Astronomi

Fysikprojekt: Astronomi

Astronomi betyder egentligen ”stjärnkunskap” (astron = stjärna, nomi = kunskap) men har sedan namnets tillkomst kommit att behandla det mesta som sker/gäller utanför jordens område, dvs. rymden.
Astronomin är mycket viktig för oss då dess upptäckter kan ge vetenskapliga svar på frågor så som hur jorden och världen skapades och undersöka om det är möjligt att bo på andra planeter och på andra sätt lyckas få fram metoder att förutse mänsklighetens framtid ur en sådan synpunkt.
Noggranna studier av planeter och himlafenomen är inget nytt utan har i själva verket använts för att beräkna tid, bestämma när en månad respektive ett år börjar och slutar och så vidare. Det finns skrifter med astronomisk betydelse som är så gamla som 4000 år.
Det är bland annat tack vare sådana anteckningar och ristningar som man har kunnat placera in olika kulturer och händelser i en någorlunda kronologisk ordning.
De stjärnsamlingar som vi talar om som stjärnbilder skapades ursprungligen av praktiska skäl för att människor lättare skulle kunna orientera sig fram under årets mörkare tid och för att skepp skulle kunna navigera innan en välfungerande kompass uppfanns.
Något som är annorlunda med astronomin jämfört med många andra vetenskaper är att många nya upptäckter görs av amatörer som ser tidigare okända kometer och novor innan ett observatorium gör det.

Med en himlakropp menar man en kropp som kan ses från jorden men även ligger utanför jordens egen atmosfär. Det innebär att planeter, stjärnor, månar, asteroider, kometer och meteoriter alla är olika former av himlakroppar samt att galaxer och solsystem räknas som samlingar av flera himlakroppar.
Det kan emellanåt vara svårt att skilja mellan olika objekt i rymden men en enklare förklaring av dem är:

- En meteorit är en klump av järn och/eller sten som har fallit från rymden ner på jordens yta. De kan vara alltifrån pyttesmå bitar till stora block i fråga om storlek.
- En komet är en vagt lysande himlakropp som består av en oftast rund boll (ett ”huvud”) samt en svans. Det är egentligen bara huvudets kärna som står för lyskraften som gör det möjligt för oss att se kometen.
- En nova är en sorts stjärna som snabbt växlar i ljusstyrka under ett tag. Det gör att en normalt sett svagt lysande stjärna under en tid kan lysa lika starkt som en ”stark” stjärna.
- Ett svart hål är en form av himlakropp som man egentligen inte har bevisat finns men uträkningar har gett svaret att det borde finnas något sådant. Anledningen till att det då fått det namn det har är att det skulle ha ett så starkt gravitationsfält att varken ljus eller något annat överhuvudtaget skulle kunna lämna/avges från det (därav ”svart”) och att allt som kom för nära det skulle sugas in i det utan möjligheter att undkomma då hålets gravitationskraft skulle vara enormt starkt (därav ”hål”).
- En asteroid är ett slags småplanet som kretsar runt solen i sin egen bana och som kommer från asteroidbältet som passerar mellan Mars och Jupiter. Forskare studerar vissa av de större asteroiderna/småplaneterna som till exempel Ceres och Vesta för att lära sig hur en planet såg ut i början och hur den sedan utvecklas, det är bland annat på grund av sådan forskning som vi vet så mycket som vi faktiskt gör om jordens historia före mänsklighetens tid.
- En galax är inte det samma som ett solsystem, utan i själva verket är det ett stjärnsystem. Det finns flera galaxer men bara ett solsystem som vi känner till, vårt eget. Vårt solsystem ligger i galaxen Vintergatan men tar bara upp en liten del av den så galaxen är diskusformad och har en diameter på cirka 100 000 ljusår (vi befinner oss 30 000 ljusår från dess centrum). En galax består av ett stort antal stjärnor, gas- och stoftmoln som hålls samman av gravitationskrafter. Galaxer kan se väldigt olika ut, det finns en som kallas för ”Sombrerogalaxen”, ni kan ju gissa vilken form den har? Oftast delas galaxerna dock in i kategorierna spiral eller elliptiskt formade, men det finns även oregelbundna former.

Himlafenomen som t.ex. norrsken och solförmörkelser är något som kan intressera såväl amatörer som yrkesmän då de kan ses av alla även utan utrustning, eller med enbart en kikare. Men sedan finns det också himlafenomen som bara kan ses genom avancerade teleskop och studeras av yrkesastronomer.Exempel på olika himlafenomen är:

- Förmörkelse, som är när en himlakropp blockerar ljusets väg från en himlakropp till en annan. Solförmörkelse är ett exempel då månen står i vägen för ljusets bana mellan solen och jorden vilket gör att man antingen kan se en del av solen eller ingenting alls förutom koronan (ett hett, tunt ytskikt runt solen), beroende på om det är en total eller partiell förmörkelse. Skillnaden är att en total förmörkelse bara finns just där månens ”skugga” träffar jorden medan en partiell förmörkelse syns överallt där solen är uppe. Månförmörkelse är en annan sorts förmörkelse då jorden istället lägger sig emellan solen och månen och gör att månen antingen blir helt eller delvis mörklagd.
- Polarsken (samlingsnamn på syd- och norrsken), som är resultatet av energirika elektroner som faller från rymden mot jorden och kolliderar med atomer och molekyler i atmosfären vilket till sist ger överskottsenergi som avges genom en ljusemission och blir norrsken.
- Solfläckar, de är punkter på solen som har en lägre temperatur än resten av solen vilket gör att de ser mörkare ut än det hetare området runt omkring dem.
- Stjärnfall (kallas också meteor), som är det ljusstreck som bildas när en meteor mycket snabbt faller in i jordens atmosfär och krockar med dess atomer och upphettas vilket gör att ljus utvecklas. OBS! Tänk på att en meteorit och en meteor inte är samma sak, en meteor = förstadiet till en meteorit, meteoren tränger igenom atmosfären och bildar ljusfenomen och när den träffar jordytan kallas den meteorit.
- Meteorskurar, som innebär att flera meteorer ”faller” samtidigt, detta sker under samma tid varje år och det finns fem stora meteorskurar som man med lätthet kan se utan kikare. Dessa har fått sina namn efter de stjärnbilder ur vilka de uppträder.
- Magnetiska stormar, de är egentligen inga synbara himlafenomen men de följs oftast av norrsken och kan störa gamla former av elledningar. Stormarna skapas genom att antalet laddade partiklar i magnetosfären (den närmaste rymden omkring jorden) ökar, till följd av en form av aktivitet från solen. Detta kan pågå i något dygn och som sagt orsaka el-problem i gamla ledningar då elektriska flöden förs in i dem.
- Månfaser, som kommer i form av nymåne, fullmåne och stadierna emellan dem. Anledningen till att det ser ut som om månen blir mindre/större är att solen och månen står i olika förhållanden mot varandra under de tiderna vilket gör att det blir ”fullmåne” då solen belyser hela den sida som är vänd mot jorden och alltså nymåne då solen lyser upp hela den sida som är vänd ifrån jorden och inte ett dugg på den jordtillvända sidan.
Från jorden kan man se fem (de mellan solen och jorden) av de åtta erkända planeter som finns i vårat solsystem. De åtta planeterna är från solen räknade:

Merkurius
Venus
Jorden (Tellus)
Mars
Jupiter
Saturnus (som faktiskt kan ses under större delen av natten vid årets slut)
Uranus – upptäcktes 1781
Neptunus – upptäcktes 1846
Pluto - upptäcktes först år 1930!
(Numera ser dock vissa på Pluto som ett ”bihang” till Neptunus istället för som en planet då den inte riktigt uppfyller de förutsättningar som normalt gäller för en planet.)

I rymden räknar man inte avstånd i meter utan i enheter så som astronomiska avståndsenheter (a.e.), som används när man talar om något som ligger inom vårt solsystem och ljusår som används om något befinner sig utanför vårt solsystems gränser.
1 a.e. (internationellt använder man 1 ua) är ungefär detsamma som medelavståndet mellan jorden och solen, eller mer exakt avståndet mellan solens tyngdpunkt och månen + jordens gemensamma tyngdpunkt. Detta avstånd är ca 150 Gm långt.
Med 1 ljusår menar man den sträcka ljuset färdas i vakuum under ett helt år och det innebär alltså att: 1 ljusår = c * t, där c = ljusets hastighet och t = 1 år. 1 ljusår = 63 240 a.e. ≈ 9,46 Pm

Gravitationskrafter håller ihop solsystemet och formar dess banor. Gravitationskraften ökar ju större en kropp är och då solen är den kropp som har störst massa och volym kretsar de andra planeterna runt den. Dessutom beror ju gravitationen på avståndet mellan två kroppar, större avstånd = mindre gravitationskraft. Det gör att månarna kretsar runt planeter som i sin tur kretsar kring solen som snurrar runt sin egen axel. Det är bland annat det som ger antagandet att det kan finnas fler solsystem ute i rymden någonstans, om det bildades fler kroppar i Big Bang som flög längre bort av urladdningen borde gravitationslagen göra att även de skulle kunna vara samlade i någon form av solsystem.

Källor:
NE, National Encyklopedin
Astronomi – en bok om universum (2003), av Claes-Ingvar Lagerkvist & Kjell Olofsson

Fotnot 1: Inom astronomisk litteratur används ofta enheten parsec (pc) som har att göra med avståndet som jordbaneradien upptar en vinkel av en bågsekund. 1 pc = 206 265 a.e. = 3,26 ljusår.
Fotnot 2: Färgerna i den starkare regnbågen är utifrån och in sett; rött, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett.
Fotnot 3: En känd komet är Halley’s komet som kan ses från jorden ca vart 76: e år. Senast den sågs var 1986 så håll ögonen öppna omkring år 2062 eller däromkring.
Fotnot 4: Om någon är intresserad av att ha en chans att se en meteorskur (beroende på vädret) så förkommer de:
3-4 januari (Quadrantiderna, 150 meteorer/h) 17 november (Leoniderna, 50 meteorer/h)
20-21 april (Lyriderna, 50 meteorer/h) 13-14 december (Geminiderna, 150 meteorer/h)
12-13 augusti (Perseiderna, 200 meteorer/h)