Linnutee (0)

Gustav Adolfi Gümnaasium
Linnutee
Referaat

Karl Kahm

10a klass
Juhendaja : Jana Paju
Tallinn 2010
Sisukord

• Sisukord lk 2
  
• Sissejuhatus lk 3
  
• Astronoomia lk 3
  
• Linnuteed uurinud astronoomid lk 3
  
• Galaktika definitsioon lk 4
  
• Linnutee tekkimine lk 4
  
• Linnutee tähesüsteem lk 4
  
• Linnutee galaktika tuum lk 5
  
• Päike lk 5
  
• Tähed lk 6
  
• Supernoova lk 6
  
• Tumeaine lk 7
  
• Gravitatsioon lk 7
  
• Linnutee otsene mõju maale lk 8
  
• Kasutatud kirjandus lk 9
  

Sissejuhatus
Linnutee on Galaktika (kr. k. „piimatee” või „ring”) ehk miljardite tähtede kokkusulanud valgus. Linnutee on spiraalikujuline. Linnutee on samuti ka koduks meie päikesesüsteemile ehk meie kodugalaktika. Meie planeet asub galaktika tasandi läheduses, ühe spiraalharu sisemisel serval , 34 000 valgusaasta kaugusel galaktika tuumast. Linnutee läbimõõt on 100 000 valgusaastat ja ta koosneb u. 200-400 miljardist tähest. Galaktika tuumaks on must auk. Meie päike tiirleb ümber galaktika tuuma kiirusega 250 km/s ja ta teeb täistiiru ümber keskme 200 miljoni aastaga. Kuna maalt saab vaadelda linnuteed vaid seestpoolt, paistavad tähed meile heleda vööna ning ainult heledamad tähed on meie jaoks eristatavad. Linnutee pole ainus galaktika universumis. Meie lähedal on veel näiteks Suur ja Väike Magalhãesi Pilv, mis asuvad 200 000 valgusaasta kaugusel. Lähim spiraalne galaktika meile on Andromeda udukogu , mis asub meist 2 miljoni valgusaasta kaugusel. [1]
Astronoomia
Linnuteed ning muid taevakehi uurib füüsika teadusharu astronoomia. Samuti uurib astronoomia universumit tervikuna ning muid kosmilisi objekte. Astronoomiat ei tohi sassi ajada terminiga astroloogia , mis uurib tähtkujusid. Astronoomia nimetus tuleb kreekakeelsetest sõnadest astēr (täht) ning nomos (seadus).[2] Astrofüüsikaks nimetatakse astronoomilisi uuringuid, mis on seotud füüsikaga. Tänapäeval samastatakse termineid astronoomia ning astrofüüsika nende suure seotuse tõttu. [3]
Linnuteed uurinud astronoomid
Linnuteed on uurinud praktiliselt kõik meie aja astronoomid, kuna linnutee mõjutab meid kõiki, kuna inimene on ise osa linnuteest. Esimest korda avastas Sagittarius A tähtkuju olemasolu teadlane Karl Jansky aastal 1930. Teadlane Erik Becklin avastas esimest korda Andromeda galaktikat uurides ka meie Galaktika keskpunktis asuva musta augu olemasolu. Tänu tema tööle said edasised teadlased uurida Galaktika keskpunkti , kuna just tema märkis ära musta augu asukoha. Tänapäeva kuulsaim teadlane Stephen Hawking on loonud teooriaid musta augu kohta. Astronoom Jan Hendrik Oort arvutas välja kauguse maalt Galaktika keskpunkti, arvutas Linnutee massi ning pakkus välja muid teooriaid taevakehade kohta. Nemad on vaid mõned teadlastest, kes on uurinud linnuteed. Inimkonda on alati huvitanud kosmos ning universum , milles me elame ning teadmiste otsingud ei lõppe meie jaoks kunagi. [4]
Galaktika definitsioon
Galaktikad on universumis väga suure hulga tähtede kogum. Galaktikad võivad olla kujult elliptilised, spiraalsed või korrapäratud. Peale tähtede sisaldavad galaktikad gaasi, tähtedevahelist tolmu ja tumedat ainet. Tumeaine on astronoomias ja kosmoloogias aine, millel on mass, kuid ei ole gravitatsioonilises vastastikmõjus muude taevakehadega.. Eeldatakse, et tumeaine moodustab umbes 80% tavalisest galaktikast, kuid selles ei saa keegi olla kindel, kuna tumeaimet ei saa otseselt vaadelda. Esimest korda pakkus tumeaine olemasolu välja 1934. aastal Šveitsi päritolu füüsik Fritz Zwicky. Ülejäänud 20% galaktikast koosneb tähtedest, gaasist ning tolmust. Galaktikaid hoiab koos gravitatsioon, mistõttu ka galaktikad tiirlevad oma keskme ümber. Galaktikad tekivad protogalaktikatest, mis on gaasipilved universumis. [1]
Linnutee tekkimine
Linnutee Galaktika tekkis levinuima teooria järgi suure paugu tagajärjel. See toimus umbes 13,7 miljardit aastat tagasi. Teoreetiliselt hakkas universum tihedast olekust plahvatuslikult paisuma ning tekkis universum, mida teame tänapäeval. Suur pauk polnud plahvatus nagu meie mõistes tänapäeval keemiline reaktsioon vaid ta oli mateeria , aja ning ruumi tekkimine singulaarsusest. Suure paugu teooria kohaselt oli universum teistsugune minevikus ning saab ka olema teistsugune tulevikus. Kunagi oli aine universumis nii tihe, et valgus selles vabalt levida ei saanud. Suurt pauku ei saa kirjeldada füüsikaseaduste järgi, kuna alles siis tekkis aegruum , mis defineerib meie füüsikat. Kreeka müüdi järgi tekkis Linnutee Galaktika Hera poolt maha aetud piimast. Inglise keeles on linnutee Milky Way (piimatee) ning Kreekakeelne sõna gala tähendab piima, kust tuli nimetus galaktika. [5]
Linnutee tähesüsteem
Vanadele eestlastele tundus tähevöö, mis tegelikult on galaktika, mis kulgeb enam-vähem põhjast lõunasse, teena lindudele rändamiseks. Linnutee läbib mitmeid tähtkujusid. Nendeks on Oroioni, Kaksikud, Sõnni, Veomehe, Perseuse, Kassiopeia ja Kefeuse tähtkujud. Luige heleda tähe Denebi kohal hargneb Linnutee kaheks. Suurem haru suundub Altairi juurde Kotka tähtkujus, väiksem Lüüra ja Maokandja tähtkuju, jätkudes ka taeva lõunapoolkeral. Kui meil õnnestuks Linnuteed tervikuna vaadelda, näeksime, et ta moodustab taevasfääril ligilähedase täisringi. Koos kogu tolmu ning tähtedega jne. moodustab Linnutee ketta , mille kuhjumist ümbritseb kroon ehk halo . [6]
Linnutee galaktika tuum
Linnutee keskmes asub must auk. Lihtsalt seletades, on must auk mingi asi, mille gravitatsioon on nii suur, et see imeb isegi valguse endasse (valgusel on ka mass ning gravitatsioon mõjutab kõiki massiga esemeid) . Seda tekitab suure massi olemasolu mingis piiratud ruumalas. Mustal augul on järelikult väga suur tihedus. Must auk koosneb singulaarsusest ning sündmuste horisondist. Must auk tekib, kui mingi väga suur taevakeha , näiteks piisava suurusega täht tekitab oma gravitatsiooni mõjul oma sisemuses nii suure rõhu, et taevakeha paokiirus , ehk väikseim kiirus, mis võimaldab mingi taevakeha või taevakehade süsteemi külgetõmbejõu mõjupiirkonnast lahkuda, hakkab lähenema valguse kiirusele . Musta augu keskel on punkt, mis on peaaegu lõpmatu tihedusega ning mida nimetatakse singulaarsuseks. Mustas augus , sündmuste horisondist seespool muutuvad meile teada olevad füüsikaseadused kehtetuks. Aeg ja ruum kaotavad oma tähenduse. Aeg ei liigu enam ainult edasi jne. Seega ei tea keegi, mis täpselt toimub musta augu sees. Kaob põhjus-tagajärg põhimõte ning valitseb kvantgravitatsioon. Tänapäevani pole väga palju teada mustadest aukudest ning füüsikud pole neid veel piisavalt uurinud. Üks maailma tuntuimatest füüsikutest, Stephen Hawking, on tõestanud, et mustad augud „auravad” ning kaotavad ajapikku oma osakesi. On loodud ka absurdseid hüpoteese, mida kindlaks teha on võimatu, nagu näiteks, et mustade aukude abil saab rännata ajas, tegu on väravatega, mis võivad meid transportida teistesse dimensioonidesse või siis, et mustad augud on nii-öelda „wormhole’id”. [7]
Päike
Tähtsaim osa Linnutee Galaktikast inimese jaoks on kindlasti päikesesüsteem, mille keskseks täheks on päike. Ta on maast keskmiselt 149,6 miljoni kilomeetri kaugusel. Päikese ümber tiirlevad Maa ning teised planeedid ning ka asteroidid , komeedid ja tolm. Meie päike on keskmisest tähest natuke kuumem ning suurem. Päikese pinnatemperatuur on 5778 Kelvinit, kuid päikese kroon on kuni 5 miljonit Kelvinit kuum. Päikese mass 1,9891×1030 kg (332 950 Maa massi) ja päikese raadius on 6,9599×108 m. Meie tähe keskmine tihedus on 1409 kg/m³. Päike koosneb vesinikust (73,46%) ja heeliumist (24,85%). Teisi elemente on päikeses 1,67% massi järgi. Päike annab soojust ja valgust termotuumareaktsioonides, muutes vesinikku heeliumiks . Päikese aine on enamasti plasmaolekus päikese väga kõrge temperatuuri tõttu. Kuna Päike ei koosne tahkest ainest, nagu näiteks maa, siis pöörleb ta diferentsiaalselt -- ekvaatoril kiiremini kui kõrgematel laiuskraadidel. Et Päikese pöörlemine on eri laiuskraadidel erinev, siis tema magnetvälja jõujooned põimuvad, nii et magnetvälja silmused purskuvad Päikese pinnalt välja, tekitades laike ehk "päikeseplekke", mis on jahedamad ja tumedamad kohad päikesel. Päikeseplekkide arv näitab päikese aktiivsust. [8]
Tähed
Täht on astronoomias valgust kiirgav taevakeha, mis koosneb plasmast. Plasma on ioniseerunud gaas . Tähtede kiirgusenergia tuleneb nende sees toimuvast tuumasünteesist. Tähti saab väga edukalt maalt vaadelda. Enamus tähti on meist väga kaugel ning nad paistavad ka läbi teleskoobi vaid väikeste täppidena. Tähed vilguvad näiliselt maa atmosfääri tõttu. Meile lähim täht on päike, mis paistab meile kettana, kuna ta meile nii lähedal on. Samuti kiirgab ta maale piisavalt soojust ja valgust elutegevuseks oma läheduse tõttu. Paljude tähtede vanuseks pakutakse miljard kuni 10 miljardit aastat. Tähti esineb varieeruvates suurustes. Näiteks võivad tähed olla paari kilomeetrise läbimõõduga neutrontähed või ka ülisuured hüperhiiud, mille läbimõõt on 1,6 miljardit kilomeetrit. Tähti uurib teadus stellaarastronoomia. Paljud tähed on gravitatsiooniliselt seotud teiste tähtedega, moodustades kaksiktähti või mitmiktähti. Universumis ei esine tähed üksi vaid nad on kogunenud galaktikatesse, nagu meie Linnuteesse. Tavaliselt on galaktikates sadu miljardeid tähti. Oma arengu lõppjärku jõudnud tähti nimetatakse supernoovadeks. [9]
Supernoova
Supernoova on oma arengu lõppjärku jõudnud täht, mille plahvatuse tagajärjel kasvab tähe heledus mitmeid kordi . Supernoova tulemuseks võib tekkida must auk või muu ülitihe objekt, nagu näiteks neutrontäht. Eraldunud energiahulk on võrreldav Päikese poolt kogu tema elu jooksul kiiratava energia hulgaga . Supernoova võib tekkida vaid väga suurtest tähtedest, meie päikesest kuni 10 korda suuremast tähest. Tavaliselt on supernoova põhjuseks tuumakütuse lõppemine tähe sisemuses. Sama võiks juhtuda päikesega, kui ta oleks suurem ning tal saaks otsa vesinik tuumas, mida ta kasutab termotuumareaktsioonidel. Ajaloodokumentide kohaselt on inimene palja silmaga näinud kaheksat supernoovat. Üks neist on SN1572 ehk Tycho Noova , (teadlase Tycho järgi, kes uuris seda noovat) mis oli supernoova Kassiopeia tähtkujus. Tegu on 1572 . aastal toimunud supernoovaga, mida peetakse astronoomias ajalooliselt tähtsaimaks sündmuseks, mistõttu algas astronoomias revolutsioon . „Uue tähe” sünd muutis antiikajast pärit mudeleid taevast, maast ning taevakehadest, mille järgi peeti tähti igavesteks ning püsivateks. Hakati koostama tähekaarte ning selleks leiutati astronoomiaks vajalikke uusi ning täpsemaid instrumente . Supernoova pälvis kõrgendatud tähelepanu ning isegi Inglismaa kuninganna Elizabeth küsis teadlastelt uue tekkinud tähe kohta. Supernoova heledus oli võrreldav planeet Veenuse heledusega taevavõlvil. Noova oli täielikult palja silmaga vaadeldav nähtus. 2008. aastal õnnestus teadlastel vaadelda Subaru teleskoobiga vaadelda supernoova valguse kaja, mis andis kinnitust supernoova olemasolust. [9]
Tumeaine
Tumeaine astronoomias on aine, mida ei mõjuta gravitatsioon või kiirgus ning mida on võimatu vaadelda elektromagneetilise kiirgusega. Tumeaine täidab kosmoses nii-öelda „tühja“ osa ning see avastati uurides galaktikate masse. Nimelt on kogu galaktika mass suurem kui taevakehade kogumass. Universumi massist moodustab arvatavasti 23% tumeaine. Esimest korda pakkus tumeaine olemasolu välja füüsik Fritz Zwicky, tehes arvutusi Linnutee Galaktika massiga. Tumeaine on tänapäeval tähtis kosmose kui terviku uurimiseks. Tumeaine pole mitte ainult tume vaid ka täiesti läbipaistev. Kuigi tumeaine olemasolu tundub loogiline, pole seda võimalik vaadelda ega ka sellega katseid teha, mistõttu on tumeaine olemasolu kontseptsioon vaid teoreetiline. Tumeaine teooria on levinuim teooria seletamaks anomaaliaid galaktikate massides, kuid pakutud on veel ka varieeruvate gravitatsioonide teooriaid. Teadlased arvavad , et enamus tumeainest ei koosne aatomitest, vaid pigem neutriinodest. Arvatakse, et tumeaine ei tekkinud suure pauguga . [10]
Gravitatsioon
Gravitatsioon on tähtsaim jõud Linnutee Galaktika kooshoidmiseks. Kogu Galaktika tiirleb ümber supermassiivse musta augu gravitatsioonijõu pärast. Gravitatsioon on massiga kehade omavaheline tõmbumine. Enim mõjutab see suure massiga kehi, gravitatsioon on tunduvalt nõrgem kui teised vastastikmõjude liigid. Gravitatsioon on samuti praktiliselt ainus jõud, mis taevakehi liikuma paneb, kuna gravitatsioon on unipolaarne ehk gravitatsioon väljendub vaid tõmbumises. Tõukumist pole veel gravitatsiooni puhul täheldatud. Arvatakse, et gravitatsiooni kannab gravitatsiooniväli, mida tekitab aine. Kvantfüüsikud on pakkunud, et on olemas osake nimega graviton, mis tekitab gravitatsioonijõudu, kuid selle osakese olemasolu pole veel tõestatud. Arvatakse veel, et gravitatsioonivälja liikumise kiirus on võrdne valguse liikumise kiirusega vaakumis . Siiski on gravitoni ning gravitatsioonivälja olemasolu vaid teoreetiline ning laboris pole veel suudetud tõestada nende olemasolu. [11]
Linnutee otsene mõju maale
Peale selle, et Linnutee Galaktika on koduks inimestele, on teadlased avastanud, et tähtkujudel, horoskoopidel ning astroloogial on tõepoolest otsene mõju elule maal. On avastatud, et maa liikumine mööda Linnuteed on mõjutanud läbi aegade ka maa liigistikku. Eri liiki loomade väljasuremine ning tekkimine pole mõjutatud vaid evolutsiooni poolt ning hiljutised uurimused on tõestanud, et astroloogia kaudu võime me leida vastuseid küsimustele, millele evolutsioon pole vastuseid leidnud. Fossiile uurinud teadlased avastasid , et liigirohkus on tõusnud maal iga 62-miljoni aasta tagant. Suured väljasuremised on samuti mõjutatud selle tsükli poolt. Tuleb välja, et päike liigub üles-alla Linnutee Galaktikas iga 64-miljoni aasta tagant, mistõttu arvatakse, et elutsüklit mõjutavad kosmilised tegurid. Kui päike jõuab 64-miljoni aasta möödudes Linnutee ääreni, hakkavad teda tabama kosmilised kiired, mis tekitavad pilvi (maa jahtub tervikuna), osoonikihi hävimise ning elu väljasuremise. [12]
Kasutatud kirjandus

http://seds.org/messier/more/mw.html

http://space.about.com/od/astronomybasics/a/Astronomy.ht m

http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=30

http://cnr2.kent.edu/~manley/astronomers.html

http://www.umich.edu/~gs265/bigbang.ht m

http://www.miksike.ee/documents/main/lisa/4klass/1kosmos/linnutee.ht m

http://csep10.phys.utk.edu/astr162/lect/active/smblack.html

http://www.solarviews.com/eng/solarsys.ht m

http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Sect20/A5.html

http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/dark_matter.html

„FÜÜSIKA X KLASSILE I OSA MEHAANIKA “ Indrek Peil , Tallinn, 2001

http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2009/03/life-in-the-mil.html
9