UNIVERSUL- Definiie- Caracteristici- Macrostructuri- Mezostructuri- Materia interstelara

Din lumea noastr mic, privim oceanul cosmic de mii de ani!

DEFINIIEUniversul sau Cosmosul constituie un spaiu ale crui limite sunt imperceptibile i n care materia se afl organizat n structuri i forme n stadii diferite de evoluie. De-a lungul timpului, dar mai ales n ultimile decenii, limitele spaiului cunoscut sau deprtat tot mai mult pe msura perfecionrii instrumentelor de observaie i a lrgirii cmpului informaionalAstronomii folosesc pentru acest spaiu, temenul de Univers observabil sau Metagalaxia. El ar constitui o parte redus a Universului n care se afl stele, galaxii ce sunt detectate prin recepionarea radiaiilor emise de ele. Dincolo de Universul observabil s-ar afla Universul fizic (nconjoar pe cel observabil), un spaiu n care corpurile sau structurile cereti nu pot fi urmrite direct, prezena lor este presupus datorit influenelor pe care le exercit asupra unor structuri observabile

Sisteme de corpuri cereti vzute din emisfera sudic terestr

CARACTERISTICIUniversul este considerat transparent, caracteristic pe care a dobndit-o la cca un milion de ani de la Big Bang.Universul este omogen, la scara lui, diversele componente apar distribuite uniform.Volumul Universului este apreciat la 1080m, iar masa -2,5 x 1054 kg Densitatea este de foarte mic, situaie care mpinge la supoziia c apare ca vid. Precumpnesc atomii de H, He i cei de O, C, N.He.n Univers acioneaz patru fore: gravitaia, fora electromagnetic, fora nuclear i fora slab

gravitaia st la baza relaiilor dintre corpurile cereti (stele, planete, satelii). Mrimea forei de atracie dintre corpuri este direct proporional cu masele lor i invers proporional cu ptratul distanei dintre ele.fora electromagnetic influeneaz particulele cu sarcin electric i determin emisia de unde radio i radiaii luminoase; valoarea ei este mai mare, dect cea a gravitaiei;fora nuclear i fora slab sunt prezente la nivelul atomic i respectiv al particulelor elementare. Prima este de sute de ori mai puternic n raport cu cea electromagnetic, dar acioneaz pe un spaiu extrem de limitat; se manifest n ansamblul reaciilor nucleare din stele. Cea de a doua este mai slab, dect cea nuclear. Aciunea acestor fore a impus n procesul evoluiei Universului, concentrarea materiei i de aici individualizarea unor structuri cosmice cu dimensiuni diferite. ntre acestea, importante sunt galaxiile, planetele, stelele, sateliii, cometele.

MACROSTRUCTURIn cadrul Universului, componenta de baz, cu cea mai mare frecven este galaxia; cele 100 de miliarde de galaxii din Universul observabil se asociaz n grupuri numite roiuri i superroiuri de galaxii Galaxiile - sunt sisteme cosmice care se caracterizeaz prin:au n componena de la sute de milioane pn la miliarde de stele de tipuri diferite, sisteme solare, nebuloase gazoase, pulberi, atomi i particule elementare dispersate.au o micare de rotaie n jurul axei mici iar n funcie de vitez de rotaie, ele prezint o turtire mai mare sau mai mic.masa galaxiilor variaz ntre un miliard i 1000 de miliarde mase solare ; masa medie este de 100 miliarde mase solare.densitatea scade din centru spre periferia galaxiei.viteza de deprtare a unora, fa de celelalte este cu att mai mare cu ct sunt la deprtri mai mari.

Clasificarea cea mai cunoscut este cea conceput de E. Hubble care a avut drept criteriu forma. Conform acestuia se disting: galaxii spirale, galaxii eliptice, galaxii neclarificate i galaxii neregulate.galaxii spirale reprezint 62% din total, fiind cele mai numeroase; sunt turtite, au nucleul sferic i braele spirale, aplatizate, de unde i forma discoidal. Nucleul este alctuit din stele btrne i materie interstelar, iar braele sunt ntre dou i apte i au o deschidere diferit.galaxii eliptice sunt mai puin numeroase (doar 23%), mai evoluate, dar au dimensiuni variabile, turtire diferit n funcie de viteza de rotaie. Culoarea lor este roie pentru c stelele sunt btrne.galaxii neclarificate (12%) i galaxii neregulate (2% din total) care sunt tinere; au nucleu i form neregulat datorit vitezei de rotaie mare.Grupul de galaxii (Clustere) - reprezint un sistem alctuit din galaxii, cu mrimi i forme diferite, distribuite neuniform (ex. Galaxia noastr mpreun cu Andromeda i Triunghiul i cu 20 de galaxii mici formeaz "Grupul galactic local").

Roiurile de galaxii (Superclustere) - conin grupuri de galaxii. Se disting roiuri deschise cu form neregulat i o slab concentrare spre centru i globulare cu structur compact i concentrare de galaxii pe centru Superoiurile de galaxii - sunt formate din cinci pn la 40 de roiuri de galaxii. Zona central este ocupat de o galaxie monstruoas, cu o mas echivalent cu cea a mai multor sute de galaxii normale, celelalte galaxii ale superroiului graviteaz n jurul ei pe traiectorii n spiral, apropiindu-se de centru unde sunt captate de galaxia monstruoas.

MEZOSTRUCTURILERoiuri de steleSunt grupuri de stele (sute, mii, sute de mii), ntre care exist fore de atracie i care au origine, vrst i compoziie chimic apropiat (difer prin mas). La un roi se remarc un nucleu, cu densitate mare dat de prezena unui numr mare de stele; nconjurat de o zon larg cu stele mai puineSe disting dou tipuri:- roiuri deschise, neregulate, srace n stele (zeci sau sute de stele), cu diametre de civa parseci (ex. Ursa Mare)- roiuri globulare, cu o mare concentrare de stele (zeci sau sute de mii de stele). Au diametre de pn la 100 pc. i frecvent o form sferic.

ROI DE STELE

Stelele

Sunt corpuri cereti gazoase, sferice, cu temperaturi enorme i lumin proprie. n ele este concentrat cea mai mare parte a materiei din galaxii i deci din Univers. Au luat natere dup formarea galaxiilor sau concomitent cu galaxia, prin concentrarea local a unei pri din materia acesteia. Pot fi observate peste 1 milion de stele dar se apreciaz c n Univers sunt posibile cca 10 la a 23.

- luminozitatea reprezint energia emis de o stea pe secund variaz ntre 10 la a 6 i 10 la -6, n raport cu cea a Soarelui. Depinde de mrimea i temperatura stelei.- temperatura stelelor este cea recepionat de la atmosfera acestora i variaz frecvent ntre 2500 K i 50.000 K. Stelele ale cror temperaturi sunt sub 6000 K sunt considerate stele reci, iar cele la care aceasta este mai mare stele fierbini.- culoarea depinde de temperatur, variaz ntre albastru i rou.- compoziia chimic: 70% - 75% H, 20 25% He, 5% alte elemente.- structural se disting: atmosfera stelar i interiorul stelei. . - vrsta stelelor variaz de la 1 2 milioane ani la peste 10 miliarde ani

Tipuri de stele

Sunt difereniate n funcie de luminozitate, temperatur, compoziie chimic, evoluie.- Stele normale cu o mas de 1-20 mase solare, raz de 0,5-5 raze solare, au o evoluie lent.- Stele gigant cu o mas de 30-50 mase solare, raze de la 10 la 150 raze solare, luminozitate peste 100 de ori luminozitatea Soarelui.- Stele supragigant au luminozitate ce ajunge la 10.000 de ori luminozitatea Soarelui, raze care depesc de 1000 de ori raza Soarelui, au cea mai scurt via.- Stele pitice cu dimensiuni mici, dar cu masa apropiat de cea a Soarelui.- Pulsari sunt stele aflate n faza final de evoluie; au rezultat prin explozia unei stele gigant sau supergigant. Diametrul pulsarilor este de civa kilometri, masele lor sunt mai mari dect masa Soarelui.

- Gurile negre sunt nuclee de stele explodate, dar n care densitatea este att de mare nct gravitaia puternic mpiedic emiterea de radiaie luminoas, devenind invizibile. - Novele reprezint un episod termonuclear al unor stele normale sau pitice aflate n stare trzie de evoluie. - Supernovele corespund unui moment termonuclear din finalul evoluiei unei stele gigant.

SupernovGaur neagr

MATERIA INTERSTELARSpaiul dintre stele dintr-o galaxie nu este "gol", ci conine materie rarefiat sub form de gaze, praf, particule subatomice. Acestea reprezint cca 2% din masa galaxiei, restul fiind concentrat n stele. Gazele cu ponderea cea mai mare sunt formate din ioni, atomi, molecule ionizate de oxigen, carbon, hidrogen, oxidril dar i nuclee de elemente grele. Cele uoare au o provenien dubl din materia cosmic iniial i din explozia supernovelor, pe cnd cele grele au rezultat n urma exploziilor stelelor gigant. Rspndirea gazelor nu este uniform; exist concentrri sub form de nori gazoi aflai la o oarecare deprtare de stelele fierbini care prin radiere le alimenteaz i nori la distane foarte mari fa de pulsarii rezultai prin mprtierea materiei prin supernove. Pulberile sunt reprezentate de particule submicronice (cristale de ghea, grafit) amestecate n mase de gaze provenite n urma exploziilor stelare. Au temperatur redus (cteva zeci de grade Kelvin). Norii cu concentrare mai mare de pulberi formeaz nebuloase pulverulente. Cei mari, prin evoluie, prin concentrare i reacii chimice (hidrogenul favorizeaz realizarea de molecule de ap, amoniac, metan, hidrocarburi care se acumuleaz pe particulele solide prfoase) pot genera structuri complexe de tipul protostelelor.

n spaiul interstelar este prezent i radiaia cosmic, alctuit din particule elementare electrizate ce se deplaseaz cu vitez mare i care a ajuns aici din afara galaxiei stelelor respective.

n spaiul galactic, radiaia este activizat prin emisiile i exploziile stelare. O parte din ea este i radiaia de fond, un rest din etapa primar (radiativ) a evoluiei Universului.

Ciocnirea radiaiei cosmice cu diverse particule, atomi din atmosfera Pmntului, duce la diverse reacii, dezintegrri, n urma crora rezult particule elementare de tipul mezonilor, cuante, pozitroni, protoni, neutroni de energie mare ce pot ajunge la nivelul suprafeei terestre.