Ciała niebieskie

Ciało niebieskie jest to obiekt fizyczny, układ powiązanych ze sobą obiektów lub ich struktur. Obiekt fizyczny znajduje się w przestrzeni kosmicznej poza atmosferą ziemską.

Spis ciał niebieskich:

1. Wielka pustka

Jest to gigantyczny obszar o średnicy około 1 miliarda lat świetlnych (odległość jakie światło pokonuje w ciągu roku, czyli tzw. rok świetlny ma szacunkową odległość 9,5 biliona kilometrów), na niebie położony w okolicach gwiazdozbioru Oriona i Rzeki Erydan. Taki obszar jest to pusta przestrzeń kosmiczna, prawie pozbawiona jakiejkolwiek materii świecącej, takiej jak galaktyki bądź ich gromady, a także ciemnej materii, czyli takiej, która nie emituje żadnego światła. Obiekt ten został odkryty przez amerykańskich astronomów z Uniwersytetu z Minneapolis w 2007 roku.

2. Włókna 

Jest to najprawdopodobniej największy obiekt kosmiczny, wygląda on jak nici rozciągające się na ogromnej przestrzeni od 70 do 150 megaparseków (Mpc). Obiekt ten składa się z gromad oraz supergromad galaktyk. Największym znanym nam włóknem jest tzw. Wielka Ściana Sloan.

1 megaparsek = 10 000 000 parseków

1 parsek = 206265 j.a. (au - jednostka astronomiczna)

1 jednostka astronomiczna = 150 mln km

3. Supergromada 

Obszar ten składa się z setek lub tysięcy grup ( do 50 galaktyk na jedną grupę) i gromad galaktyk (kilka tysięcy galaktyk na jedną gromadę) . Jest to jeden z największych obiektów znanych człowiekowi. Ich rozmiary osiągają nawet setki tysięcy lat świetlnych. Szacuje się, że supergromad w całym wszechświecie jest około 10 milionów.

Gromada galaktyk Abell 1689:

4. Gromada galaktyk

Jest to skupisko od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk. Ich mniejsze ugrupowania zwane są grupami (do 50 galaktyk). Takie gromady są wielkości od jednego do dziesięciu milionów lat świetlnych. Jedną z najbardziej odległych znanych nam gromad galaktyk jest COSMOS-AzTEC3, która została odkryta dzięki obserwacjom kosmicznym teleskopu Hubble'a, Spitzer'a i Chandr'a. Odległość jaka dzieli Ziemię od tej gromady wynosi 12,6 miliardów lat świetlnych. 

COSMOS-AzTEC3 (obiekty należące do tej gromady są zaznaczone białymi okręgami):

Gromada galaktyk Abell S0740:

5. Galaktyka

Jest to duży układ gwiazd, pyłu i gazu międzygwiazdowego oraz niewidocznej ciemnej materii. Oprócz pojedynczych gwiazd, galaktyki zawierają dużą ilość układów gwiazd oraz mgławice. Ich rozmiary wahają się od kilku tysięcy do kilkuset tysięcy lat świetlnych. Szacuje się, że we wszechświecie istnieje około 350 miliardów dużych galaktyk oraz 3,5 biliona galaktyk karłowatych. Galaktyka, w której żyjemy zwana jest Drogą Mleczną. Najdalsza znana człowiekowi galaktyka (o potwierdzonej odległości) to EGS-zs8-1 i jest ona odległa od Ziemi o ponad 13 miliardów lat świetlnych. Natomiast największą znaną nam galaktyką jest IC 1101, jej średnica wynosi ponad 4 miliony lata świetlne. Najbliżej znajdującą się galaktyką od Drogi Mlecznej jest tzw. Galaktyka Andromedy (M31), która jest na kursie kolizyjnym z naszą galaktyką. Zderzenie to nastąpi za około 3 miliardy lat. Odległość dzieląca Drogę Mleczną i M31 to 2,52 mln lat świetlnych.

EGS-zs8-1:

IC 1101:

M31:

6. Kwazar

Jest to obiekt pozornie przypominający gwiazdę, a w rzeczywistości jest to rodzaj aktywnej galaktyki, czyli takiej, której znaczna część energii nie jest emitowana przez jej normalne składniki, takie jak: pył i gaz międzygwiazdowy oraz gwiazdy. Taki obiekt emituje promieniowania elektromagnetyczne o ogromnej mocy. Ich pierwsze zdjęcia wykonano w XIX wieku, jednak wówczas nikt nie przypuszczał, że obiekt ten może być czymś innym niż gwiazdą. Jednak w latach pięćdziesiątych XX wieku, obserwując niebo za pomocą radioteleskopów, zauważono silną emisję radiową pochodzącą od kwazarów. Podczas tych obserwacji okazało się, że tzw. linie emisyjne są bardzo mocno przesunięte ku czerwieni, co według prawa Hubble'a oznacza, że kwazary są bardzo odległymi obiektami. Najjaśniejszym kwazarem widocznym z Ziemi jest 3C 273, umiejscowiony w konstelacji Panny, jego wielkość gwiazdowa to około 12,9 mag (człowiek nieuzbrojonym okiem widzi od 6 do 6,5 mag), a odległość jaka nas dzieli od niego to 2,44 miliarda lat świetlnych. Jego niezwykle silnie promieniowanie powstaje w dysku akrecyjnym, który jest wirującą strukturą uformowaną z pyłu i gazu, opadającego na silne źródło grawitacji, którym w przypadku kwazaru jest czarna dziura znajdująca się w jądrze aktywnej galaktyki. Około 10 procent kwazarów posiada tzw. dżety, czyli równoległe wiązki promieniowania, które w przypadku kwazaru są elektromagnetyczne najczęściej w zakresie radiowym, ale również w zakresie optycznym, rentgenowskim oraz gamma. Dżet jest wyrzucany z biegunów jądra galaktyki, lub gwiazdy.

3C 273:

M87 (Galaktyka Panna A - galaktyka z dżetem):

7. Czarne dziury
Jest to obszar czasoprzestrzeni o tak wielkiej grawitacji, że nawet światło nie jest wstanie jej opuścić. Aby czarna dziura powstała potrzebna jest dostatecznie duża masa w odpowiednio małej objętości. Czarną dziurę otacza tzw. horyzont zdarzeń. W horyzoncie zdarzeń prędkość ucieczki, czyli prędkość jaką musi mieć obiekt aby mógł opuścić pole grawitacyjne danego ciała niebieskiego, jest większa niż prędkość światła. Dziury te zostały nazwane czarnymi, ponieważ nie emitują one żadnego światła, są idealnie czarnymi obiektami. Istnienie czarnych dziur jako pierwsi w historii rozważali John Michell i Pierre Simon de Laplace w XVIII wieku. Naukowcy podejrzewają, że czarne dziury stanowią dużą część jądra większości galaktyk i mają masę milionów mas Słońca. Istnieją przekonujące dowody, że centrum naszej galaktyki, czyli Drogi Mlecznej, stanowi właśnie gigantyczna czarna dziura o masie 4 milionów mas Słońca. 14 września 2015 roku Laserowe Obserwatorium Interferometryczne Fal Grawitacyjnych (LIGO), zarejestrowało po raz pierwszy w historii fale grawitacyjne, powstałe w wyniku zderzenia się dwóch czarnych dziur 1,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Zdarzenie to udowodniło nam, że czarne dziury faktycznie istnieją, a także otwiera nam drogę do praktycznej obserwacji grawitacji oraz zrozumienia zdarzeń w Kosmosie włączając w to Wielki Wybuch i to, co po nim nastąpiło. To odkrycie zostało oficjalnie ogłoszone 11 lutego 2016 roku.

8. Ciemna materia 
Materia, która nie emituje i nie odbija promieniowania elektromagnetycznego. Jej istnienie zdradzają jedynie wywieranie przez nią efekty grawitacyjne. Ciemna materia jeszcze nie została odkryta eksperymentalnie, a jej natura nie jest nam znana.

9. Gromady gwiazd
Są to zgrupowania gwiazd związanych wspólnym pochodzeniem, czyli miejscem i czasem powstania z tej samej materii międzygwiazdowej. Gwiazdy należące do tej samej gromady mają identyczny skład chemiczny i oddziałują na siebie grawitacyjnie. Środek gromady stanowi jądro, w którym ilość gwiazd znacznie przewyższa koncentrację gwiazd w najbliższym mu otoczeniu. W Drodze Mlecznej średnice gromad wynoszą od kilku do pięciuset lat świetlnych. Przez teleskop najczęściej obserwowane są jedynie jądra gromad, ponieważ pole widzenia przez teleskop jest zbyt małe aby objąć całą gromadę gwiazd. Wyróżniamy 3 typy gromad gwiazd zwanych: gromada kulista, gromada otwarta i asocjacje gwiazd, czyli bardzo "luźno" związane ze sobą gwiazdy.

Gromada kulista M69:

Gromada otwarta C14 (są to dwie gromady otwarte oznaczone jednym symbolem):

10. Gwiazdy
Jest to ciało niebieskie stanowiące skupisko powiązanej grawitacyjne ze sobą materii w stanie plazmy, czyli zjonizowanej materii przypominającej gaz, nieprzewodzącej prądu elektrycznego. Niektóre gwiazdy składają się z zdegenerowanej materii, której gęstość jest ogromna, taka materia to ciecz a nie gaz. Gwiazdy składają się głównie z wodoru (około 71%) oraz helu (około 27%), pozostałe brakujące 2% najczęściej stanowi tlen, węgiel i nikiel. Najbliższą gwiazdą Ziemi jest Słońce, od którego dzieli nas szacunkowy dystans 149 600 000 km. Natomiast najbliższą gwiazdą Słońca jest Proxima Centauri, oddalona od Ziemi o 40 bilionów kilometrów. Wyróżniamy kilka rodzajów gwiazd: 

- Czerwony karzeł
Jest to najmniejsza z gwiazd, jej najbardziej znanym przedstawicielem jest wcześniej wspomniana Proxima Centauri, znajdująca się w konstelacji Centaura.

- Pomarańczowy karzeł
Jest to niewiele większa gwiazda od czerwonych karłów, jej najbardziej znanym przedstawicielem jest Epsilon Indi, znajdująca się w gwiazdozbiorze Indianina.

- Żółty karzeł
Jest to piąta co do wielkości gwiazda, jej najpopularniejszym przedstawicielem jest Słońce, stanowiące centrum naszego Układu Słonecznego.

- Biało-żółty karzeł
Jest to czwarta co do wielkości gwiazda, jej głównym przedstawicielem jest Procjon A, znajdujący się w gwiazdozbiorze Małego Psa.

- Biały karzeł
Jest to jedna z największych gwiazd (trzecia co do wielkości), najbardziej znanym przedstawicielem jest Altair, znajdujący się w gwiazdozbiorze Orła.

Słońce a Altair ( Słońce znajduje się w górnym prawym rogu a Altair w dolnym lewym rogu):

- Błękitny olbrzym (lub biało-niebieski)
Jest to druga co do wielkości gwiazda jej masa jest kilka razy większa od mas Słońca, najpowszechniejszym przedstawicielem tej grupy jest Rigel, znajdujący się w konstelacji Oriona. Słońce przy tej gwieździe wydaje się być niewielką plamką.

Rigel a Słońce:

- Niebieski olbrzym
Niebieskie olbrzymy są do 140 razy większe od Słońca, największą znaną nam gwiazdą jest LBV 1806-20, umiejscowiona w gwiazdozbiorze Strzelca, Słońce przy tej gwieździe wydaje się być pojedynczym pikselem na monitorze:

Instrumenty za pomocą, których możemy obserwować gwiazdy to teleskopy i spektroskopy.
Najjaśniejsze gwiazdy na niebie tworzą tzw. gwiazdozbiory i konstelacje.

11. Gwiazdy podwójne 
Jest to układ dwóch gwiazd leżących optycznie lub fizycznie blisko siebie. Gwiazdy optycznie podwójnie, to takie, które wydają się być bardzo blisko siebie, a nawet "pokrywać" się ze sobą, jednak w rzeczywistości gwiazdy te są oddalone od siebie o miliony kilometrów. Najsłynniejszą parą takich gwiazd jest Mizar i Alkor w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy.

Natomiast gwiazdy podwójne fizyczne, to takie, które w rzeczywistości położone są blisko siebie i oddziałują wzajemnie na siebie grawitacyjnie. Bardzo dobrym przykładem tego typu układu jest Syriusz i towarzyszący mu biały karzeł.

Syriusz i jego "towarzysz":

Działanie układu podwójnego, fizycznego gwiazd:

12. Gwiazdy wielokrotne 
Układ, który znajduje się w niedalekiej odległości w przestrzeni, podobnie jak w gwiazdach podwójnych zwany jest układem fizycznym wielokrotnym, a układ gwiazd znajdujących się blisko na nieboskłonie to układ optycznie wielokrotny. Bardzo znanym układem fizycznym wielokrotnym jest tzw. Trapez Oriona składający się z 6 gwiazd, z czego jedną bardzo ciężko jest dostrzec.

Trapez Oriona:

13. Mgławice 
Mgławice są to obłoki pyłu i gazu międzygwiazdowego. Odróżniamy cztery rodzaje mgławic:

- Mgławica ciemna
Taka mgławica na niebie wygląda jak wielki obłok pyłu i gazu, który jest pozbawiony gwiazd. Gwiazd nie widać dlatego, że najczęściej są one "schowane" daleko za mgławicą. Gaz i pył, z którego jest uformowana ta "chmurka" mają bardzo niską temperaturę, która waha się od 7 Kelwinów do 15 Kelwinów, czyli od -258 stopni Celsjusza do -266 stopni Celsjusza. Obłok ten posiada swoje własne pole magnetyczne. Największe mgławice tego typu mają rozmiar do 150 lat świetlnych. W tych mgławicach następują procesy formowania się gwiazd we wczesnym stadium. Znanym obiektem tego typu jest Mgławica Wąż oraz Mgławica Koński Łeb z katalogu Barnard'a.

Mgławica Wąż (Barnard 72):

Mgławica Koński Łeb (Barnard 33):

- Mgławica refleksyjna
Taka mgławica, a raczej obłoki jej pyłu odbijają światło pobliskich gwiazd lub gwiazdy. Widma (można to nazwać kolorem), tych mgławic są bardzo podobne do gwiazd, które je otaczają. Wpośród pyłu i gazu mgławicy, znajdują się również związki węgla, takie jak kurz diamentowy, oraz pierwiastki niklu i żelaza. We wnętrzu mgławic refleksyjnych powstają gwiazdy. Bardzo znanym przedstawicielem tej grupy, jest obiekt o symbolu IC 2118, zwany też Głową Czarownicy.

IC 2118:




















- Mgławica emisyjna
Jest to bardzo duża chmura świecącego gazu i wcześniej wspomnianej plazmy o wielkości kilkuset lat świetlnych. Liczne mgławice emisyjne występują poza Drogą Mleczną, a ich obserwacja jest bardzo ważna, gdyż pozwala ona określić odległość do sąsiednich galaktyk, oraz poznać ich skład chemiczny. Częśto spotykaną mgławicą tego rodzaju jest Mgławica Omega, oraz Mgławica Ameryka Północna.

Mgławica Omega (NGC 6618):

Mgławica Ameryka Północna (NGC 7000):

- Mgławica planetarna
Jest to obłok gazu i pyłu, powstałego na skutek "śmierci", bądź dużego wypalenia się gwiazdy. Tego typu mgławice powstają z gwiazd, które przed "śmiercią" miały masę taką samą jak Słońce lub do 8 razy od niego większe. Pył i gaz takiej mgławicy jest rozmaitych kształtów i kolorów. Znanymi mgławicami tego typu są Henize 2-47, NGC 5315 i NGC 7293.

Henize 2-47:

NGC 5315:

NGC 7293:

14. Planety
Według definicji ustalonej przez Międzynarodową Unię Astronomiczną, planeta jest to obiekt okrążający gwiazdę, lub jej pozostałość, mający prawie kulisty kształt, "potrafiący" uzyskać dominację w przestrzeni własnej orbity, czyli mający możliwość posiadania księżyców. Planeta w odróżnieniu od gwiazd, świeci światłem odbitym. Planety dzielone są na gazowe olbrzymy oraz planety skaliste. W naszym Układzie znajduje się 8 planet, 4 wewnętrzne: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars (wszystkie te planety są skaliste), oraz 4 zewnętrzne: Jowisz, Saturn, Uran, Neptun (wszystkie są gazowymi olbrzymami). Z wyjątkiem Merkurego i Wenus po orbicie każdej z planet Układu Słonecznego krąży jeden lub więcej księżyców. Jowisz, który jest największą planetą US (Układ Słoneczny) posiada aż 63 księżyce. Ganimedes największy z księżyców Jowisza jest tak olbrzymi, że jeżeli krążyłby wokół Słońca byłby nazywany planetą, księżyc ten jest większy od Merkurego - pierwszej planety US. W US oprócz "zwykłych" planet krążą również planety karłowate. Najbardziej znaną planetą karłowatą jest Pluton, uznawany niegdyś za "normalną" planetę. Jednak karzeł wymieniony w ostatnim zdaniu nie jest jedyny w swoim rodzaju w naszym US, są też Ceres, Sedna, Eris, Orkus i wiele innych. Naukowcy twierdzą, że istnieje jeszcze 9 planeta US, która ma być gazowym olbrzymem kilkukrotnie większym od Jowisza. O 9 planecie pisali już Sumarowie i Majowie, a nazywali ją Planetą Nibiru.

15. Planetoida lub Asteroida
Jest to ciało niebieskie o niewielkich rozmiarach od kilu metrów do 1000 km, okrążające Słońce, posiadające powierzchnię skalną lub lodową. Te obiekty często zderzają się z podobnymi obiektami stąd na ich powierzchni znajdują się kratery. W US takich obiektów krąży kilkaset tysięcy a może nawet kilka milionów. Obiekty te stanowią poważne zagrożenie dla Ziemi i ludzkości. Asteroida, która spadła w Czelabińsku w Rosji miał zaledwie 17 m średnicy i około 10 ton wagi a w skutek jego rozpadu zostało rannych około 1500 osób, nie mówiąc już o stratach materialnych kraju. Tak więc jeżeli na Ziemie, do oceanu spadłaby kilkukilometrowa asteroida wywołałaby potężną Falę Tsunami, oraz ruch płyt tektonicznych, a nawet zmianę klimatu na Ziemi.

Asteroida-Czelabińsk:


16. Kometa
Jest to małe ciało niebieskie składające się z lodu i pyłu kosmicznego. Obiekt ten na krótki czas pojawia się w pobliżu gwiazdy centralnej (np. Słońce), na skutek czego kometa zaczyna się topić i wokół komety powstaje tzw. koma, czyli gazowa otoczka, a jądro komety w przestrzeń kosmiczną wyrzuca materię, tworząc dwa warkocze - pyłowy i gazowy, skierowane w przeciwnym kierunku do gwiazdy centralnej. Najbardziej znaną kometą jest Kometa Halleya, która zbliża się do Słońca mniej więcej co 90-100 lat, a jej przelot widziany jest z Ziemi gołym okiem, co stanowi raczej dla każdego człowieka a nie tylko dla pasjonatów astronomii niesamowity widok. Następny przelot Komety Halleya ma odbyć się 28 lipca 2061 roku.

Kometa Halleya:

Kometa McNaughta: