Презентація "АСТРОНОМІЯ НА УРОКАХ ПРИРОДНИЧОГО ЦИКЛУ""

АСТРОНОМІЯ

НАЗВА «АСТРОНОМІЯ» Астрономія походить із грецької мови (astron – зоря, nomos – закон). У Всесвіті крім зір існують планети, астероїди, комети, галактики, чорні діри, тому астрономи вивчають усі об’єкти в космосі. У наш час під словом «космос» ми уявляємо собі Всесвіт. Сонячна система

Великий грецький астроном, філософ і математик Піфагор у VI ст. до н.е. висунув ідею, що Земля є сферичною і «висить» у просторі, ні на що не спираючись. Піфагор, та його учні піфагорійці ІСТОРІЯ АСТРОНОМІЇ Піфагор

Птолемей У ІІ ст. створив геоцентричну систему світу, в якій Земля перебуває в центрі і її оточують 8 сфер. На них розташовані Місяць, Сонце та 5 відомих у ті часи планет: Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн. Птолемей

У ХVI ст. запропонував геліоцентричну систему світу, в якій у центрі розташоване Сонце, а планети обертаються навколо нього по колових орбітах. Миколай Коперник Миколай Коперник

Галілео Галілей У 1609 р. уперше використав телескоп для спостереження за небесними світилами, відкрив гори на Місяці, супутники Юпітера та побачив зорі у Молочному Шляху. Галілео Галілей

1-й штучний супутник Землі 4 жовтня 1957 р. почалась ера космонавтики, коли в СРСР вивели в космос перший у світі штучний супутник Землі, у створенні якого також брали участь українські вчені та робітники. Перший у світі штучний супутник Землі – ПС-1 (Простий Супутник-1)

1. Всесвіт → 2. Галактика → 3. Сонячна система → 4. Планета Земля → 5. Європа → 6. Україна НАША КОСМІЧНА АДРЕСА 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Астрономія пов’язана з іншими природничими науками – фізикою, хімією, математикою, біологією, філософією, бо на Землі й у космосі діють одні й ті самі закони природи. У Всесвіті нічого вічного не існує: утворюються й вибухають зорі, планети, народжуються і вмирають люди й цивілізації. Вічним залишається тільки одне питання: «Чому існує Всесвіт, і чому у цьому дивному світі живемо ми?»

Спостереження за космосом здійснюється у спеціальних астрономічних обсерваторіях

НЕБЕСНА СФЕРА На уявну небесну сферу проектуються зображення зір; ми можемо виміряти кути між світилами і визначити їхні координати. Небесний екватор – лінія перерізу площини земного екватора з небесною сферою. Полюс світу – точка перетину осі обертання Землі з небесною сферою.

КАРТА ЗОРЯНОГО НЕБА Карта зоряного неба є певною проекцією небесної сфери на площину, де позначені екваторіальні координати ,  . Екваторіальні координати не залежать від місця спостереження на Землі, тому такою картою можна користуватись у будь-якій країні.

Уночі надійним орієнтиром може бути Полярна зоря P1, на яку спрямована вісь обертання Землі. Якщо дивитися на Полярну, то попереду буде північ, позаду — південь, праворуч — схід, ліворуч — захід. Захід Південь Схід Північ Полярна зоря

РУХ ЗЕМЛІ НАВКОЛО СОНЦЯ ТА ЗОДІАК Обертання Землі навколо Сонця та зодіакальні сузір’я Слово зодіак (з грец. — коло життя) пов’язане з тим, що Сонце, Місяць і планети можна спостерігати на тлі 12-ти сузір’їв, які утворюють на небесній сфері коло, і серед назв цих сузір’їв переважають назви живих істот.

ПЛАНЕТИ ЗЕМНОЇ ГРУПИ І ПЛАНЕТИ-ГІГАНТИ Планети Сонячної системи за розмірами і будовою діляться на дві групи: планети земної групи (Меркурій, Венера, Земля, Марс); планети-гіганти (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун).

Планети земної групи мають тверду поверхню, яка складається переважно з важких хімічних елементів. Планети-гіганти утворилися здебільше з Гідрогену та Гелію, тому їхня середня густина невелика, а між атмосферою і поверхнею немає чіткої межі. Меркурій Нептун

ФАЗИ МІСЯЦЯ Зміна зовнішнього вигляду Місяця відбувається внаслідок того, що, обертаючись навколо Землі, він займає різні положення відносно Сонця, тому ми бачимо різні частини його денної півкулі. Новий Місяць з поверхні Землі можна побачити тільки під час сонячних затемнень, коли темний диск Місяця видно на тлі яскравого Сонця. Затемнення Сонця

Перша чверть настає, коли до Землі повернені половина денного та половина нічного боку Місяця. Повня настає у той момент, коли Місяць знаходиться з протилежного боку від Сонця. Остання чверть спостерігається у південно-східній частині небосхилу перед світанком. 1. новий місяць, 3. перша чверть, 5. повний місяць, 7. остання чверть. новий місяць перша чверть повний місяць остання чверть

ФІЗИЧНІ УМОВИ НА МІСЯЦІ Сила тяжіння на Місяці менше земного у 6 разів, тому атмосфера там не може втриматись біля поверхні. Погода на Місяці однакова: 2 тижні світить Сонце і вдень поверхня нагрівається до температури +130°С, а підчас двотижневої ночі поверхня охолоджується до –160 °С.

ПОВЕРХНЯ МІСЯЦЯ На поверхні Місяця навіть неозброєним оком видно темніші ділянки, що були названі морями, і світліші області, які назвали материками. У морях немає ні краплі вологи, бо у вакуумі вода миттєво закипає і випаровується або замерзає.

ЛЮДИ НА МІСЯЦІ 21 липня 1969 р. на поверхню Місяця здійснив посадку пілотований космічний корабель "Аполлон-11". Усього на поверхні Місяця побувало 12 астронавтів. Нейл Армстронг

ПЛАНЕТИ ЗЕМНОЇ ГРУПИ Земля Марс Венера Меркурій

МЕРКУРІЙ На Меркурії сонячна доба вдвічі довша періоду його обертання навколо Сонця. Отже, протягом майже 3-х місяців там світить Сонце, і стільки ж триває ніч. Денна температура досягає +430 °С, але на світанку знижується до –170 °С.

КРАТЕРИ НА МЕРКУРІЇ Поверхня Меркурія схожа з поверхнею Місяця — така ж величезна кількість кратерів, що свідчить про однакову природу цих тіл. Кратери на Меркурії вирішили назвати іменами відомих митців. Один з великих кратерів назвали на честь Тараса Шевченка.

ВЕНЕРА Венера повільно обертається навколо осі у зворотному напрямку (порівняно з обертанням Землі), і сонячна доба там триває 117 земних діб.

Температура поверхні Венери становить +480 °С, залишається сталою протягом доби і не змінюється у залежності від відстані до полюса чи екватора. Майже 80 % поверхні Венери вкриті вулканічною лавою

МАРС Маса та радіус Марса трохи менші, ніж Землі, але тривалість доби (24,6 год) і зміна пір року нагадують нашу планету. На Марсі видно білі полярні шапки, які свідчать про наявність води в атмосфері планети.

Хоча Меркурій, Венера і Марс схожі за розмірами та масою, але там не виявлено життя, бо фізичні умови на їхній поверхні різко відрізняються від земних. На Меркурії відсутня стала атмосфера. На Венері густа атмосфера з вуглекислого газу створює пекельні умови для існування життя. Марс буде першою планетою, яку в майбутньому відвідають люди. Русла висохлих рік свідчать про те, що колись на Марсі існувало життя.

ПЛАНЕТИ-ГІГАНТИ

ЮПІТЕР Юпітер є найбільшою планетою Сонячної системи. Основними компонентами атмосфери Юпітера є водень — 86,1 % та гелій — 13,8 %. Хмари з пари води

ВЕЛИКА ЧЕРВОНА ПЛЯМА За розмірами вона майже вдвічі більша Землі, є велетенським вихорем в атмосфері, у якому вітер дме з ураганною швидкістю до 100 м/c.

САТУРН Сатурн – найкрасивіша планета Сонячної системи, що має казкове кільце. Сатурн не має того розмаїття кольорів, який ми спостерігаємо в атмосфері Юпітера, але структура атмосфери цих планет дуже схожа.

УРАН Уран по-справжньому є блакитною планетою, бо сьому частину його атмосфери складає метан

НЕПТУН Нептун знаходиться на околиці Сонячної системи і має період обертання 164,8 земного року. Від часу свого відкриття у 1846 р. Нептун здійснив повний оберт навколо Сонця тільки у 2011 р. Температура у верхніх шарах хмар становить – 213°C.

ОТЖЕ, Планети-гіганти за хімічним складом нагадують зорі, вони не мають твердої поверхні, й тому на них ніколи не здійснять посадку пілотовані космічні кораблі. Під холодними хмарами гіганти мають гарячі надра, температура яких сягає десятків тисяч градусів. Однією з таємниць залишається джерело внутрішньої енергії планет-гігантів, бо вони випромінюють у космос більше енергії, ніж отримують від Сонця.

СУПУТНИКИ ПЛАНЕТ

СУПУТНИКИ МАРСА Фобос (від грец. — страх) і Деймос (від грец. — жах) названі на честь вічних супутників бога війни Марса. Ці космічні тіла за формою нагадують величезні картоплини: найбільший діаметр Фобоса — 28 км, а Деймоса — 16 км. Їхня поверхня темного кольору має безліч кратерів. Фобос Деймос

CУПУТНИКИ ЮПІТЕРА Юпітер має принаймні 63 супутники, які були зареєстровані до 2013 р., і тьмяні кільця. Чотири найбільші супутники — Іо, Європа, Ганімед, Каллісто — відкрив Галілей за допомогою свого першого телескопа, тому їх називають Галілеєві супутники. Іо Європа Ганімед Каллісто

СУПУТНИКИ САТУРНА «Сім’я» Сатурна складається із системи кілець та 62 супутників, але більшість з них мають невеликі розміри.

КІЛЬЦЯ САТУРНА При спостереженнях з поверхні Землі у великі телескопи видно три концентричних кільця, але було виявлено, що ці кільця складаються ще з тисяч окремих вузьких кілець. Діаметр частинок у кільцях коливається в межах від міліметра до десятків метрів, і складаються вони зі снігу та льоду.

СУПУТНИКИ УРАНА Навколо Урана обертаються темні кільця і 27 супутників. Супутники повернені до Урана однією півкулею, а їхні орбіти лежать у площині екватора, унаслідок чого на всіх супутниках відбувається така ж дивна зміна пір року, як і на Урані. Міранда Аріель Умбріель Титанія Оберон

СУПУТНИКИ НЕПТУНА У 2013 р. було відомо 13 супутників Нептуна та виявлено тонкі тьмяні кільця. За допомогою телескопів було відкрито 2 супутники — Тритон і Нереїду, а інші сфотографувала автоматична міжпланетна станція «Вояджер-2» у 1989 р.

МАЛІ ТІЛА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

АСТЕРОЇДИ Перший астероїд (з грец. — зореподібний) відкрив італійський астроном Піацці 1 січня 1801 р. Йому дали назву Церера. Через кілька років недалеко від Церери виявили ще одну малу планету — її назвали Палладою. Церера Паллада

На 2013 р. зареєстровано понад 500 000 астероїдів, і найменші з них мають діаметр всього кілька десятків метрів. Юнона Веста. Видно величезний кратер поблизу південного полюса астероїда

ПЛАНЕТИ-КАРЛИКИ Уперше цей новий клас тіл Сонячної системи з’явився у 2006 р. на з’їзді Міжнародного Астрономічного Союзу. Тоді ж було змінено статус Плутона, який до цього був дев’ятою планетою Сонячної системи, а відтепер він став першою планетою-карликом. Плутон та його супутник Харон Еріда

ПОЯС КОЙПЕРА У 1951 р, аналізуючи орбіти комет, астроном Койпер передбачив існування за Нептуном поясу астероїдів, який тепер офіційно назвали поясом Койпера. На 2013 р. зареєстровано більше, ніж 1000 астероїдів, орбіти яких розташовані за орбітою Нептуна в межах поясу Койпера.

НЕБЕЗПЕЧНІ АСТЕРОЇДИ У 2004 р. відкрили небезпечний астероїд Апофіс, який 13 квітня 2029 р. пролетить мимо Землі на відстані близько 37 000 км.

МЕТЕОРИ І МЕТЕОРИТИ Метеорні частинки — це космічний пил, який до поверхні Землі не долітає, бо випаровується в атмосфері на висоті кількох десятків кілометрів. «Метеором» називається світлове явище, яке викликає іонізоване повітря на шляху польоту метеорної частинки.

МЕТЕОРИ І МЕТЕОРИТИ Метеорити мають більшу масу, тому вони можуть впасти на поверхню Землі.

КОМЕТИ Комети мають дивний красивий хвіст. Вони є залишками космічної речовини, з якої утворилися планети.

КОМЕТИ Найзнаменитішою можна вважати комету Галлея. Останній раз її спостерігали у 1986 р., а наступний її приліт до Землі очікується у 2061 році.

ЯДРО КОМЕТИ Ядро комети, з якого утворюється хвіст, складається в основному з льоду. Діаметр таких льодових ядер може бути всього кілька десятків кілометрів.

ЯДРО КОМЕТИ Лід у ядрах комет, які часто наближуються до Сонця, із часом повністю випаровується. Від комети залишаються тверді силікатні пилинки, які продовжують рух по орбіті та перетворюються на метеорні потоки. Коли Земля перетинає орбіту такого метеорного потоку, спостерігається «зоряний дощ».

ЗНАМЕНИТІ КОМЕТИ Фрагменти комети Шумейкера—Леві, які впали на Юпітер у 1994 р. Комета Гейла-Боппа. 1997 р. Комета Веста. 1976 р. Комета Гуякатаки. 1996 р.

ОТЖЕ, Малі тіла Сонячної системи (планети-карлики, астероїди, комети, метеорні тіла) є залишками тієї величезної хмари космічної речовини, з якої утворилися Сонце і великі планети. Основний пояс астероїдів розташований між Марсом та Юпітером, але за орбітою Нептуна існують ще мільйони планетоподібних тіл та мільйони кометних ядер (хмара Оорта). Існує небезпека зустрічі Землі з тими астероїдами, орбіти яких наближуються до Землі або перетинають її орбіту.

Сонце випромінює найбільше енергії у жовто-зеленій частині спектра, тому астрономи називають Сонце жовтою зорею. Температура поверхні Сонця становить 5780 К. ТЕМПЕРАТУРА СОНЦЯ Зображення поверхні і корони Сонця, отримані Сонячним оптичним телескопом (SOT) на борту супутника Хінода 12.01.2007 р.

БУДОВА СОНЦЯ

Найглибший шар атмосфери Сонця — фотосфера 200—300 км завтовшки, — сприймається нами як поверхня Сонця. Середній шар фотосфери, випромінювання якого ми сприймаємо, має температуру 5780 К. АТМОСФЕРА СОНЦЯ Фотосфера Гранули у фотосфері

СОНЯЧНА АКТИВНІСТЬ Сонячна активність визначається кількістю плям та їхньою загальною площею. Плями мають діаметр кілька десятків тисяч кілометрів, температура в плямі сягає 4500 К, але пляма здається темною на тлі більш гарячої фотосфери з температурою 5780 К.

ЦИКЛИ СОНЯЧНОЇ АКТИВНОСТІ Ще одна загадка активності Сонця захована в її періодичності — цикл зміни кількості плям повторюється приблизно через кожні 11 років. Якщо врахувати полярність плям, то цикл сонячної активності триває приблизно 22 роки. Зміна сонячної активності за період 1700 – 2000 рр.

Під час спалахів у міжпланетний простір викидаються потоки заряджених частинок зі швидкістю до 20 000 км/с. Через кілька годин після спалаху корпускулярні потоки можуть долетіти до Землі й викликати збурення її магнітного поля та свічення іоносфери, що проявляється у вигляді інтенсивних полярних сяйв.

Фізичні характеристики зір

ВИДИМІ ЗОРЯНІ ВЕЛИЧИНИ Грецький астроном Гіппарх у II ст. до н. е. розділив усі зорі за яскравістю на 6 сортів — зоряних величин. Найяскравіші зорі були названі зорями 1-ї зоряної величини, а найслабкіші, які ледве видно на небі, — 6-ї. Гіппарх (близько 190 до н. е. – після 126 до н. е.)

Норман Поґсон доповнив визначення зоряної величини ще однією умовою: зорі 1-ї зоряної величини мають бути у 100 разів яскравіші за зорі 6-ї величини. Норман Роберт Поґсон  (1829 – 1891) – англійський астроном

Відносно цього стандарту найслабкіші зорі, які ще можна побачити неозброєним оком, мають зоряну величину +6m. Полярна зоря на небі Метод пошуку Полярної зорі на небі За стандарт вибрали Полярну зорю, яка має зоряну величину m = +2m.

АБСОЛЮТНІ ЗОРЯНІ ВЕЛИЧИНИ Сонце на відстані 10 пк мало б вигляд досить слабкої зорі п’ятої зоряної величини, тобто абсолютна зоряна величина Сонця ≈ +5m. Зоряну величину, яку мала б зоря на стандартній відстані 10 пк, називають абсолютною зоряною величиною.

Світність зорі визначає кількість енергії, що випромінює зоря за одиницю часу, тобто потужність випромінювання зорі. За одиницю світності в астрономії приймають потужність випромінювання Сонця 4∙1026 Вт.

ЗОРІ - ГІГАНТИ Кульове скупчення М15 в Пегасі, у якому знаходиться червоний гігант спектрального класу M2.3 II-III – Бета Пегаса

ЗОРІ БІЛІ КАРЛИКИ Бінарна система з двох білих карликів. NLTT 11748 (більший карлик легший, менший - важчий)

УТВОРЕННЯ ЗІР Зорі зароджуються разом з планетами із розріджених газопилових хмар, що утворюються після вибуху старих зір. Астрономи виявили сотні газопилових туманностей, де зараз відбувається утворення молодих світів. Туманність Оріона

Доля зорі та тривалість її життя залежать від початкової маси зародка — протозорі. Якщо вона була у кілька разів більша, ніж маса Сонця, то під час гравітаційного стиснення утворюються гарячі зорі спектральних класів О та В. Протозорі з масою у кілька разів меншою можуть перетворитися тільки на червоних карликів. IC 1848 (туманність Душа) Туманність NGC 2818

ЗМІННІ ЗОРІ Блиск зорі може змінюватись у кратних системах, коли відбуваються періодичні затемнення об’єктів. Розташування Алголя у сузір'ї Персея

Зміна яскравості фізично змінних зір пов’язана з тим, що порушення гравітаційної рівноваги буде помітне у зміні її радіуса та температури. На діаграмі спектр— світність такі зорі зміщуються з головної послідовності праворуч. Молода зірка T Tauri — прототип змінної

ПЛАНЕТАРНІ ТУМАННОСТІ Змінна пульсуюча зоря цефеїда із часом перетворюється на гіганта, який може поступово скинути свою оболонку. Такі об’єкти астрономи помилково назвали планетарними туманностями. Гаряче ядро планетарної туманності поступово стискується і перетворюється на білого карлика. Планетарна туманність NGC 6210

НОВІ ЗОРІ Зорі спектральних класів О та В, які входять у подвійні системи, можуть протягом кількох днів збільшити свою яскравість у сотні мільйонів разів. Їх називають Новими. GK Персея, оточена туманністю Феєрверк після спалаху 1901 Галактика Феєрверк NGC 6946

Туманність Краб у сузір’ї Тільця є залишком Наднової, що спалахнула 4 липня 1054 р. Якщо врахувати, що туманність Краб перебуває на відстані 6500 св. років від Землі, то спалах Наднової стався ще 7500 років тому. НАДНОВІ ЗОРІ Зображення залишка наднової Кеплера 1604 року M1, Крабоподібна туманність

НАДНОВА 1987 року 24 лютого 1987 р. у сусідній галактиці — Великій Магеллановій Хмарі вибухнула гігантська зоря спектрального класу В, яка кілька тижнів світила яскравіше всіх зір у галактиці. Цей спалах відбувся майже 200 000 років тому. Наднова SN1987A

НЕЙТРОННІ ЗОРІ Якщо початкова маса зорі була у кілька разів більша, ніж сонячна, то білий карлик може перетворитись на нейтронну зорю, радіус якої не перевищує кількох десятків кілометрів, а густина сягає величини 1015 г/см3. Моделювання тріщин на поверхні нейронної зірки SGR 1806-20 

Унаслідок стиснення нейтронної зорі має виконуватися закон збереження моменту імпульсу, тому зростає кутова швидкість обертання при зменшенні радіуса зорі. Модель пульсара, який випромінює магнітне поле (блакитні лінії) та високоенергетичні пучки з полюсів (фіолетові). Пульсари та нейтронні зорі — це одні й ті ж самі об’єкти.

Чорні діри утворюються на останній стадії еволюції зір з масою більшою, ніж маса Сонця. Такі об’єкти втягують все з навколишнього простору. ЧОРНІ ДІРИ Чорних дір у космосі може налічуватися навіть більше, ніж звичайних зір.

ЕВОЛЮЦІЯ СОНЦЯ Сонце не стане чорною дірою, бо воно має недостатню масу для гравітаційного стиснення до критичного радіуса. У стані гравітаційної рівноваги Сонце може світити 1010 років. Якщо врахувати вік Землі — 4,5 млрд років, то Сонце може світити в майбутньому ще 5 млрд. років. Еволюція Сонця в майбутньому

БУДОВА ГАЛАКТИКИ Більшість зір рухається у подвійних та кратних системах. Найчисельніші системи об’єднання зір налічують сотні тисяч об’єктів — це зоряні скупчення та асоціації. Зоряне скупчення Плеяди

Кулясті зоряні скупчення складаються з мільйонів зір. Зовнішній вигляд ω Центавра – кулясте скупчення типу VIII у сузір'ї  Центавр

Розсіяні зоряні скупчення мають кілька тисяч об'єктів. Скупчення Ясла (відоме як Вулик, Praesepe, Мессьє 44 та NGC 2632) є розсіяним скупченням у сузір'ї Рака

У зоряні асоціації входять відносно молоді зорі, які мають спільне походження. Туманність Оріона із зоряною асоціацією Оріон ОВ-2

Галактика має сферичну форму з діаметром майже 300 000 св. років, але більшість зір великої світності розташовані приблизно в одній площині, тому їх видно на небі як Туманну Світлу смугу, яку в Україні називають Чумацький Шлях. ПЛОСКА СКЛАДОВА ГАЛАКТИКИ

У площині Галактики розташовується значна частина газопилових туманностей і відбувається зародження нових зір та планетних систем.

ОБЕРТАННЯ ЗІР У ГАЛАКТИЦІ Сонце розташоване поблизу площини Галактики на відстані 25 000 св. років від її ядра. Швидкість обертання навколо ядра — 250 км/с. Період обертання Сонця навколо ядра називається галактичним роком, який дорівнює 250 000 000 земних років.

За зовнішнім виглядом галактики поділяються на три типи — спіральні, еліптичні та неправильні. Спіральна галактика NGC 1309 Еліптична галактика в сузір'ї Еридан Неправильна галактика NGC 1427A

НАЙБЛИЖЧІ СУСІДИ ГАЛАКТИКИ Найближчі до нас галактики, Малу та Велику Магелланові Хмари, можна побачити на небі Південної півкулі. Велика Магелланова Хмара Мала Магелланова Хмара

РОЗПОДІЛ ГАЛАКТИК У ВСЕСВІТІ Існує своєрідна ієрархічна структура руху космічних тіл: 1. Планети та їхні супутники. 2. Зоряні скупчення. 3. Галактики. 4. Скупчення галактик. Спіральна галактика NGC 4911 в сузір’ї Волосся Вероніки