байсан их тэсрэлтийн онолыг батлах болсон юм.

Сансрын эрин үе нь астрофизикчдэд шинэ боломж олгосон. Хэт ягаан туяа, рентген туяа, гамма цацраг нь агаар мандалд хаагдсан Дэлхий рүү хүрэх замыг ашиглах боломжтой болсон. Шинэ нээлтүүдийг харгалзан бүтээсэн телескопууд нь галактикийн бөөгнөрөл, нейтрон од, хар нүхний зарим шинж чанарт халуун хийг илрүүлэх боломжтой болсон.

Астрофизикийн асуудлууд

Орчин үеийн шинжлэх ухаан 19-р зууны төгсгөлд байсан үетэй харьцуулахад маш их урагшиллаа. Өнөөдөр астрофизикчид цахилгаан соронзон цацрагийг бүртгэх, тэдгээрт үндэслэн алс холын объектын мэдээллийг олж авах хамгийн сүүлийн үеийн бүх дэвшлийг ашиглаж байна. Гэсэн хэдий ч одон орон судлалын энэ салбар нь огт саадгүй орчлон ертөнцийг судлах замаар явж байна гэж хэлж болохгүй. Алс холын орон зайд үүсэх нөхцөл байдал нь заримдаа бүртгэх, ойлгоход маш хэцүү байдаг тул тодорхой объектуудын талаар олж авсан өгөгдлийг тайлбарлахад хэцүү байдаг.

Хар нүхний ойр орчимд, нейтрон оддын гүнд болон тэдгээрийн соронзон орон дахь шинэ физик шинж чанарасуудал. Ийм сансар огторгуйн үйл явц явагдах эрс тэс эсвэл хязгаарлагдмал нөхцөлийг бараг дахин гаргах боломжгүй байгаа нь астрофизикийн гол бэрхшээлийг бүрдүүлдэг.

Орчлон ертөнцийн загвар

Орчин үеийн одон орон судлалын хамгийн чухал ажлуудын нэг бол өргөн уудам сансар огторгуй хэрхэн хөгжиж байгааг ойлгох явдал юм. Өнөөдрийг хүртэл нээлттэй ба хаалттай ертөнц гэсэн хоёр үндсэн хувилбар бий. Эхнийх нь байнгын, хязгааргүй тэлэлт гэсэн үг. Энэ загварт галактик хоорондын зай улам л нэмэгдэж, хэсэг хугацааны дараа орон зай нь хатуу биетийн ховор арлууд бүхий амьгүй цөл болж хувирна. Өөр нэг хувилбар нь ихэнх хүмүүсийн хувьд маргаангүй баримт болох тэлэлт нь орчлон ертөнцийн агшилтын үе шатаар солигдох болно гэдгийг харуулж байна. Аль онол зөв бэ гэсэн асуултад одоогоор ганц хариулт алга. Түүгээр ч зогсохгүй орчлон ертөнцийн ирээдүйн талаарх ойлголтыг ихээхэн хүндрүүлж, эв нэгдэлтэй мэт санагдах дүр зурагт тодорхой эмх замбараагүй байдлыг бий болгодог нээлтүүд байдаг. Эдгээрт жишээлбэл илрүүлэх, эрчим хүч орно.

Хар нүхнүүд, гамма-туяа тэсрэлт

Астрофизикчдийн судалж буй бүх зүйлийн дунд нууцлаг мэдрэмжтэй хэд хэдэн объект байдаг. Тэд мөн одон орон судлалын энэ салбарын гол асуудлуудыг дурддаг. Эдгээрт хар нүхнүүд, орон зай нь бүрэн судлагдаагүй олон физик процессууд, гамма цацрагийн тэсрэлтүүд орно. Сүүлийнх нь асар их хэмжээний энерги ялгарах, гамма цацрагийн импульс юм. Тэдний мөн чанар бас бүрэн тодорхойгүй байна.

Ойлголт ижил төстэй объектуудболон үзэгдлүүд Орчлон ертөнцийн бүтэц, сансрын хуулиудын талаарх бидний ойлголтыг эрс өөрчилж чадна. Энэ бол орчлон ертөнцийн нууцтай байнгын холбоотой байх нь астрофизикийг шинжлэх ухааны хамгийн дэвшилтэт цэг болгож, орчин үеийн мэдлэгийн хязгаарлагдмал байдлыг онцолж, цаашдын хөгжилд түлхэц өгдөг. Одон орон судлалын энэ салбар нь ахиц дэвшлийн нэг төрөл болсон гэж бид хэлж чадна: нээлт бүр нь хүний ​​оюун ухаан өөр нууцыг ялан дийлдэг.

АСТРОФИЗИК

Онолын астрофизикийн үндэс

Практик астрофизикийн аргууд

Түүхийн товч мэдээлэл

Астрофизикийн орчин үеийн асуудлууд

A. - физик судалдаг одон орон судлалын хэсэг. нөхцөл ба хим. селестиел биетүүдийн бүтэц, тэдгээрийн систем, од хоорондын болон галактик хоорондын . орчин ба тэдгээрт явагдаж буй үйл явц. Үндсэн А.-ийн хэсгүүд: гаригууд ба тэдгээрийн дагуулуудын физик, нарны физик, оддын агаар мандлын физик, од хоорондын орчин, дотоод онол. оддын бүтэц, тэдгээрийн хувьсал. Хэт нягт объектын бүтэц, түүнтэй холбоотой үйл явцын асуудлууд (байгаль орчноос бодисыг авах, хуримтлуулах диск гэх мэт), сансар судлалын асуудлуудыг релятивист А.

Туршилтын физикчээс ялгаатай нь астрофизикч-ажиглагч түүний судалж буй үйл явцын явцад нөлөөлөх боломж байдаггүй. Гэсэн хэдий ч тэр маш их зүйлийг хийж чадна. MH дээр тохиолдож буй ижил төстэй үзэгдлүүдийг харьцуулах замаар дүгнэлт хийх. селестиел биетүүд. Түүгээр ч зогсохгүй А. нь хуурай газрын лабораторид хэрэгжүүлэх боломжгүй нөхцөлд материйн шинж чанар, зан төлөвийг судалдаг бөгөөд энэ нь бидний эргэн тойрон дахь ертөнц, түүний хэсгүүдийн бүтэц, хувьслын хэв маягийн талаархи санаа бодлыг гүнзгийрүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. хэсгүүд. Тиймээс хийн спектрийн судалгаа мананцар, бодис, цацраг туяа нь онцгой ховор төлөвт байгаа нь атомуудын метастав энергийн түвшинг, маш ойрын маш өндөр энергийн хооронд шилжих боломжийг нээхэд хүргэсэн. устөрөгч, гелий гэх мэт атомуудын түвшин цагаан одойнуудболон пульсаруудОддын бодис нь бидний мэддэг байдлаас тэс өөр төлөвт байж болох ба түүний нягт нь нягтралд хүрч чадна гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн. атомын цөм. Оддын энергийн эх үүсвэрийн мөн чанарыг тогтоох нь практикийн асуултыг тавьсан. Дэлхий дээр хяналттай термоядролын хайлалтыг хэрэгжүүлэх.

Онолын астрофизикийн үндэс

Онол боловсруулах, Орчлон ертөнцөд ажиглагдсан үзэгдлийг загварчлахдаа онолын . A. онолын хууль, аргыг ашигладаг. физик, ялангуяа хэвлийн булчинд зориулагдсан дулааны цацрагийн хуулиуд. хар бие, атомын спектрийн онол, f-ly L. Boltzmann (L. Boltzmann) болон M. Saha (M. Saha) нь өдөөгдсөн болон ионжсон төлөвт байгаа атомын тоог тодорхойлох, f-lu J. K. Maxwell. (Ж. С. Максвелл) хурдаар атомуудын тархалтыг тодорхойлох, түүнчлэн К.Доплерийн томьёо (Ч. Доплер) -ийн шилжилтээр ажиглагчтай харьцуулахад тэдгээрийн хөдөлгөөний радиаль хурдыг олох боломжтой болгодог. одод эсвэл галактикийн спектр дэх долгионы урт эсвэл спектрийн шугамын профайлыг судлах замаар физикийг тодорхойлно. од ба гаригуудын агаар мандлын шинж чанар.

Удаан хугацааны туршид одод ба тэдгээрийн агаар мандлын загварыг бүтээхдээ таталцал ба хийн уян хатан чанар гэсэн хоёр хүчин зүйлийг харгалзан үзсэн. In con. 40-өөд он 20-р зуун цахим магныг анхаарч үзэх шаардлагатай болсон нь тодорхой болсон. хүч. Тэд ялангуяа гаднах байдлыг тодорхойлдог. Нарны давхарга, түүний титмийн бүтэц, динамик алдар нэр, нарны толбо байгаа эсэх, хамгийн чухал нь ийм хүчирхэг процессууд нарны дэлбэрэлт. Үндсэн санаанууд соронзонгидродинамик 1942 онд X. Alfven (H. Alfven) томъёолсон бөгөөд тэрээр мөн соронзонгидродинамикийн оршин тогтнолыг тогтоосон. долгион. Одоо сансрын. онолын хамгийн чухал салбаруудын нэг юм. ГЭХДЭЭ.

Бүгд Р. 20-р зуун Од хоорондын орчны динамик болон түүний энергид ихээхэн нөлөөлдөг өөр нэг хүчин зүйл байгааг олж тогтоосон. тэнцвэр, - сансрын туяа(CL), өөрөөр хэлбэл, атомын цөм ба электронууд нь дэд хурдыг хурдасгадаг. CR нь нарны цочрол, шинэ болон суперновагийн дэлбэрэлтийн үед үүсдэг; Пульсарууд, квазарууд болон идэвхтэй галактикуудын цөмүүд нь бөөмсийн хүчтэй хурдасгуурууд юм.

Орхих. Орчлон ертөнцөд болж буй үйл явцыг ойлгох, MH-ийн мөн чанарыг тогтооход чухал ач холбогдолтой. зай объектуудыг ser-д хийсэн. 20-р зуун ажиглагчийн бүртгэсэн цацраг нь дулааны бус байж болно гэсэн дүгнэлт. Юуны өмнө, дулааны бус цахим маг. соронзон орон дахь харьцангуй электронуудын удаашралын үр дүнд цацраг туяа үүсдэг. талбарууд ( синхротрон цацраг). Сансарт Сансарт болон зарим объектын ойролцоо фотонууд харьцангуй электронуудаар тархдаг (урвуу Комптон эффект) ба эдгээр фотонуудыг үүсгэдэг электронууд дээр тараах процессууд бас тохиолдож болно. Дулааны бус цахим магнет. электронууд нэг орчноос нөгөөд шилжих үед цацраг үүснэ ( шилжилтийн цацраг) ба плазмын долгионы тархалтад, ялангуяа уртааш плазмонууд, харьцангуй электронууд дээр. Эдгээр үйл явцын онолыг аль хэдийн хангалттай боловсруулсан, ялангуяа плазмын атомжуулалтын амжилтын ачаар түүний даалгавар нь задралын үед плазмын зан төлөвт дүн шинжилгээ хийх явдал юм. астрофизик. объектууд.

Тэгээд эцэст нь чухал бүрэлдэхүүн хэсэгонолын ГЭХДЭЭ.- цөмийн астрофизик, оддын тогтворгүй цөмийн цацраг идэвхт задрал болон бусад орон зайг судлах. объектууд, үүний үр дүнд энерги ялгарч, химийн бодис үүсдэг. элементүүд. Цөмийн урвалын бүтээгдэхүүнүүдийн нэг нь нейтрино бөгөөд одны цөмийг огторгуйд бараг саадгүй үлдээдэг. суллагдсан энергийн нэг хэсгийг өөртөө авч, орон зай. дээр нь тогтоогдсон одны амьдралын үе шатанд, хэрэв зөвхөн түүний масс нь тодорхой хязгаараас давсан тохиолдолд нейтрино ялгаралтын эдгээр алдагдал нь одны тэнцвэрт байдал алдагдаж, маш их байх болно. таталцлын уналт, үр дүн нь формацтай суперновагийн дэлбэрэлт юм нейтрон одэсвэл хар нүх.

Практик астрофизикийн аргууд

Астрофиз. астер дээр ажиглалт, судалгаа хийдэг. оптик ашиглан ажиглалтын газрууд телескопууд (рефрактор ба тусгал хоёулаа, сүүлчийнх нь толины диаметр нь 4-6 м хүрдэг). Толин тусгалын диаметр нь 25 м хүртэл, нэвтрэх чадал нь 26 м хүртэл байдаг аварга том олон толин тусгалтай газар дээр суурилсан телескопуудыг бүтээхээр төлөвлөж байна. Ойролцоогоор толин тусгал диаметртэй телескопууд гарч ирснээр. 2.5 м, 29 м хүртэлх объектууд ажиглалт хийх боломжтой болно.

Сэрээс. 19-р зуун гэрэл зургийг А-д ашигласан. ажиглалтын арга. Гэрэл зургийн эмульс нь цацрагийн энергийг нэгэн зэрэг хуримтлуулах чадвартай. зуу, мянган гэрэлтүүлэгчийг засах боломжтой. Гэсэн хэдий ч онолын хувьд одоогийн (DKV) орчин үеийн. гэрэл зургийн эмульс нь 4% -иас хэтрэхгүй, астрофотометрийн хувьд ойролцоогоор. 0.1% байсан нь сул гэрлийн эх үүсвэр, ялангуяа тэдгээрийн спектрийг судлахад ихээхэн саад учруулсан.

Сэрээс. 20-р зуун өргөн хэрэглэгддэг A. фотоэлектрик. цацраг хүлээн авагч. 1953 оноос хойш одод, оддын бөөгнөрөл, галактик, квазаруудын гэрлийн хэмжилтийг хэт ягаан туяаны өргөн зурвасын гэрлийн шүүлтүүр ашиглан хийж байна. U), цэнхэр ( AT) ба шар ( В)(гурван өнгийн фотометрийн систем UBV). Дараа нь уг системийг спектрийн хэт улаан туяаны хэсэг болгон өргөжүүлсэн. фотоволтайк Гэрлийн шүүлтүүрийг ашиглах арга нь бие даасан спектрийн интервал дахь энергийн тархалтыг дүгнэх боломжийг олгодог бөгөөд тодорхой хэмжээгээр спектрийн ажиглалтыг орлуулдаг. Энэ тохиолдолд камерын өмнө призм суурилуулсан бол эсвэл . сараалжтай, дараа нь объектын цацрагийн бүртгэлийг нэгэн зэрэг хийнэ. хэд хэдэн долгионы уртын интервалууд.

Зургийн гэрэлтүүлгийг эрчимжүүлэгчийн хувьд (10 4 - 10 7 дахин) энгийн ба каскадын цахилгаан оптик төхөөрөмжийг ашигладаг. хувиргагч (EOP) болон электрон камер. Нисэхийн хэрэгцээнд шилэн кабель, хатуу биетийн цацраг мэдрэгчийг идэвхтэй нэвтрүүлж байна. Өргөн хэрэглээБи А-аас телевизор олсон. астрофотометр. DKV ТВ. хэд хэдэн системд ердийн гэрэл зургийн эмульсээс хэдэн арван дахин их. Энэ тохиолдолд, ялангуяа аналог-тоон системийг ашигладаг бөгөөд энэ нь видео дохиог дижитал код болгон хувиргаж, дараа нь компьютерт ордог. ТВ. Цацрагийн хүлээн авагч нь сул эх үүсвэрийг судлах, тэр дундаа бусад галактикууд дахь суперновагийн дэлбэрэлтийг эргүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд нэг шөнийн ажиглалтаар хэд хэдэн зүйлийг олж авах боломжтой болдог. эдгээр объектуудын хэдэн арван, бүр хэдэн зуун гэрэл зураг. Зурагт ашиглах нь бололтой. Том дуран дээрх тоног төхөөрөмж удахгүй бүдэг оддын гэрлийг (24 м хүртэл) зөвхөн 1-2 цагийн өртөлтөөр хэмжих боломжтой болгоно.

Коноос. 40-өөд он 20-р зуун радиофизикийн хөгжил эхэлсэн. аргууд, Крымын ачаар сансар огторгуйг судлах боломжтой болсон. эл-магн. декаметрээс субмиллиметрийн долгион хүртэлх хүрээн дэх цацраг, өөрөөр хэлбэл долгионы уртын мужид оптик долгионоос 2500 дахин өргөн байна. Радио хүрээг хөгжүүлсний ачаар олон тооны дулааны бус цацрагийн эх үүсвэрүүд - радио галактикууд ба квазарууд, радио цацрагийн импульсийн эх үүсвэрүүд - пульсарууд, манай болон бусад галактикуудад төвийг сахисан болон ионжуулсан устөрөгчийн тархалтын судалгааг хийсэн. Хиймэл дагуул болон автомат дээр агаар мандлаас зайлуулах. Богино долгионы цацрагийн илрүүлэгч гариг ​​хоорондын станцууд (AMC) нь сансар огторгуйг судлах боломжийг олгосон. Хэт ягаан туяа, рентген болон гамма муж дахь объектууд. Хэд хэдэн нээлттэй олон зуун рентген эх үүсвэр. цацраг (үүнд импульсийн) тэсрэлт), хүчирхэг гамма-туяа тэсрэлт, мөн чанар нь эцэслэн тогтоогдоогүй байна.

Түүхийн товч мэдээлэл

Анхны астрофизикчид Энэхүү судалгааг Гиппарх (МЭӨ 2-р зуун) уг үзэл баримтлалын танилцуулга гэж үзэж болно хэмжээба энгийн нүдэнд харагдах оддыг тод байдлаас нь хамааруулан 6 ангид хуваадаг. Хэд хэдэн астрофизикчид 1609 онд шинэ бүтээлийн дараа олж авсан мэдээлэл, Г.Галилей (Г. Галилей) дурангийн: тодорхойлсон. сарны гадаргуугийн мөн чанарын талаархи санаанууд (Галилей), анхны задралын туршилтууд хийгдсэн. нарны гэрэлшилэн призм (I. Newton, 1662) болон спектрийн анхны ажиглалтууд Сугар(Ньютон, 1669), Сугар гаригийн ойролцоо нягт агаар мандал байгаа нь тогтоогдсон (М. В. Ломоносов, 1761), фотометрийн хуулиудыг боловсруулсан [I. Ламберт (J. H. Lambert), 1760], системтэйгээр явуулсан. хэд хэдэн ажиглалт. хувьсах одууд, зэрэг h. олдсон одны хувьсах чадвар 8 Кефей [Ж. Гудрик (Ж. Гудрик), 1794].

Нарны цацрагийн жинхэнэ түүх 1802 онд В.Волластон нарны спектрийг хар зураасаар огтолж байгааг олж мэдсэнээр эхэлсэн. 1814 онд Ж.Фраунхофер хэд хэдэн зүйлийг нарийвчлан тодорхойлсон. нарны спектрийн олон зуун бараан шугамыг олж илрүүлсэн бөгөөд тэдгээр нь сар, гаригуудын спектрт мөн адил байдгийг олж тогтоосон бөгөөд тэдгээрийн аль нэгнийх нь байрлал нь газрын тосны дөлний шугамтай давхцдаг. Спектрийн шинжилгээний аргуудыг 1859-62 онд Г.Кирхгоф, П.Бунсен нар боловсруулсан. 1868 онд Ж.Х.Локьер нарны хромосферийн спектрээс урьд өмнө нь үл мэдэгдэх элемент болох гелийн шугамыг нээсэн. 1863 онд А.Секчи оддыг спектрийн онцлогоор нь системчилж эхэлжээ. 1-р улиралд 20-р зуун Оддын агаар мандлын загварыг цацрагийн энергийн дамжуулалтыг харгалзан байгуулж, конвектив тогтворгүй байдлын шалгуурыг томъёолсон [К. Schwarzschild (K. Schwarzschild) болон A. Schuster (A. Schuster), 1905], атомын онол дээр үндэслэсэн оддын спектрийн дарааллын тайлбарыг өгөв [Е. Милн (Э.Милне), М.Саха, 1921-23], цацрагийн дамжуулалтын онолд өөрчлөгдөөгүй байдлын зарчмыг тогтоож, энэ онолын яг аргуудын үндэс суурийг бий болгосон [В. А.Амбарцумян, В.В.Соболев, С.Чандрасехар, 1943-49].

1869 онд Ж.Х.Лэйн нар бол төв рүүгээ даралт нь нэмэгддэг асар том хийн бөмбөлөг гэсэн санаан дээр үндэслэн түүний гадаргуугийн температурыг анх тооцоолж, 1878-83 онд А.Риттер (Г.А.Д.Риттер) таталцлын онолын талаархи цуврал нийтлэлүүд. хийн бөмбөрцгийн тэнцвэр ба импульс. Удалгүй политропик хийн бөмбөрцгийн онол, ext-ийн онолын тэгшитгэлийн бүрэн системийг бүтээв. оддын бүтэц [А. Эддингтон (A. S. Eddington), 1916]. 1934 онд нейтрон одууд оршин тогтнох боломжтой гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн [В. Баадэ (В. Баадэ), Ф. Цвики (Ф. Цвики)]. дараа нь нейтрон одны загваруудын анхны тооцоог хийж, таталцлын үндсэн боломжийг тодруулсан. уналт [Г. Волков (Г. М. Волкофф), П. Оппенгеймер (Р. Оппенгеймер), X. Снайдер (Х. Снайдер), 1938-39] оддын термоядролын урвалын онолын үндсийг тавьж, оддын анхны загвар, түүний дотор улааныг бүтээжээ. термоядролын урвалыг харгалзан аваргууд [Г. Гамов, С.Чандрасехар, М.Шварцшильд (М.Шварцшильд) болон бусад, 1941-45], цагаан одойн бүтэц, энергийг судалж, цеферидын лугшилтын механизмыг тогтоожээ (С.А.Жевакин, 1953), пульсарыг илрүүлсэн [ А. Hewish (A. Hewish) et al., 1967], мөн 1974 онд - 160 минутын хугацаатай нарны дэлхийн хэлбэлзэл (А. Б. Северный хамтран ажиллагсадтай).

Од хоорондын орчныг судлахдаа шалгуур тавьсан таталцлын тогтворгүй байдал[Ж. Жинс (J. H, Jeans), 1902], мананцарын спектрийн хориотой шугамуудыг тодорхойлсон [А. Боуэн (I. S. Bowen), 1927], дүгнэлтийг 1847 онд В. Я. А.Амбарцумян, Г.Занстра (Х.Занстра), 1931-34], халуун оддын эргэн тойронд ионжсон устөрөгчийн бүс байдгийг илрүүлсэн [Б. Stromgren (V. G. D. Stromgren), 1939], 21 см долгионы урттай төвийг сахисан устөрөгчийн радио ялгаруулалт ба рекомбинацийг урьдчилан таамагласан. ионжуулсан устөрөгчийн цацраг туяа (H. S. Kardashev, 1959; үз. Рекомбинацын радио холбоосууд), манай болон бусад галактикийн төвийг сахисан болон ионжуулсан устөрөгчийн тархалтыг судлахад онцгой чухал үүрэг гүйцэтгэсэн; Од хоорондын орон зайн молекулуудад хамаарах шугамын радио мужид ажиглалт хийх боломжийг урьдчилан таамагласан (И. С. Шкловский, 1949), Галактикийн дулааны бус радио цацрагийг синхротрон цацраг гэж тайлбарлав (Х. Алвен, В. Л. Гинзбург, И. С. Шкловский нар, 1950 -52).

Хэмжилтийг 1912 онд эхлүүлсэн улаан шилжилт"спираль мананцар" -ын спектрийн шугамууд [V. Слифер (V. M. Slipher)], эдгээр объектууд нь үнэхээр аварга оддын систем болох галактикууд болох нь батлагдсан [Э. Хаббл (Э. П. Хаббл), 1924], ажиглагчаас хол зайд нь шууд пропорциональ хурдтай галактикуудын ажиглагдаж буй ертөнцийн тэлэлт тогтоогдсон (Э. Хаббл, 1929), тэлэх ертөнцийн онолыг үндсэн дээр боловсруулсан. харьцангуйн ерөнхий онол (A. A. Friedman, 1922). 60-аад онд. бараг оддын радио эх үүсвэрүүд - квазар, хагас одны галактик - квасаг (А. Сандаж), "халуун орчлон ертөнц" -ийн загварыг батлах үүрэг гүйцэтгэсэн реликт радио цацраг (Г. Гамов, Я. Б. Зельдович, болон бусад) илрүүлсэн.

Астрофизикийн орчин үеийн асуудлууд

60-аад оноос хойш. 20-р зуун хиймэл дагуул болон AMC дээр суурилуулсан тоног төхөөрөмжийн тусламжтайгаар гаригуудын тухай чухал мэдээллийг олж авсан нарны системболон тэдгээрийн хиймэл дагуулууд, ялангуяа физикийн талаар. нөхцөл ба хим. Дэлхийн хиймэл дагуул болох Сугар, Ангараг гаригуудын агаар мандал, гадаргуугийн давхаргын бүтцийг нарийвчлан судалж, нар болон бусад оддын гадаргуу, гэдэс дотор болж буй үйл явцын мөн чанарын талаархи санаа, од хоорондын орчин болон галактикийн ертөнцөд мэдэгдэхүйц гүнзгийрсэн. Нэг нь чухал асуудлуудорчин үеийн А.- онолын хөгжил гидросоронзон динамосоронз үүсгэх, олшруулах механизмыг багтаасан нарны соронзлолыг тайлбарлах зорилгоор. дотор талбарууд Нарны давхаргууд, нарны толбо үүсэх механизм, тогтвортой байдлыг хангах, 22 жилийн хугацаатай туйлшралын хэлбэлзэл. 60-аад онд. онол дээр үндэслэсэн одоогийн давхаргууднарны цочрол, тод томруунуудын динамик, нарны титэмийг бүхэлд нь тайлбарлах анхны алхмуудыг хийж чадсан. Одоогийн байдлаар нарны нейтрино, улмаар дотоод асуудал нарны бүтэц.

Зарим хийн мананцарын ирмэг дээр байрладаг, OTD дахь хүчтэй цацрагийн эх үүсвэрүүд. Од хоорондын хийн молекулуудын шугамууд - сансрын мазерууд (үзнэ үү. Масер эффект-) бидний цаг үед болж буй үйл явцын нотолгоо болж өгдөг одны тэсрэлтгалактикт. Өндөр хурдны компьютеруудын тусламжтайгаар "скрипт" үүсгэх боломжтой болсон. оддын хувьсалхий, тоосны үүл (эхний од) -ын хэлтэрхий шахагдаж эхэлснээс эхлээд төгсгөл хүртэл. үе шат - бүрхүүлийг одоор удаан хаях (үе шат гаригийн мананцар) ба цагаан одой үүсэх буюу (ат том массодод) нейтрон од (эсвэл хар нүх) үүссэн суперновагийн дэлбэрэлтүүд. Гэсэн хэдий ч эх одны шахалтын конвектив үе шатанд бодис холилдох үйл явцын талаар бүрэн тодорхойгүй байгаа боловч эргэлт ба соронзлолын үүргийг судлаагүй байна. үүлний талбарууд, дээд тал нь эцэслэн тогтоогдоогүй байна. тогтвортой нейтрон одны массын хязгаар. Пульсар дахь бөөмийн хурдатгалын механизмыг нарийвчлан боловсруулаагүй байна. Галактикуудын цөмийн идэвхжилийн талаар ямар ч тайлбар байхгүй ч квазаруудын мөн чанар тодорхойгүй хэвээр байна. Манай Галактикийн цөм нь давхар асар массив систем (давхар хар нүх эсвэл хар нүхба авсаархан одны бөөгнөрөл), эргэн тойрон дахь ододтой идэвхтэй харьцдаг.

Харьцангуй А.-д асуултууд орчлон ертөнцийн барион тэгш бус байдал, цөм ба электроны тоог фотоны тоонд харьцуулсан тухай, орчлон ертөнцийн ажиглагдаж буй бүтцийг бүрдүүлэхэд нейтрино болон магадгүй бусад үл мэдэгдэх хэсгүүдийн үүрэг, хувьсал дахь вакуум ба фазын шилжилтийн тухай халуун орчлонгийн.

Лит .: Мартынов Д.Я., Практик астрофизикийн курс, 3-р хэвлэл, М., 1977; өөрийн, Ерөнхий астрофизикийн курс, 3-р хэвлэл, М., 1979; Соболев В.В., Онолын астрофизикийн курс, 3-р хэвлэл, М., 1985; Гинзбург В.Л., Орчин үеийн астрофизик, М., 1970; түүний, Онолын физик ба астрофизик, М, 1975; Зельдович Я.Б., Новиков И.Д., Таталцлын онол ба, М., 1971; тэдний, Орчлон ертөнцийн бүтэц, хувьсал, М., 1975; Leng K., Astrophysical formulas, ch. 1-2, per. Англи хэлнээс, М., 1978; Астрофизикийн тэргүүн эгнээнд, транс. Англи хэлнээс, М., 1979; Имшенник В.С., Надежин Д.К., Эцсийн шатуудСуперновагийн эволюц ба тэсрэлт: Итоги Науки и Техники, сер. Одон орон судлал, 21-р боть, М., 1982; Зельдович Я.Б., Орчлон ертөнцийн бүтэц, мөн тэнд, боть 22, М., 1983. I. A. Климишин.

биеийн байдлыг судалдаг одон орон судлалын салбар ба химийн найрлагаселестиел биетүүд ба тэдгээрийн системүүд, од хоорондын болон галактик хоорондын орчин, түүнчлэн тэдгээрт тохиолддог процессууд. Астрофизикийн үндсэн хэсгүүд: гаригууд ба тэдгээрийн дагуулуудын физик, нарны физик, оддын агаар мандлын физик, од хоорондын орчин, оддын дотоод бүтцийн онол ба тэдгээрийн хувьсал. Хэт нягт биетүүдийн бүтэц, түүнтэй холбоотой үйл явцын асуудлууд (байгаль орчноос бодис авах, хуримтлуулах диск гэх мэт), сансар судлалын асуудлуудыг харьцангуй астрофизикээр авч үздэг.

Фотометрийн талаархи зарим мэдээлэл

Үг фотометр"гэрлийн хэмжилт" гэсэн утгатай. Фотометрийн аргыг ашиглан цацрагийн энергийн аль ч эх үүсвэрээс, тэр дундаа тэнгэрийн биетээс ирж буй гэрлийн эрчмийг хэмжих боломжтой.
Фотометрийг хэд хэдэн хэсэгт хуваадаг цэгболон өнгөцхөн. Цэгний фотометр нь од болон бусад цэгийн гэрлийн эх үүсвэрийн тод байдлыг хэмжихэд чиглэгддэг. Гадаргуугийн фотометр нь гэрэлтдэг эсвэл гэрэлтүүлсэн гадаргуугийн (нар, сар, гариг, сүүлт од, мананцарын гадаргуу) гэрэлтүүлгийг судалдаг.
Фотометрийн гол хэмжигдэхүүн нь гэрлийн урсгалнэгж хугацаанд өгөгдсөн талбайгаар урсах гэрлийн энергийн хэмжээ. Энэ тохиолдолд гэрлийн энерги гэсэн ойлголт нь хүний ​​нүд эсвэл түүнийг орлуулж буй өөр цацраг хүлээн авагч (гэрэл зургийн хавтан, фотоселл) мэдрэх цацрагийн энерги гэсэн үг юм. Гэрлийн урсгал нь өгөгдсөн эх үүсвэрээс ялгарах бүх долгионы уртын цацрагаас үүссэн нийт цацрагийн урсгалын нэг хэсэг юм. Нүднээс хойш гэрэл зургийн хавтан ба фотоэлел цацрагийг мэдэрдэг өөр өөр урттайдолгионыг янз бүрийн хэмжээгээр, хязгаарлагдмал хүрээнд дамжуулдаг тул тэдгээрийг сонгомол цацраг хүлээн авагч гэж нэрлэдэг. Гэрэлтүүлгийн урсгал нь сонгомол цацраг хүлээн авагч ашиглан тооцоолсон цацрагийн урсгалын хүчийг тодорхойлдог.
Цацрагийн хүлээн авагч нь дараахь фотометрийн хэмжигдэхүүнийг шууд бүртгэдэг: нүд - тод ба гялалзах, гэрэл зургийн хавтан - гэрэлтүүлэг, фотоэлел - гэрлийн урсгал. Ашигласан цацраг хүлээн авагчийн дагуу фотометрийг дараахь байдлаар хуваадаг харааны, гэрэл зурагболон фотоэлектрик фотометр.

Спектрийн тухай ойлголт

Спектр- өөр өөр долгионы урттай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг орон зайд шийдэж, долгионы уртыг нэмэгдүүлэх, багасгах дарааллаар байрлуулсан цахилгаан соронзон цацрагийн цацрагийн задралын үр дүн. Цахилгаан соронзон цацрагийн бүрэн спектр нь долгионы уртыг багасгах дарааллаар радио, богино долгион, хэт улаан туяа, үзэгдэх гэрэл, хэт ягаан туяа, рентген болон гамма цацрагийг хамардаг.
Үргэлжилсэн, ялгаруулах шугам, шингээлтийн шугам гэсэн гурван үндсэн төрлийн спектр байдаг.
Оддын доторх өндөр температур, даралт нь тэдгээрт цацрагийн энерги үүсэхэд хүргэдэг. Од үүсэх үед таталцлын хүчний нөлөөн дор аажмаар шахагдсаны улмаас бодисын халаалт үүсдэг. Хувьслын сүүлийн үе шатанд од нь түүний гүн давхаргад явагддаг термоядролын урвалын улмаас цацрагаа хадгалж байдаг. Ихэнх оддын дотоод хэсэгт устөрөгч нь гелий болж хувирдаг. Оддын бодис нь тунгалаг байдаг. Одны цацраг туяа саадгүй гарч чадах давхаргыг агаар мандал гэж нэрлэдэг.
Агаар мандлын гаднах болон гүнээс (фотосфер) цацраг туяа ялгардаг. Нар шиг оддын хувьд фотосфер хэт сунадаггүй тул нарны дискний ирмэг нь хурц тод харагддаг. Гэсэн хэдий ч фотосферийн зузаан нь одны радиусын мэдэгдэхүйц бага хэмжээтэй байдаг ба цацраг туяа нь фотоферийн янз бүрийн гүнээс бидэнд ирдэг одууд байдаг.
Одны гаднах давхаргуудаар дамжин өнгөрөхөд цацраг нь шингээлтийг мэдэрдэг бөгөөд түүний шинж чанар нь одны бүрхүүлд давамгайлж буй химийн найрлага, физик нөхцлөөс хамаардаг. Эдгээр нөхцлийг тодорхойлохын тулд одноос бидэнд хүрч буй цацрагт өртдөг спектрийн шинжилгээ.

Спектрийн шинжилгээний шинэ бүтээл. (Кирххофф, Бунсен нар)

Спектрийн шинжилгээний аргыг бий болгосон нь удаан хугацааны үр дүнд гарсан нээлтийн жишээ юм бэлтгэл ажилолон эрдэмтэд. Үнэн хэрэгтээ Ньютоны оптик туршилтын тохиргооноос ч спектроскопын үндсэн элементүүдийг олж болно. 19-р зууны олон эрдэмтэд гэж нэрлэгддэг зүйлийг ажиглав Фраунхоферын шугамууднарны спектрт. Чанарын спектрийн шинжилгээний санааг Ж.Хершель, В.-Г нар илэрхийлсэн. Ф.Талбот. Гэсэн хэдий ч өмнөх ажиглалтуудыг системд оруулж, бодисыг шинжлэх шинэ аргыг хатуу нотолсон гавьяа нь Германы физикч Г.Кирхгоф, химич Р.Бунсен нарын хоёр эрдэмтэнд хамаатай. Спектрийн шинжилгээний онолын үндэслэлийн ажил нь Кирхгофыг хамгийн чухал зүйлийг нээхэд хүргэсэн нь онцгой ач холбогдолтой байв. дулааны цацрагийн хууль, энэ нь физикийн хоёр салбарыг холбосон: оптик ба термодинамик.
Бунсен шинжлэх ухааны багаж зохион бүтээгч гэдгээрээ алдартай. Тэрээр мөс, уурын калориметрийг сайжруулж, шинэ төрлийн гальван элементийг зохион бүтээж, өндөр температурт, бараг гэрэлтдэггүй дөл үүсгэдэг тусгай хийн шарагч болон бусад төхөөрөмжийг зохион бүтээжээ. Английн химич Г.Роско Бунсентэй хамтран фотохимийн процессыг судалж, Исландад хийсэн экспедицид оролцож, Хексла галт уул, гейзерийн дэлбэрэлтийн бүтээгдэхүүнийг судалж, хүнцлийн эсрэг эм илрүүлэн анагаах ухаанд хувь нэмрээ оруулсан. хордлого. Бунсен хийн шинжилгээний аргуудыг сайжруулахын тулд ялангуяа шаргуу ажилласан. Бунсений энэ чиглэлээр хийсэн ололт амжилтыг "Газометрийн аргууд" (1857) сонгодог монографид нэгтгэн дүгнэсэн болно.
1856 онд Бунсен дөлийн өнгийг ажиглах үндсэн дээр хийд дүн шинжилгээ хийх аргыг боловсруулж эхэлсэн. Кирхгоф олж мэдсэн зүйлийнхээ талаар ярихдаа зөвхөн дөлний өнгө төдийгүй түүний цацрагийн спектрийг ажиглавал шинжилгээний аргыг илүү мэдээлэлтэй болгож чадна гэж Кирхгоф тэмдэглэв. Энэхүү санааг хамтран хөгжүүлэх нь бүтээлийг бий болгоход хүргэсэн спектрийн шинжилгээ. Шинэ аргын тусламжтайгаар Бунсен, Кирхгоф нар 1860 онд, 1861 онд цезийг нээжээ. - рубидиум. Тэдний араас бусад эрдэмтэд спектрийн шинжилгээ хийж эхэлсэн бөгөөд үүний үр дүнд дараагийн гучин жилийн хугацаанд дахин таван шинэ элемент нээгдэв. Гелийг мөн спектрийн шинжилгээгээр илрүүлсэн. Сонирхолтой нь, энэ нь анх нарны спектрийг судлах явцад (нэр нь харагдаж байна) нээсэн бөгөөд хожим нь дэлхий дээр нээгдсэн юм.
Кирхгоф цахилгаан эрчим хүчний салбарт маш их судалгаа хийсэн. Түүний судалгааны үр дүн нь цахилгааны онолын үр дагаврыг урьдчилан таамаглах явдал байв соронзон оронМаксвелл. Френнелийн дифракцийн онолыг нэгтгэхэд түүний оруулсан хувь нэмэр их юм. Эрдэмтэн уян харимхай биетүүдийн хэв гажилт, тэнцвэрийн онолыг маш их судалсан. Кирхгофын хэд хэдэн бүтээл нь уусмалын термодинамикийн асуудалд зориулагдсан болно. Спектрийн судалгаа нь Кирхгофын дулааны цацрагийн онолын ажлын эхлэл болсон. Бунсен, Кирхгоф нарын хамтарсан ажил эхлэхээс өмнө хэд хэдэн эрдэмтэд (Д. Брюстер, Л. Фуко, Ж. Г. Стокс) нарны спектрийн харанхуй (Фраунхофер) D-шугам ба ялгаралтын шугамын байрлалын ойролцоо байдалд анхаарлаа хандуулсан. натрийн спектрт. Гэсэн хэдий ч Кирхгофоос өмнө шингээлт ба ялгаралтын шугамын хоорондох холбоог хангалттай гүнд хэн ч судлаагүй. 1859 онд тэрээр өөр өөр эрчимтэй нарны гэрлийг дөлөөр дамжин өнгөрөхөд натрийн спектр дэх ялгаралтын шугамыг өөрчлөх сонирхолтой үзэгдлийг олж илрүүлжээ. Суларсан нарны гэрлийг дөлөөр дамжин өнгөрөхөд натрийн спектрийн шугамууд илүү тод болсон. Натрийн уураар нарны гэрлийг дөлөн дундуур нэвтрүүлэхэд гэрлийн цацрагийн оронд тодорхой бараан зураас гарч ирэв. Энэхүү ажиглалт нь Кирхгофыг шингээлт ба ялгаралтын үйл явцын хоорондын холбоог шинжлэхэд түлхэц болсон бөгөөд энэ нь нээлтэд хүргэсэн. дулааны цацрагийн хууль.
1862 онд Кирхгоф уг ойлголтыг нэвтрүүлсэн "төгс хар бие"мөн түүний загварыг (жижиг нүхтэй хөндий) санал болгов. Энэ үеэс 20-р зууны эхэн үе хүртэл. Хар биеийг судлах асуудлыг физикийн хамгийн тулгамдсан асуудлын нэг гэж үздэг байв. Түүний хөгжил нь эцэстээ бий болгоход хүргэсэн квант онолцацраг.

Астрофизик нь одон орон судлалын салбар бөгөөд селестиел биетүүд ба тэдгээрийн системийн физик шинж чанар, үүсэл, хувьслыг судалдаг.

Нэрнээс нь харахад астрофизик бол огторгуйн биетүүдийн физик юм. Сансрын орон зай нь үндсэндээ хуурай газрын физикийн лабораторид бүрэн боломжгүй нөхцөл байдал үүсдэг тул шинжлэх ухаанд онцгой анхаарал хандуулдаг томоохон физик "лаборатори" юм. Астрофизикийн судалгааны аргууд нь лабораторийн физикийн аргуудаас ялгах үндсэн хоёр шинж чанартай байдаг. Нэгдүгээрт, лабораторид физикч өөрөө туршилт хийж, судалж буй биеийг янз бүрийн нөлөөнд оруулдаг. Астрофизикийн хувьд зөвхөн идэвхгүй ажиглалт хийх боломжтой, учир нь жишээлбэл, одод дээр туршилт хийх боломжгүй байна. Хоёрдугаарт, хэрэв лабораторид биеийн температур, нягтрал, химийн найрлага гэх мэтийг шууд хэмжих боломжтой бол астрофизикийн хувьд алс холын огторгуйн биетүүдийн талаархи бараг бүх өгөгдлийг тэднээс ирж буй цахилгаан соронзон долгион - харагдах гэрэл болон бусад зүйлийг шинжлэх замаар олж авдаг. нүдний туяанд үл үзэгдэх.

Астрофизикийн ажиглалт нь астрофизикийн үндэс суурь болдог. Энэ тохиолдолд хамгийн чухал арга бол спектрийн шинжилгээ, өөрөөр хэлбэл цахилгаан соронзон долгионы уртаас хамааран дэлхий дээр ирж буй цацрагийн энергийн урсгалыг судлах явдал юм. Цахилгаан соронзон долгион нь тухайн бодис дахь нөхцөл байдал, хаанаас үүссэн, шингээлт, тархалтыг мэдрэх тухай мэдээллийг дамжуулдаг.

Спектрийн шинжилгээний даалгавар бол энэ мэдээллийг тайлах явдал юм.

XIX зууны хоёрдугаар хагаст спектрийн шинжилгээ үүссэн. тэр даруй селестиел биетүүдийн химийн найрлагын талаар дүгнэлт хийх боломжтой болсон. Энэхүү туршилтын аргыг ашиглан олж авсан астрофизикийн анхны гайхалтай ололтуудын нэг нь 1868 онд бүтэн хиртэлтийн үеэр нарны хромосферийн спектрийг судлахдаа өмнө нь үл мэдэгдэх элемент болох гелийг нээсэн явдал юм. туршилтын болон онолын физикспектрийн шинжилгээний тусламжтайгаар бүх зүйлийг шууд утгаараа тодорхойлох боломжтой болсон Физик шинж чанарселестиел биетүүд ба од хоорондын орчин. Спектрүүд нь хийн температур, түүний нягтрал, янз бүрийн химийн элементүүдийн харьцангуй агууламж, эдгээр элементүүдийн атомуудын төлөв байдал, хийн хурд, соронзон орны хүчийг олж мэдэх боломжийг олгодог. Оддын спектрээс та тэдэнд хүрэх зайг тооцоолж, харааны шугамын дагуух хөдөлгөөний хурдыг олж, эргэлтийг хэмжиж, илүү ихийг олж мэдэх боломжтой.

Телескопод ашигладаг орчин үеийн спектрийн хэрэгслүүд нь гэрэл зургийн хавтан эсвэл хүний ​​нүднээс хамаагүй илүү нарийвчлалтай, мэдрэмтгий байдаг хамгийн сүүлийн үеийн фотоэлектрик цацрагийн мэдрэгчийг (фотоэлектрик эффектийг үзнэ үү) ашигладаг.

Сүүлийн хэдэн арван жилийн хугацаанд технологи, туршилтын физикийн хурдацтай хөгжил нь нүдэнд үл үзэгдэх цахилгаан соронзон долгионыг судлах зориулалттай астрофизикийн багажийг бүтээхэд хүргэсэн. Астрофизик нь "олон долгион" болсон. Энэ нь мэдээжийн хэрэг, түүний селестиел биетүүдийн тухай мэдээлэл авах боломжийг хэмжээлшгүй өргөжүүлсэн. Эргээд 30-аад онд. Энэ зууны үед манай Галактикийн радио цацрагийг илрүүлсэн. Дараагийн жилүүдэд аварга том радио телескопууд баригдсан ба нарийн төвөгтэй системүүдийм радио телескопууд. Радио телескопыг жишээ нь үзэгдэх гэрлийг ялгаруулдаггүй хүйтэн хийг ажиглах, од хоорондын соронзон орон дахь электронуудын хөдөлгөөнийг судлахад ашигладаг. Радио ялгаруулалт нь алс холын галактикуудаас дэлхий рүү ирдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн тэнд болж буй хүчтэй тэсрэх үйл явцын талаарх мэдээллийг дамжуулдаг. Радио одон орон судлал нь нейтрон од - пульсарыг судлах гол аргуудын нэг болжээ. Радио долгион нь суперновагийн дэлбэрэлтийн үлдэгдэл, өтгөн хийн үүл дэх үнэхээр гайхалтай нөхцөл байдлын тухай мэдээллийг дамжуулдаг.

Эцэст нь радио одон орон судлал нь Орчлон ертөнцийг бүхэлд нь дүүргэдэг сул цахилгаан соронзон цацрагийг олж илрүүлэх боломжийг олгосон бөгөөд ойролцоогоор 3 К-ийн температуртай байдаг. Энэ цацраг нь материйн өнгөрсөн үеийн хөргөлттэй үлдэгдэл юм. 15 тэрбум жилийн өмнө нягт, нягт байсан үед тэлж буй орчлон.халуун (Сансар судлал, бодис, сансар огторгуйг үзнэ үү).

Үзэгдэх гэрлийг шингээдэг тоосны үүлээр чөлөөтэй дамждаг хэт улаан туяаны тусламжтайгаар астрофизикчид олон сонирхолтой зүйлийг олж мэдсэн (Зураг 1). Хэт улаан туяаны цацраг). Тиймээс, хэт улаан туяанд манай Галактикийн цөмд үйл явц, түүнчлэн хийн тоосны өтгөн цогцолборт төрсөн "залуу" одод ажиглагдаж байна.

Одон орон судлалд онцгой анхаарал хандуулдаг зүйл бол селестиел биетүүдэд тохиолддог сүйрлийн үзэгдэлтэй холбоотой энерги хурдан ялгарах үйл явцыг судалдаг өндөр энергитэй астрофизик юм. Үүний үр дүнд цахилгаан соронзон цацраг нь өндөр давтамжтай, тус тус, богино долгионы урт ба үл үзэгдэх хэт ягаан туяа, рентген болон гамма туяаг хэлнэ (Рентген туяа, Гамма цацрагийг үзнэ үү). Эдгээр төрлийн цацрагийг дэлхийн агаар мандалд шингээдэг. Иймээс ажиглалтын астрофизикийн эдгээр салбарыг хөгжүүлэх нь дэлхийн агаар мандлаас гадуур нисэгчтэй, автомат шинжлэх ухааны станцуудыг бий болгосны дараа л сансрын эрин үе эхэлснээр боломжтой болсон.

Өндөр энергийн астрофизик нь олон гайхалтай нээлтүүдийг хийхэд хүргэсэн. Рентген дуран нь галактикийн бөөгнөрөл дэх халуун хий, нейтрон оддын импульсийн рентген цацрагийг илрүүлэхэд ашиглагдаж байна. одны системүүд. Эцэст нь хар нүхэнд унах үед эргүүлэгт эргэлдэж байсан өндөр халсан нягт хийн цацраг илэрсэн. Гамма-цацрагт дуран нь манай Галактикийн төвд электрон ба позитроныг устгах үйл явцыг илрүүлэх боломжтой болсон - мөргөлдөөний үед гамма цацраг болж хувирдаг.

AT өнгөрсөн жиластрофизикийн шинэ салбар болох нейтрино одон орон судлалыг хөгжүүлж эхлэв. Нэвтрэх асар их хүч чадлынхаа ачаар нейтрино нар, оддын гүнээс дэлхийд хүрч, тэнд болж буй үйл явцын талаарх мэдээллийг авчрах цорын ганц төрлийн цацраг юм. Нарны нейтрино урсгалын талаархи анхны мэдээлэл нь нарны гэдэс дэх термоядролын нэгдлийн үйл явцын талаар маш сонирхолтой таамаглал дэвшүүлэх боломжтой болсон; тэдгээрийг ирээдүйн туршилтуудад туршиж үзэх болно.

Одоо суперновагийн таталцлын нуралтын үед үүссэн нейтрино тэсрэлт (өөрөөр хэлбэл таталцлын нөлөөн дор шахалт) үүсэхийг эрэлхийлж байгаа бөгөөд үүний үр дүнд асар их энергийг нейтрино цацраг хэлбэрээр гадагшлуулах шаардлагатай байна. Тооцооллоос харахад эдгээр нейтрино тэсрэлтийг газар доорхи лабораторид (жишээлбэл, ЗХУ-ын ШУА-ийн Цөмийн судалгааны хүрээлэнгийн Баксан Нейтрино ажиглалтын төв гэх мэт) бүртгэж болох нь хэт хол зайнаас болж тэсрэх суперноваг оптикийн хувьд ажиглах боломжгүй байсан ч гэсэн. .

Ажиглалтын астрофизикийн мэдээлэлд үндэслэн физикийн хуулиудад тулгуурлан одон орон судлаачид шууд ажиглагддаггүй тэнгэрийн биетүүдийн нөхцөл байдлын талаар дүгнэлт хийдэг. Жишээлбэл, од ба нарны дотоод бүтцийг тэдгээрийн гадаргуу дээрх нөхцөл байдлын талаархи ажиглалтын өгөгдлийг ашиглан тооцдог. Онолын астрофизик нь нар, одод болон бусад селестиел биетүүдийн хувьслыг дүрслэх боломжийг олгодог.

Өмнө дурьдсанчлан, астрофизикийн үзэгдлийг судлахдаа одон орон судлаачид ихэвчлэн тулгардаг физик нөхцөл, хуурай газрын лабораторид бүрэн боломжгүй. Тиймээс од хоорондын хийн нягт нь усны нягтаас хэдэн тэрбум дахин бага, нейтрон оддын нягт нь атомын цөмийн нягттай ижил, дэлхийн соронзон орны хүчнээс хэдэн тэрбум дахин их байна.

Ийм ер бусын нөхцөлд шинэ, үл мэдэгдэх үйл явц, улмаар физикийн шинэ хуулиудыг нээх боломжтой байдаг нь гайхах зүйл биш юм. Энэ бол физикийн хувьд, хүрээлэн буй ертөнцийг танин мэддэг бүх суурь шинжлэх ухааны хувьд астрофизикийн ач холбогдол юм.

Тэнгэрийн биетүүд ба тэдгээрийн систем, од хоорондын болон галактик хоорондын орчны физик төлөв, химийн найрлага, тэдгээрт болж буй үйл явцыг судалдаг одон орон судлалын салбарыг гэнэ. астрофизик.Астрофизикийн үндсэн хэсгүүдэд: гаригууд ба тэдгээрийн дагуулуудын физик, нарны физик, оддын агаар мандал, од хоорондын орчин, оддын дотоод бүтцийн онол, тэдгээрийн хувьсал зэрэг орно. Туршилт дээр суурилдаг физикээс ялгаатай нь астрофизик нь ихэвчлэн ажиглалт дээр суурилдаг боловч ихэнх тохиолдолд селестиел биетүүд болон системүүдэд бодис агуулагдах нөхцөл нь орчин үеийн лабораториудаас (хэт өндөр ба хэт бага нягтрал, өндөр температур гэх мэт) ялгаатай байдаг. .). Үүний ачаар астрофизикийн ажиглалт нь физикийн шинэ хуулиудыг нээхэд хүргэдэг.

Астрофизикийн хувийн үнэ цэнийг одоогийн байдлаар харьцангуй сансар судлалд гол анхаарал нь орчлон ертөнцийн физикт - материйн төлөв байдал, явагдаж буй физик үйл явц руу шилжсэнээр тодорхойлогддог. өөр өөр үе шатуудОрчлон ертөнцийн тэлэлт, түүний дотор хамгийн анхны үе шатууд.

Харьцангуйн астрофизик нь харьцангуйн ерөнхий онол (А. Эйнштейний таталцлын онол) дээр үндэслэн орчлон ертөнц дэх хэт нягт үүсэх объектуудыг судалдаг.

Орчлон ертөнцийг судлах астрофизикийн аргууд

Оптик арга– одон орон судлалын үндсэн хэрэгсэл болох дурангаар орчлон ертөнцийг судлах (Хавсралт 7). Хамгийн том тоотухай мэдээлэл сансрын үйл явцгэрэл авчирдаг. Телескоп бол объективийн тусламжтайгаар гэрлийг цуглуулах төхөөрөмж юм: хоёр гүдгэр линз эсвэл хотгор толь. Оптик дуран нь рефрактор (линз - том линз), тусгагч (линз - хотгор толь), толь - линз дуран гэсэн гурван төрөлд хуваагддаг. Эдгээр дурангууд нь линз болон толин тусгалыг хоёуланг нь объект болгон ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн оптик дизайн нь зургийн маш сайн чанарыг олж авах боломжийг олгодог. өндөр нарийвчлалтай, бүх бүтэц нь маш зөөврийн богино оптик хоолойноос бүрддэг хэдий ч. Телескопын гол зорилго нь тэнгэрийн биетээс аль болох их гэрэл цуглуулах явдал юм. Дурангийн хоолойгоор дамжин өнгөрөх гэрлийг линз цуглуулдаг.Турсан дурангийн тусламжтайгаар олж авсан тэнгэрийн биетийн дүрсийг гэрэл зургийн хавтан дээр тогтооно. Физик нь орчлон ертөнцийн судлаачдад гэрлийн цацрагийг спектрийн шинжилгээ гэх мэт судлах аргыг өгсөн. Хэрэв цагаан нарны туяа нарийн ангархайгаар, дараа нь шилэн гурвалсан призмээр дамжин өнгөрч, түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваагдаж, улаанаас ягаан руу аажмаар шилжиж, дэлгэцэн дээр цахилдаг өнгөт тууз гарч ирнэ - тасралтгүй спектр. Спектрийн улаан төгсгөл нь призмээр дамжин өнгөрөхөд хамгийн бага хазайдаг туяа, нил ягаан нь хамгийн хазайлтаар үүсдэг. Телескоп нь тусгай спектрографийн төхөөрөмжөөр тоноглогдсон. Энэ нь зөвхөн гэрлийг түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задалдаг төдийгүй гэрэл зургийн хавтан дээрх спектрийг авдаг. Физик нь сансрын биетээс хүлээн авсан спектрийг тайлах ажилд оролцдог. Спектрийг тайлах нь: a) Сансрын биетийн химийн найрлагыг судлахад тусалдаг. Тус бүрдээ химийн элементтодорхой спектрийн шугамтай тохирч байна. Жишээлбэл, натрийн уурын спектрт ойрхон зайтай шар шугам, калийн уурын спектр, нил ягаан, шар өнгийн шугамыг илрүүлж болно. б) Цацрагийн эх үүсвэрүүдийн температурыг тодорхойлох, учир нь улаан өнгө нь бага температурт (оддын хувьд 3 - 4 мянган градус), шар - ногоон - дунд (оддын хувьд 5 - 6 мянган градус), цагаан - цэнхэр - өндөр (оддын хувьд 10 - 11 мянган градус) тохирно. ). в) Доплер эффектийн дагуу сансрын объектын хурдыг хэмжих - хэмжсэн долгионы уртын ажиглагч ба долгионы эх үүсвэрийн харилцан хөдөлгөөнөөс хамаарах хамаарал, хэрэв сансрын объект бидэнд ойртвол түүний спектрийн спектрийн шугамууд шилжинэ. ягаан төгсгөл, өөрөөр хэлбэл улаан өнгөтэй болно (Хавсралт 12).

Радио дуран ашиглан сансрын радио цацрагийг судлах арга.Удаан хугацааны туршид одон орон судлаачид сансрын биетүүдийг зөвхөн судалж чаддаг байв харагдахуйц цацраг туяа. Үзэгдэх гэрэл нь спектрийн зөвхөн багахан хэсгийг бүрдүүлдэг тул энэ нь ноцтой хязгаарлалт байсан. Үзэгдэх гэрэл нь ягаан өнгийн хил дээрх 4000 Ǻ (1 Ǻ = 10 -10 м) -аас улаан өнгийн 7200 Ǻ хүртэлх долгионы урттай тохирч байна. Долгионы урт нь эдгээр хязгаараас хэтэрсэн гэрлийг бидний алсын хараагаар хүлээн авдаггүй. Үзэгдэх спектрийн ягаан бүсийн ард хэт ягаан туяа, рентген туяа, маш богино долгионы бүх нэвтрэн орох g - цацраг байдаг. Спектрийн улаан төгсгөлөөс цааш хэт улаан туяа, богино долгионы болон радио долгион байдаг бөгөөд долгионы урт нь километрээс давж болно. 1930-аад оны эхээр радио холбоонд саад учруулж буй дуу чимээг судалж байх үед манай Галактикийн төвийн чиглэлд байрладаг жижиг радио хөндлөнгийн эх үүсвэрийг олж илрүүлжээ. Радио долгионы гол эх үүсвэр нь нарны аймгийн гадна байрлах сансрын биетүүд юм. Гэрлийн туяатай харьцуулахад радио долгион нь харагдахуйц гэрэл нэвтэрч чадахгүй газарт очдог. Орчлон ертөнцийн хамгийн алслагдсан бүс нутгийн талаарх бүх мэдээллийг бүхэлд нь радио ажиглалтаас олж авдаг. Ихэнх тохиолдолд сансрын радио дамжуулалтын гол эх үүсвэр нь хүчирхийллийн физик процесс явагддаг объектууд юм. Тэд Орчлон ертөнцийн хөгжил, сансрын материйн хэлбэрийг судлахад хамгийн их сонирхол татдаг. Радио долгионыг од хоорондын орон зай, тухайлбал ионжуулсан халуун хий нь мөн ялгаруулдаг. Хийн (гол төлөв устөрөгч) халаалт, ионжуулалт нь халуун одод, сансрын туяанаас үүсдэг. Радио ялгаруулалтын өөр нэг эх үүсвэр нь төвийг сахисан устөрөгч бөгөөд ионжсон устөрөгчөөс хамаагүй илүү од хоорондын орон зайд байдаг. Орчлон ертөнцийн судлаачид өнөөдөр сансар огторгуйн радио дохионы мэдээллийг авч, хүний ​​хүртээмжтэй хэл рүү хөрвүүлэх боломжтой болжээ. Тэд мөн дэлхийгээс чиглэсэн радио туяаны тусламжтайгаар селестиел биетүүдийн гадаргууг "шинжилж", тэдгээрээс туссан дохиог хүлээн авч сурсан. Сансрын "радио цуурай" -ыг судлах нь танд дараахь боломжийг олгодог: селестиел биетүүд хүртэлх зайг хэмжих, тэдгээрийн хөдөлгөөний хурдыг тодорхойлох, радио долгионы тусгалын шинж чанараар сансрын объектын гадаргууг судлах. Эрдэмтэд хамгийн ойрын гаригууд болох Сар, Нарны радарыг хийжээ.

Нейтрино астрофизикийн арга. Нарны энергийн эх үүсвэр нь термоядролын урвал юм. Эдгээр урвалын үед нейтрино үүсдэг. Нэг нь өвөрмөц онцлогнейтрино гэдэг нь энэ бөөмс бодистой маш сул харилцан үйлчлэлцдэг. Бодис дахь нейтриногийн чөлөөт дундаж зам асар том юм. Нарны бодисын зузааныг нэвтлэн тэд нисдэг зай, тэдгээрийн зарим нь дэлхийн гадаргууд хүрдэг. Нарны нейтриноуудыг тусгай төхөөрөмжүүдийн (нейтрино дуран) ашиглан бүртгэж, тэдгээрийн урсгалын хэмжээг тооцоолсноор нарны гүнд болж буй физик үйл явцын мөн чанарыг дүгнэж болно.

Агаар мандлын гаднах одон орон судлалын аргууд. Агаар мандлын гаднах ажиглалт нь дэлхийн агаар мандлын гаднах агаар мандлын хөндлөнгийн оролцоог арилгахын тулд гаргаж авсан төхөөрөмжийн тусламжтайгаар сансрын биетүүдийг судалдаг сансрын физикийн орчин үеийн салбар юм. Агаар мандлын гаднах одон орон судлал нь атмосферийн нэгэн төрлийн бус байдлаас үүссэн дуран дээрх дүрсний чичиргээг арилгах, оптик дурангийн орон зайн нарийвчлалыг онолын хувьд боломжтой (дифракцийн) хэмжээнд хүргэх боломжийг олгодог. Орчин үеийн атмосферийн гаднах одон орон судлал нь астрофизикт хувь нэмэр оруулж байгаа нь оптик болон радио одон орон судлалын оруулсан хувь нэмэртэй нэлээн дүйцэхүйц юм.

Хэт улаан туяа, хэт ягаан туяа, рентген, гамма - одон орон судлалын аргууд.Хэт улаан туяа, хэт ягаан туяа, рентген туяа, г цацрагийг судлах зорилгоор IR-телескоп, хэт ягаан туяаны дуран, рентген, G-телескопуудыг бүтээсэн. Пуужин болон дэлхийн хиймэл дагуул дээр тусгай төхөөрөмж суурилуулсны ачаар эдгээр төрлийн цацрагийг илрүүлэх боломжтой болсон.

Сансрын цацрагийг тусгай хавханд (жишээлбэл, цөмийн эмульс бүхий ялтсууд) үлдээсэн ул мөрөөс ажиглаж болно. Сансрын туяа нь энгийн бөөмс(электрон, протон, нүүрстөрөгчийн цөм, төмөр) маш хурдан хөдөлж, ямар ч биеийг, тэр дундаа дэлхийг бүхэлд нь нэвт шингээдэг.