Астрономија

Када ће број звезда бити максималан?

Када ће број звезда бити максималан?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

У свемиру постоји отприлике „кртица“ звезда. Википедиа наводи процену од $ 3 пута 10 ^ {23} $ мада је број повезан са неком дебатом и несигурно.

Желео бих да знам да ли постоје процене када ће се број звезда у свемиру максимизирати. Да ли се очекује да ће се асимптотички повећати до неког максимума или ће достићи врхунац, а затим се смањити.

Претпостављам да би ово могло зависити од тога шта се подразумева под дефиницијом „звезда“, ако се рачунају смеђи или црни патуљасти објекти или не. Не желим унапред да прецизирам, вероватније је да ће добар, добро обавештен одговор садржати ове информације.


ТЛ; ДР Негде између сада и неколико стотина милијарди година. (За звук који се истовремено креће) Сад читајте даље.

Ако су укључени звездани остаци, онда је одговор заиста далеко у будућности ако и када састојци бариона почну да пропадају. Па претпоставимо да „звезде“ означавају оне ствари које су у реакцијама нуклеарне фузије да би ојачале своју светлост. Даље претпоставимо да функција звездане масе, ($ Н (м) $ је број звезда по јединици масе) који видимо у суседству Сунца репрезентативан је за популације у свим галаксијама у сваком тренутку (тешко започети, а да се то не претпостави).

Број рођених звезда једнак је збиру током времена (интеграл) и преко масе $ Н (м) $ помножено са брзином којом се маса претвара у звезде у запремини свемира $ Пхи (т) $.

Затим треба да одузмемо збир током времена и масе стопе звездане смрти у истој запремини која долази. Стопа звездане смрти је стопа звезданих рођења одједном $ т- тау (м) $, где $ тау (м) $ је масни животни век звезде. Занемарујемо пренос масе у бинарним системима и претпостављамо да се вишеструки могу третирати као независне звездане компоненте.

Дакле, број звезда у времену $ т $ је приближно $$ Н _ * (т) = инт_0 ^ {т} инт_м Н (м) Пхи (т ') - Н (м) Пхи (т' - тау (м)) дм дт '. $$ Да бисмо пронашли где је ово максимум, разликујемо се у односу на време, а затим изједначавамо са нулом. тј. Тражимо време када су звездане стопе рађања и умирања исте.

Намеравао сам (и можда још увекћу) покушати неку врсту аналитичке апроксимације, али Мадау и Дицкинсон (2014) су то учинили боље и узели у обзир металну зависност животних векова и хемијску еволуцију галаксија. Стопа формирања звезда достигла је врхунац пре око 10 милијарди година, сада је више од реда величине и експоненцијално се смањује са временском константом од 3,9 милијарди година.

Интегрисана звездана маса приказана је на њиховој слици 11 (приказана доле). И данас се повећава, али врло ниском стопом и јесте не прошао кроз максимум. Разлог томе је што већина звезда има масе 0,2-0,3 Сунчеве масе и животни век много дужи од старости свемира. Чак и ако се ове звезде додају врло споро, њихова смртност је тренутно нула.

Ако би се настајање звезда наставило на ниском нивоу, број звезда би почео да се значајно смањује тек када звезде близу врха функције звездане масе, које су рођене у најраније време, почну да умиру. Животни век звезде са Сунчевом масом од 0,25 је око трилион година (Лаугхлин ет ал. 1997).

С друге стране, ако је формирање звезда престало Сада тада би број звезда одмах почео да се смањује.

Можда бисмо могли да тврдимо да ће се тренутни експоненцијални пад наставити и да ће врхунац доћи за следећих неколико милијарди година када звезде од 0,8-0,9 Сунчеве масе почну да умиру. Међутим, то је футурологија с обзиром да немамо теорију првих принципа која објашњава временску зависност формирања звезда, па верујем да је најбољи одговор који се може дати негде између сада и неколико стотина милијарди година.

Имајте на уму да овај одговор претпоставља звук који се истовремено помера. Ако се постављено питање формулише у терминима посматраног универзума, зато што је број звезда скоро достигао висораван, онда се одговор приближава којој год старости је запремина посматраног универзума максимизирана. Кажем „близу“, јер морате да узмете у обзир да посматрани универзум укључује звезде у пресецима даљине у свим космичким епохама. Не желим да подузмем овај ужасни прорачун, али имајте на уму да тренутни конкорданце космолошки модел омогућава да се наш посматрани универзум полако повећава са око радијуса од 45 милијарди светлосних година до око 60 милијарди светлосних година у далекој будућности Давис & Линевеавер 2005, и ово може надокнадити полагани пад броја звезда у закретној запремини која се креће.


Објасните ми шта је ФВХМ?

Збуњен сам. Шта значи пуна ширина, половина мере? Како да то применим на своје сликање, када, на пример, користим СхарпЦап и имам могућност примене ФВХМ на своје опције слагања?

# 2 Бигдан

Верујем да се то односи на фокусирање. Када сликам, имам две механичке методе фокусирања: маску Бахтинов и низак ФВХМ број који приказује мој софтвер за управљање камером. Доследно, када фокусирам ЦЦД помоћу маске Бахтинов, примећујем да када фокусирам, ФВХМ је на најнижој вредности. Нисам то стварно проверио. За слагање користим Дееп Ски Стацкер и прво региструјем своје слике. Даје резултат, а слику са највишим резултатом користим као референтну слику. Нисам проверио да ли постоји корелација између највишег и најнижег ФВХМ-а, али мислим да се узимају у обзир и други фактори.

# 3 сисцоре

Збуњен сам. Шта значи пуна ширина, половина мере? Како да то применим на своје сликање, када, на пример, користим СхарпЦап и имам могућност примене ФВХМ на своје опције слагања?

# 4 толгагумус

3Д звездасти профил донекле личи на звоно. ФВХМ је ширина звона на његовој средњој тачки, дакле "половина". У све практичне сврхе желите да овај број буде што мањи. Како звезда излази из фокуса, облик звона постаје све дебљи, а средња тачка постаје већа у пречнику.

Послато са мог САМСУНГ-СМ-Г870А користећи Тапаталк

# 5 Зебенелгенуби

Збуњен сам. Шта значи пуна ширина, половина мере? Како да то применим на своје сликање, када, на пример, користим СхарпЦап и имам могућност примене ФВХМ на своје опције слагања?

Вау, то је изврсна дискусија о томе шта се догађа на астро слици. Хвала на референци.

# 6 Јон Риста

ФВХМ је заправо пуна ширина на пола максимума, што указује да је то ширина звезданог профила на пола пута до врха. Ево примера пресека велике звезде (а можете видети много мање звезде као шиљке на плохи око велике криве звона), а ја сам означио где је ФВХМ на половини висине звезде:

Звезда достиже врхунац на 4000 АДУ, средњи ниво позадине је око 700 АДУ, што чини половину максимума 2350. „Пуна ширина“ је ширина између две црвене стрелице, на тој половини максималног нивоа. То је стандардна мера величине звезде.

# 7 фреестар8н

А за људе који први пут уче о ФВХМ - следеће питање је - како се ФВхм разликује са интензитетом звезде? Звезде можете погледати на слици, а светле су много „веће“. Али у ствари - све док звезде нису засићене, ширина струје је приближно иста - без обзира на сјај. То је зато што ће светлија звезда бити виша и „шира“ у целини - али и даље задржава исти облик профила.

Како се профил повећава, расте и „струк“ где мерите ширину звезде (која је на пола пута до максималног интензитета) - и остаје приближно исти.

Дакле, фвхм треба да буде константан без обзира на интензитет звезде - и зато је то добра мера оштрине и квалитета фокуса / гледања / вођења.

# 8 Јохн Миеле

То је сјајно објашњење и одговор на оно мучно питање које сам имао о томе да ли треба да бринем о осветљености приликом процене фвхм!

# 9 Јон Риста

Вероватно би требало истаћи, јер пример који сам поделио одступа од описа Франкса. да ће врло велике звезде, чак и ако нису засићене (звезда у мом примеру изнад, велика, ВРЛО СВЕТЛА звезда Гамма Цас), често имати знатно веће ФВХМ-ове од „просечне“ звезде у кадру. Можете видети много других скокова у заплету на горњем снимку екрана. то су мање звезде просечне величине око Гамма Цас-а. Можете видети да су на њиховом ФВХМ-у сви приближно исти, што се поклапа са оним што је Франк рекао.

Обично, приликом мерења ФВХМ, алат који користите за то имаће нека средства за конфигурисање на нивоу осветљености за одсецање израчуна. Неки такође имају поставку црне тачке. Они се могу користити за подешавање алгоритма тако да изгледа исправне информације које ће вам дати корисне резултате.

# 10 фреестар8н

Јон - они пре личе на звучне буке него на звезде.

# 11 Јон Риста

Јон - они пре личе на звучне буке него на звезде.

Прилично сам сигуран да су звезде, јер је на слици низ врло малих звезда расутих у непосредној близини саме Гама Цас. Ово су подаци који су калибрисани, козметички очишћени како би се елиминисали остаци врућих пиксела и интегрисани са винсоризованим одсецањем сигме. Профил буке је прилично чист. тако да би једини класови требало да буду звезде. Ово је такође било из прилично кратких подморница, 90 секунди, и већина звезда, осим Гамма Гас-а, прилично је мала. неколико пиксела у ширини.

Уредио Јон Риста, 21. новембра 2016. - 16.30.

# 12 сцхмеах

Па да ли ви добијате нешто ниже ФВХМ-ове са Ха старфиелдс-има него са осветљеношћу, чак и кад су снимљени исте ноћи под истим условима и оптималним фокусом? А ако јесте, шта то објашњава? Да будем искрен, нисам сигуран да верујем у поузданост ФВХМ, мерења ексцентричности / заобљености нити у корелацију између ових мерења и РМС грешке у вођењу. Или барем не са софтвером који користим (ЦЦД стек и Маким ЛЕ).

# 13 Јон Риста

Дерек, мислим да је главни разлог што су звезде НБ обично мање што су уски делић спектра, тако да заправо могу бити фокусирани боље од читавог спектра (тј. Л филтер). Л филтер фокусира сву светлост од 700 нм до 390 нм, па ће чак и врло добар опсег и даље имати одређену дисперзију на једној или другој таласној дужини. Дакле, чак и уз најбољи могући Л фокус, звезде ће и даље имати већи ФВХМ него што то говори Ха филтер. Помоћу Ха филтера фокусирате врло специфичан и узак опсег таласних дужина, тако да не морате да бринете о дисперзији у другим таласним дужинама.

Што се тиче мерења ФВХМ и како они корелирају са водећим РМС-ом. Водич РМС је један од многих фактора који утичу на замућење. Обично покушавам да израчунам који су моји најбољи могући ФВХМ користећи ову формулу:

ФВХМ = СКРТ (Сееинг ^ 2 + Давес ^ 2 + ГуидеРМС ^ 2 + ИмагеСцале ^ 2)

Постоје додатни фактори замућења, а они могу произаћи из разних ствари. Нископропусни филтер на ДСЛР-у може да унесе значајна замућења. Ветар може да уведе замућење. Можда је боље раздвојити ГуидеРМС и од ТрацкингЕррор, мада их тежим да их увијем у један. Филтери ће представити сопствену замућеност. А, оптичке аберације ће додати мало замућења. Обично идем са Давесом, јер не знам ни један једноставан начин да израчунам какву замућеност могу да додају разне аберације (иако може бити не тривијална и може се сматрати кључним извором грешке у овом прорачуну, када каже вам да би ваш ФВХМ требао бити 2 ", а ви мерите 3".)

У мом случају, чини ми се да виђам у просеку око 1 "или нешто више, Давесова граница мог опсега је 0,76", РМС водича ми је обично у просеку око 0,65 "(мада је ових дана ивица ближе 0,55", па ћу можда морати да променим свој прорачун), а скала моје слике је 1,3 ". Са овим бројевима израчунавам најбоље могуће ФВХМ од 1,92". Мјерим ФВХМ у распону од око 2,1 "до 2,5" од већине мојих података, и опћенито изгледа да падају око 2,3-2,4 ". Знам да моје сочиво има неку сферну аберацију и чини ми се да има мало ЦА , мада не много. То несумњиво објашњава неке додатне замућења у мојим стварним мерењима. Остало би могло бити да је виђење лошије него што мислим, и сигуран сам да ветар игра улогу, јер увек имам лагани ветар на најмању руку.


Мерење удаљености до објеката унутар наше Галаксије није увек једноставан задатак & # 8211 не можемо једноставно развући мерну траку између два објекта и очитати удаљеност. Уместо тога, развијене су бројне технике које нам омогућавају да меримо растојања до звезда без потребе да напуштамо Сунчев систем. Једна од таквих метода је тригонометријска паралакса, која зависи од привидног кретања оближњих звезда у поређењу са удаљенијим звездама, користећи посматрања направљена у размаку од шест месеци.

Чини се да се оближњи објекат посматран из два различита положаја помера у односу на удаљенију позадину. Ова промена се назива паралакса. Једноставна демонстрација је држати прст испред лица и гледати га затвореним левим, а затим десним оком. Положај прста ће се померити у поређењу са удаљенијим објектима.

Мерењем величине померања положаја објекта (у односу на фиксну позадину, као што су веома удаљене звезде), посматрањем обављеним са крајева познате основне линије, може се израчунати удаљеност до објекта.

Погодно дугачка основна линија за мерење паралакса звезда (звездана паралакса) је пречник Земљине орбите, где се посматрања врше у размаку од 6 месеци. Дефиниција угла паралаксе може се одредити из доњег дијаграма:

Ако је паралаксни угао, стр, мери се у лучним секундама (арцсец), а затим удаљеност до звезде, д у парсецс (пц) је дато са:

Важно је напоменути да у овом примеру претпостављамо да се и Сунце и звезда не крећу попречно брзином у односу једни на друге. Да јесу, то би закомпликовало слику како је овде представљена. У пракси звезде са значајним правилним покретима захтевају најмање три епохе посматрања да би тачно одвојиле своја правилна кретања од паралакса. Звезде које су чланови бинарних датотека додатно компликују слику.

Једина звезда са паралаксом већом од 1 лук, гледано са Земље, је Сунце - # 8211 све остале познате звезде налазе се на растојањима већим од 1 ком и угловима паралакса мањим од 1 лук. Када мерите паралаксу звезде, важно је узети у обзир правилно кретање звезде и паралаксу било које од звезда & # 8216фиксираних & # 8217 које се користе као референце.

Током четворогодишњег периода од 1989. до 1993. године, мисија свемирске астрономије Хиппарцос измерила је тригонометријску паралаксу од скоро 120.000 звезда са тачношћу од 0,002 лука. Мисија ГАИА, која ће бити покренута 2010. године, моћи ће да мери паралаксе са тачношћу од 10 -6 лучних секунди, омогућавајући одређивање растојања за више од 200 милиона звезда.

Студирајте астрономију на мрежи на Универзитету Свинбурне
Сав материјал је © Свинбурне Университи оф Тецхнологи, осим тамо где је назначено.


Када ће број звезда бити максималан? - Астрономија

Следећа табела приказује број звезда у сваком опсегу магнитуде, кумулативни број звезда од -1 магнитуде до тренутне величине реда и процентни пораст звезда са повећањем од једне магнитуде.

У просеку када можете да повећате најслабије звезде које можете посматрати за једну слабију величину, можете их посматрати око три пута (3Кс) више звезда. На пример, ако може да посматра звезде магнитуде 2 у граду и ако може да посматра магнитуду 3 у вашем дому, требали бисте бити у могућности да видите три пута више звезда у свом дому. Ако одете на звездану забаву где можете видети звезде магнитуде 5 звезда, на звезданој забави требало би да видите око 27 пута више звезда у поређењу са посматрањем у граду (магнитуда 2 до 3 је око 3к, магнитуда 3 до 4 је око 3к, а магнитуда 4 до 5 је око 3к за укупно 3к3к3 = 27).

Број звезда у табели је за цело небо. У идеалним условима, посматрач може да види само половину неба у било ком тренутку. Такође, звезде нису равномерно распоређене по небу. Неки делови неба имају више звезда по јединици површине неба од других делова неба.

Подаци се заснивају на Тицхо каталогу који је преузет са странице ВИИ Миленијског звезда Атласа, том И, издавачке корпорације Ски и Европске свемирске агенције. Верује се да је Тицхо каталог комплетан 99,9 процената до величине 10,0 и 90 процената до величине 10,5. Подаци из табеле за магнитуде 11 до 20 предвиђају се у просеку повећани за 291%. 291% је просечан пораст звезда између магнитуда 6 до 7, 7 до 8, 8 до 9 и 9 до 10.

Величина Домет Број звездица
по опсегу
Кумулативно
Звездице
% Повећање
Старс Сеен
-1 -1,50 до -0,51 2 2
0 -0,50 до +0,49 6 8 400%
1 +0,50 до +1,49 14 22 275%
2 +1,50 до +2,49 71 93 423%
3 +2,50 до +3,49 190 283 304%
4 +3.50 до +4.49 610 893 316%
5 +4.50 до +5.49 1,929 2,822 316%
6 +5,50 до +6,49 5,946 8,768 311%
7 +6,50 до +7,49 17,765 26,533 303%
8 +7,50 до +8,49 51,094 77,627 293%
9 +8,50 до +9,49 140,062 217,689 280%
10 +9,50 до +10,49 409,194 626,883 288%
11 +10,50 до +11,49 1,196,690 1,823,573 291%
12 +11,50 до +12,49 3,481,113 5,304,685 291%
13 +12,50 до +13,49 10,126,390 15,431,076 291%
14 +13,50 до +14,49 29,457,184 44,888,260 291%
15 +14,50 до +15,49 85,689,537 130,577,797 291%
16 +15,50 до +16,49 249,266,759 379,844,556 291%
17 +16,50 до +17,49 725,105,060 1,104,949,615 291%
18 +17,50 до +18,49 2,109,295,881 3,214,245,496 291%
19 +18,50 до +19,49 6,135,840,666 9,350,086,162 291%
20 +19,50 до +20,49 17,848,866,544 27,198,952,706 291%

Најтамнија звезда која се може видети без оптичке помоћи на тамном небу је око 6 магнитуде у зависности од вида и стања неба посматрача. Доња табела ограничења величине телескопа даје грубу идеју о најслабијој величини звезде која се може видети кроз телескопе са различитим отворима. Вредности величине нису прецизне јер многи фактори утичу на вредности величине као што су оптика, услови неба итд. Такође се ред од 2 инча може користити за двоглед од 10 к 50, што је врло близу телескопа од 2 инча (51 мм).

Табела ограничења телескопске телескопске вредности налази се на страници 5 у одличној књизи Стар Варе, друго издање Пхилипа С. Харрингтона, Јохн Вилеи & Сонс, Инц.

Телескоп ограничава величину

Отвор бленде
Инцхес
Отвор бленде
мм
Фаинтест
Величина
2 51 10.3
3 76 11.2
4 102 11.8
6 152 12.7
8 203 13.3
10 254 13.8
12.5 318 14.3
14 356 14.5
16 406 14.8
18 457 15.1
20 508 15.3
24 610 15.7
30 762 16.2

Табела отвора бленде и граничне магнитуде из Водича за амтерову астрономију, Јацк Невтон и Пхилип Тееце, друго издање, страна 33.


Када ће број звезда бити максималан? - Астрономија

Збуњен сам бројем звезда у нашој галаксији Млечни пут. Неки извори кажу да се Млечни пут састоји од 100 милијарди звезда. Други кажу да је МАСА наше галаксије приближно 100 милијарди пута већа од масе Сунца. Па зато што се већина масе галаксије налази у међузвезданим маглинама гасовитом и прашином, у њој мора бити мање од 100 милијарди звезда или укупна маса мора бити већа. Шта је од овога тачно? И да ли је неко проценио број СТВАРНИХ звезда у нашој Галаксији?

Већина масе у галаксији НИЈЕ у међузвезданим маглинама у облику гаса и прашине. Већина светлеће материје је у звездама, а не у маглинама. Сада масом галаксије углавном доминира тамна материја, што је нешто што није детектовано ниједним телескопом, нити било чим осим његовом гравитацијом. Али што се тиче светлеће материје, већи део су звезде.

О броју звезда: Људи су проучавали дистрибуцију масе звезда у галаксији. Даље, такође се зна количина светлости коју гаси свака врста звезде. Дакле, мерењем укупне количине светлости у галаксији (која се назива сјај) и познавањем масе, може се проценити број звезда које се налазе у галаксији. Дакле, иако заправо не можемо да избројимо број звезда у галаксији, можемо да проценимо број звезда у галаксији на око 100 милијарди (100 000 000 000). Испада да има много више звезда са масом мањом од масе Сунца него са масом већом од масе Сунца. Дакле, све иде како треба.

Ова страница је ажурирана 27. јуна 2015

О аутору

Јагадхееп Д. Пандиан

Јагадхееп је направио нови пријемник за радио телескоп Арецибо који ради између 6 и 8 ГХз. Проучава метанолске мазере од 6,7 ГХз у нашој Галаксији. Ови мазери се јављају на местима где се рађају масивне звезде. Докторирао је на Цорнелл-у у јануару 2007. године и био је постдокторанд на Институту за радио-астрономију Мак Планцк у Немачкој. Након тога радио је на Институту за астрономију на Хавајском универзитету као субмилиметарски постдокторанд. Јагадхееп је тренутно на Индијском институту за свемирски призор и технологију.


Када ће број звезда бити максималан? - Астрономија

Увод у радио астрономију

Преглед радио емисије са астрономских објеката

Када ноћу својим непомичним очима гледамо у небо, видимо око 2000 звезда различитог нивоа осветљености, а ако смо далеко од градских светала, можемо видети слабашни појас Млечног пута, који је светлост милијарди људи. звезде које чине нашу галаксију. Али да су наше очи могле да виде радиоталасе, небо би могло изгледати као на слици испод.


(ц) Национална опсерваторија за радио астрономију / придружени универзитети, Инц. / Национална научна фондација

Можда се чини сличним звезданом небу, али у ствари већина тачкастих објеката нису звезде, већ светлеће радио галаксије удаљене милијарде светлосних година. Већи извори су јонизовани облаци водоника или остаци супернове.

Гледајући према центру наше галаксије, наше радио очи виделе би мноштво чудних карактеристика, од којих већина није видљива на другим таласним дужинама.
Галактички центар - прво светло од радијског телескопа МеерКАТ
Кредит: хттпс://ввв.гизмодо.цом.ау/2018/07/нев-соутх-африцан-телесцопе-релеасес-епиц-имаге-оф-тхе-галацтиц-центре/

Низ таласних дужина филма Овенс Валлеи

Електромагнетни спектар

  • Радио таласи допиру до земље
  • Може да посматра предмете или појаве које је тешко или немогуће открити у другим опсезима таласних дужина
  • Може да користи радио емисију за квантитативну физичку дијагностику параметара објекта
Имајте на уму да се прозор затвара на крају дуготаласне дужине спектра - не због атмосфере која остаје провидна за дуготаласне радио-таласе - већ због јоносфере која одражава зрачење.

Други разлог је тај што су неки објекти и појаве невидљиви или их је тешко открити у другим таласним дужинама и могу се видети или могу видети са већом осетљивошћу на радију. Ево неколико многих примера из којих бисмо могли да бирамо:


Неутрални водоник прати интеракције између галаксија у групи М81.
(ц) Национална опсерваторија за радио астрономију / придружени универзитети, Инц. / Национална научна фондација


Кентаурус А - необична галаксија са радио лобовима. Са веб странице ХСТ-а.


Јупитеров радијацијски појас Сунце.
(ц) Национална опсерваторија за радио астрономију / придружени универзитети, Инц. / Национална научна фондација

Трећи важан разлог за истраживање астрономских објеката у радиоталасним дужинама је тај што својства емисије пружају квантитативне физичке информације о условима у извору. Видећемо да се радио емисија производи на велики број начина. Нискоенергетски радио фотони су релативно једноставни за производњу, што чини радио емисију осетљивом на велики број параметара. Међутим, сам број механизама представља проблем. Пре него што неко може да користи емисију за давање информација, прво мора да одреди који је механизам радио емисије одговоран за емисију. У пракси је најтачнији начин за одређивање механизма емисије спектрални информације, јер различити механизми емисије имају различита карактеристична спектрална својства. Поред помоћи у одређивању механизма емисије, квантификовање спектралних својстава као што су вршна осветљеност, вршна фреквенција, спектрални нагиби итд., Такође пружа квантитативне дијагностичке параметре.

Из свих ових разлога и више, радио опсег таласних дужина је подједнако важан као гама зрак, рендген, УВ, оптички и ИР за пружање потпуне слике о физичкој природи астрономских извора.

Шта се разликује од радио инструментације?

Израз "појединачни елемент" означава или појединачне параболичне посуде, или у неким случајевима појединачне диполне елементе. Ево неколико слика:


Арецибо: Тхе највећи једно јело на свету, 306 м
(ц) Универзитет Цорнелл / Национална научна фондација


Телескоп Греен Банк (ГБТ): Највеће потпуно управљиво појединачно јело на свету, 100 к 110 м
(ц) Национална опсерваторија за радио астрономију / придружени универзитети, Инц. / Национална научна фондација


РАТАН 600: Пречник 600 м, део одбојне површине „посуде“ Метсахови: Посуда велике мм


Радио спектрограф острва Бруни

1,22 л /Д. , где је к угаони пречник ваздушног диска на тачки пола снаге (пол-ширина-пола максимума, или ФВХМ) у радијанима. На фреквенцији од 5 ГХз, чак и тањир Арецибо има угаону резолуцију од само око 50 лучних секунди. Потпуно управљив ГБТ има резолуцију на овој фреквенцији од само 150 лучних секунди.

Због ограничене просторне резолуције телескопа са једним елементом, развијене су софистициране технике за комбиновање појединачних елемената у низове са више елемената, који заједно раде у формирању једног телескопа. У таквим низовима просторна резолуција се не одређује величином појединачних елемената, већ максималним раздвајањем између елемената, што се назива дужина основне линије, Б. . Са интерферометром, граница дифракције је к

л /Б. , где Б. може се проширити на много (чак и хиљаде) км.

Сада приказујемо неке примере низова интерферометара:


Изблиза ВЛА (веома велики низ)
(ц) Национална опсерваторија за радио астрономију / придружени универзитети, Инц. / Национална научна фондација


Поглед из ваздуха на ВЛА у најкомпактнијој конфигурацији.
(ц) Национална опсерваторија за радио астрономију / придружени универзитети, Инц. / Национална научна фондација



Десет антена ЊИТ-овог проширеног соларног низа Овенс Валлеи (ЕОВСА) са 13 антена

  • Нискофреквентни низ (ЛОФАР)
  • Велики милиметарски низ Атацама (АЛМА)
  • Фреквенцијски окретан соларни радиотелескоп (ФАСР)
  • Низ квадратних километара (МеерКАТ (Јужна Африка))
  • вршна таласна дужина помера се пропорционално температури л максТ. = 2,889к10 - 3 м К. (Виен закон о расељавању)
  • интензитет расте са квадратом фреквенције на ниским фреквенцијама (Раилеигх-Јеансов закон)
  • интензитет експоненцијално опада на високим фреквенцијама (Бечки закон)
  • флукс зрачења који емитује црно тело расте са четвртом степеном температуре (Стефан-Болтзманн закон)
2хц 2 / л 5
Б. л (Т.) = (таласна дужина) (1)
е хц/ л кТ - 1

2х н 3 / ц 2
Б. н (Т.) = (образац фреквенције) (2)
е х н / кТ - 1
  • Да бисте извели Виен закон померања, пронађите максимум функције подешавањем дБ л (Т) / д л = 0, да се добије л максТ. = хц/5к = 2.898 к 10 - 3 м
  • Да бисте извели Раилеигх-Јеансов закон, проширите е х н / кТ у Б.н (Т.) за х н & лт & лт кТ да добијем Б.н (Т.) = 2кТ н 2 /ц2
  • Да бисте извели Бечки закон, проширите е х н / кТ у Б.н (Т.) за х н >>кТ да добијем Б.н (Т.) = (2х н 3 /ц2 ) е - х н / кТ
  • Да бисте извели Стефан-Болтзманнов закон, интегришите Б.л (Т.) на свим таласним дужинама--наговештај: користите релацију

кТ ). Имамо Т = х н /к = (6,63 к 10 - 34 Ј с) (1 к 10 11 с - 1 ) / 1,38 к 10 - 23 Ј / К = 4,8 К!

Дакле, чак и врло хладни извори на високим фреквенцијама и даље испуњавају Раилеигх-Јеанс критеријум. Испоставило се да је ово посебно корисно за радио астрономију, о чему ћемо разговарати за тренутак. Али прво, погледајмо још један заплет Планцкове функције, са секирама погодним за визуелно уважавање Раилеигх-Јеанс границе.

Заверавањем Б. н (Т.) на парцели трупаца, делу криве који поштује Раилеигх-Јеансов закон,

што је само снага по јединици површине. У радио астрономији често расправљамо о сродној величини која се назива индукција, који је монохроматски интензитет (или Планцкова функција) интегрисан у пуни угао:
С. = Ја(н) д В (јединице: В м - 2 Хз - 1 ) (4)

У ствари, густина флукса је основна величина измерена радио-телескопима и основа је за две различите јединице: 1 Јански (Ји) = 10 - 26 В м - 2 Хз - 1
1 јединица соларног флукса (сфу) = 10 - 22 В м - 2 Хз - 1 = 10000 Ји.

Сада смо спремни да покажемо велико концептуално поједностављење које Раилеигх-Јеансова граница даје дисциплини радио астрономије. До сада смо говорили о црним телима која су по дефиницији оптички дебела и у топлотној равнотежи. Шта ако извор није оптички дебео? У том случају његова емисија ће изгледати слабија (нижег интензитета) него да је оптички густа. Да ли је извор оптички дебео или не, функција је фреквенције. Испоставило се да су многе плазме које емитују радио оптички дебеле на ниским фреквенцијама, али оптички танке на високим фреквенцијама. У овом случају, осветљеност прати Планцкову функцију до неке фреквенције, а затим почиње да опада како постаје све оптички тања са фреквенцијом. Шематски, то изгледа отприлике овако:
Радио спектар за 10 6 К плазму која је оптички дебела испод око 10 ГХз и оптички је танка
на вишим фреквенцијама. Осветљеност испод 10 ГХз одговара милион степени црнаца.

О оптичкој дубини ћемо детаљније разговарати за две недеље, када будемо разговарали о преносу зрачења. За сада само желимо да развијемо идеју о температура осветљености.

У Раилеигх-Јеанс граници, црно тело има температуру задату у Раилеигх-Јеансовом закону, једначину (3), тј. Т = Б. н (Т.)ц 2 /2к н 2

па све док је плазма на горњој слици оптички густа, можемо да користимо осветљеност емисије за одређивање температуре плазме. Али када је оптички танак, осветљеност или интензитет је мањи од Планцкове функције. Ипак, и даље можемо говорити о температури осветљености или еквивалентној температури коју би црно тело имало да би било једнако светло. Температура осветљености је иста као и стварна температура само за оптички густо црно тело. Температуру осветљености означавамо као Т. б . Користећи ову нотацију, густина флукса измерена радио телескопом постаје:
С. = 2кТ б н 2 /ц 2 д В = 2к н 2 /ц 2 Т. б д В (5)

где смо заменили Б. н за Ја(н) у (4) и коришћено (3). Дакле, густина флукса измерена радио-телескопом је само температура осветљења интегрисана у извор, помножена са неким основним константама и квадратом фреквенције.

До сада се једначина (5) односи само на топлотну емисију, али можемо је проширити на све радио емисије једноставно узимајући у обзир да нетермални извори имају ефективна температура Т. ефф . За један електрон енергије Е. , његова ефективна температура је само његова кинетичка температура Т. ефф = Е / к .

Да резимирамо, температура осветљености је еквивалентна температура коју би црно тело имало како би било једнако сјајно као и посматрана осветљеност. Важно је схватити да је ово користан концепт само за зрачење које поштује Раилеигх-Јеансов закон.

Последња тачка коју треба истаћи је граница интеграла у једначини (5). Раније смо споменули резолуцију једноструке антене пречника Д. , као к

1,22 л /Д. . Ово је такође ширина видног поља антене - може се видети само извор у делу неба унутар ове угаоне удаљености. Видно поље се такође назива греда. Погледајмо неке последице овога.


Циркумполарне звезде никада не излазе и не залазе

Слика звезданих стаза преко Ноћних пејзажа Јурија Белетског.

Циркумполарне звезде увек бораве изнад хоризонта и из тог разлога никада не излазе и не залазе. Све звезде на Земљином северном и јужном полу су циркуполарне. У међувремену, ниједна звезда није циркуполарна на екватору.

Било где другде постоје неке циркуполарне звезде и неке звезде које се свакодневно издижу и залазе. Што сте ближе северном или јужном полу, то је већи круг циркуполарних звезда и што сте ближе екватору, то је мањи.

Са северне хемисфере све звезде на небу једном дневно круже око северног небеског пола - или тачније, круже у кругу сваких 23 сата и 56 минута. А са јужне хемисфере, све звезде на небу прелазе пуни круг око јужног небеског пола за 23 сата и 56 минута.

Велика медвед и сазвежђе Касиопеја у облику слова В круже око Полариса, Северне звезде, у периоду од 23 сата и 56 минута. Велики медвед је циркуполарни на 41 о Н. ширине, а све географске ширине даље на северу.

Ми на северној хемисфери смо посебно срећни што имамо Поларис, умерено светлу звезду, која уско обележава северни небески пол - тачка на звезданом небу која је у зениту (директно изнад главе) на Земљином северном полу.

На екватору (0 о географске ширине) звезда Поларис - звездно чвориште & # 8211 седи тачно на северном хоризонту, тако да ниједна звезда не може бити циркуполарна на Земљином екватору. But at the North Pole (90 o ) Polaris shines at zenith (directly overhead), so from the North Pole every star in the sky stays above the horizon all day long every day of the year.

The circle of circumpolar stars in your sky is determined by your latitude. For instance, at 30 o North latitude, the circle of stars within a radius of 30 o from Polaris is circumpolar. In the same vein, at 45 o or 60 o N. latitude, the circle of stars within 45 o or 60 o , respectively, of Polaris would be circumpolar. Finally, at the North Pole, the circle of stars all the way to the horizon is circumpolar.

Погледај веће. The stars revolve around the North Star, which serves as the center of the great celestial clock. Star trails produced by long time exposure photograph.

At 41 o North Latitude (the latitude of New York City), and all latitudes farther north, the famous Big Dipper asterism is circumpolar. That’s because the southernmost star of the Big Dipper, Alkaid – the star marking the end of the Big Dipper handle – is 41 o south of the north celestial pole (or 49 o north of the celestial equator).

If you’re in the northern U.S., Canada or at a similar latitude, the Big Dipper is circumpolar for you – always above the horizon. These images show the Dipper’s location at around midnight in these seasons. Just remember “spring up and fall down” for the Dipper’s appearance in our northern sky. It ascends in the northeast on spring evenings, and descends in the northwest on fall evenings. Image via burro.astr.cwru.edu

Bottom line: Every star rises and sets as seen from the Earth’s equator, but no star rises or sets at the Earth’s North and South Poles. Instead, as viewed from the poles, every star is circumpolar. Between the equator and the poles … you’ll see some circumpolar stars and some stars that rise and set daily.


Astronomy and Astrophysics (ASTRO)

ASTRO 1 Astronomical Universe (3) (GN)(BA) This course meets the Bachelor of Arts degree requirements. Students who have passed ASTRO 5, ASTRO 6, ASTRO 7N or ASTRO 10 may not take this course for credit. Overview of modern understanding of the astronomical universe. ASTRO 1 is an introductory course for non-science majors. It provides a broad introduction to Astronomy with qualitative descriptions of the dazzling and varied contents of the universe including planets, the Sun and other stars, exoplanets, red giants, white dwarfs, neutron stars, black holes, supernovae, galaxies, dark matter, and more. The course will explore how these objects form and change and interact, how the whole whole universe formed and changes (cosmology), and where Earth fits in the vast scheme of things. Students will learn how our relative place, orientation, and motion in space dictate our changing view of the sky (daily and yearly sky motions, phases of the moon) and conditions on Earth (arctic, tropics, and seasonal changes). Descriptions will build upon the basic physics of gravity, light, and atoms, and will be discussed in the context of the process of science as a robust and self-correcting way of learning and knowing that relies on making and testing predictions by gathering evidence. The goal of this course is to cover most of the areas of modern astronomy at a level which requires only basic mathematics.

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

ASTRO 1H Astronomical Universe (3) (GN)(BA) This Honors course meets the Bachelor of Arts degree requirements. Students who have passed ASTRO 5, ASTRO 6, ASTRO 7N or ASTRO 10 may not take this course for credit. Overview of modern understanding of the astronomical universe. ASTRO 1H is an introductory course for non-science majors. It provides a broad introduction to Astronomy with qualitative descriptions of the dazzling and varied contents of the universe including planets, the Sun and other stars, exoplanets, red giants, white dwarfs, neutron stars, black holes, supernovae, galaxies, dark matter, and more. The course will explore how these objects form and change and interact, how the whole whole universe formed and changes (cosmology), and where Earth fits in the vast scheme of things. Students will learn how our relative place, orientation, and motion in space dictate our changing view of the sky (daily and yearly sky motions, phases of the moon) and conditions on Earth (arctic, tropics, and seasonal changes). Descriptions will build upon the basic physics of gravity, light, and atoms, and will be discussed in the context of the process of science as a robust and self-correcting way of learning and knowing that relies on making and testing predictions by gathering evidence. The goal of this course is to cover most of the areas of modern astronomy at a level which requires only basic mathematics.

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

The development of our modern understanding of the visible sky and planetary systems. Students who have passed ASTRO 1, ASTRO 7N, or ASTRO 10 may not take this course for credit. ASTRO 5 The Sky and Planets (3) (GN) will introduce students to the wonders of the universe and help them to understand how the universe works through the laws of physics. During the semester, they will learn about the different observed motions of objects in our sky, how astronomical objects influence our concepts of time, the nature of light and spectra, how planetary systems are formed and comparative details about our solar system and other planetary systems. Many colorful images and movies of the solar system have been collected by robotic satellite missions like Voyagers I & II, the Magellan mission to Venus, Mars rovers and orbiters, the Galileo and Juno missions to Jupiter, the Cassini and Huygens missions to Saturn, and the New Horizons mission to Pluto and the Kuiper Belt. These and other images will be used to convey the excitement of discovery and nature of astronomical study of the Solar System to our students.

Prerequisite: Students who have passed ASTRO 001 or ASTRO 010 may not take this course.

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

ASTRO 6 Astronomical Universe (3) (GN) This course meets the Bachelor of Arts degree requirements. Students who have passed ASTRO 1, ASTRO 7N, or ASTRO 10 may not take this course for credit. Overview of modern understanding of stars, galaxies, and cosmology. ASTRO 6 is an introductory course for non-science majors. It provides a broad introduction to many areas of Astronomy with qualitative descriptions of the dazzling and varied contents of the universe including the Sun and other stars, red giants, white dwarfs, neutron stars, black holes, supernovae, galaxies, dark matter, and more. The course will explore how these objects form and change and interact, how the whole whole universe formed and changes (cosmology), and where Earth fits in the vast scheme of things. Descriptions will build upon the basic physics of gravity, light, and atoms, and will be discussed in the context of the process of science as a robust and self-correcting way of learning and knowing that relies on making and testing predictions by gathering evidence. The goal of this course is to cover most of the areas of modern astronomy at a level which requires only basic mathematics.

Prerequisite: Students who have passed ASTRO 001 and ASTRO 010 may not take this course.

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

ASTRO 7N (GA/GN) is both an introductory course in astronomy for non-science majors and a creative space for those with science backgrounds interested in visual arts it provides students the opportunity to demonstrate understanding and develop a personal connection to the subject by designing four art projects. Students will learn the broad concepts of astronomy by playing an immersive video game, which allows them to 1) explore seasons, phases of the Moon, light, gravity, and telescopes from a virtual colony on Mars 2) fly from planet to planet in the Solar System and learn about their properties and formation 3) visit the Sun and other stars, learn how they produce energy, and about their life cycles 4) fly through the cosmos and construct their own universe, particle by particle. Students will also learn about the relationships and exchanges between arts and sciences, and explore inspiration and perspective on these topics by designing themed art projects using traditional and digital media. These projects include assembling a photo- journal of astronomically-relevant subjects, constructing their own video-game-like scene, interpreting data to inform a plausible depiction of an alien world, and producing three- color images using methods like those employed by astronomers to compose and display Hubble Space Telescope images. Students who have passed ASTRO 1, ASTRO 5, ASTRO 6 or ASTRO 10 may not take this course for credit.

General Education: Arts (GA)

General Education: Natural Sciences (GN)

General Education - Integrative: Interdomain

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Integrative Thinking

ASTRO 10 Elementary Astronomy) (GN) (BA) This course meets the Bachelor of Arts degree requirements. Students who have passed ASTRO, 1, ASTRO 5, ASTRO 6, or ASTRO 7N may not take this course for credit. Students may not receive General Education credit for ASTRO 10 unless they also take ASTRO 11. Overview of modern understanding of the astronomical universe. ASTRO 10 is an introductory course for non-science majors. It provides a broad introduction to Astronomy with qualitative descriptions of the dazzling and varied contents of the universe including planets, the Sun and other stars, exoplanets, red giants, white dwarfs, neutron stars, black holes, supernovae, galaxies, dark matter, and more. The course will explore how these objects form and change and interact, how the whole whole universe formed and changes (cosmology), and where Earth fits in the vast scheme of things. Students will learn how our relative place, orientation, and motion in space dictate our changing view of the sky (daily and yearly sky motions, phases of the moon) and conditions on Earth (arctic, tropics, and seasonal changes). Descriptions will build upon the basic physics of gravity, light, and atoms, and will be discussed in the context of the process of science as a robust and self-correcting way of learning and knowing that relies on making and testing predictions by gathering evidence. The goal of this course is to cover most of the areas of modern astronomy at a level which requires only basic mathematics.

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

Selected experiments and explorations to illustrate major astronomical principles and techniques. Telescopic observations of planets, stars and nebulae. ASTRO 11 Elementary Astronomy Laboratory (1) (GN)(BA) This course meets the Bachelor of Arts degree requirements. ASTRO 11 is the 1 credit laboratory component of this overview of astronomy and is intended to be taken in conjuction with ASTRO 10. It covers material similar to the lecture component in ASTRO 10, but the selected topics are covered in more depth and are focused on active learning components. Weekly two-hour labs may include investigating the habitable zone of a variety of stars, investigating the phases of the moon, analysis of the properties of stars in a color-magnitude diagram, analysis of the colorful spectra of different chemical elements, and exploration of one of the deepest images of space ever obtained. In addition, students will complete a semester nighttime observing project that typically involves learning some constellations, tracing phases of the moon, and sketching images seen through telescopes or binoculars at the student observatory.

Enforced Prerequisite at Enrollment: or concurrent: ASTRO 1 or ASTRO 10

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

Being in the Universe" considers three fundamental questions of human existence from both humanistic and scientific perspectives: (1) What is the nature of our universe, and to what extent are creatures like ourselves a predictable consequence of it? (2) What is the nature of time, and what does it mean to be a conscious being living our lives through time? (3) What would it mean for humans to be alone in the Galaxy or the universe, or alternatively, not alone? "Being in the Universe" is an integrative GH+GN GenEd course. The course's three major units cover the following topics: (1) We discuss cosmology and religion as human enterprises, as well as the history of science (2) We study the basic scientific theory of the Big Bang universe, and consider its implications for human life (3) We address contemporary theories of the multiverse from scientific, philosophical, and literary perspectives (4) We consider the thermodynamic and relativistic theories of time, and the basic philosophical approaches to time, and discuss the implications of these for our ordinary human experience of the past, present, and future (5) We discuss the history of life in the universe, the possibility of life on other planets, and the social, religious, and imaginative reactions to those possibilities in literature and film.

Bachelor of Arts: Humanities

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Humanities (GH)

General Education: Natural Sciences (GN)

General Education - Integrative: Interdomain

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Integrative Thinking

GenEd Learning Objective: Key Literacies

Introduction to the study of modern astronomy through discussions, activities, and writing.

The course is designed to provide first year undergraduate students in both the ASTRO and PASTR majors with necessary tools and techniques to perform research. Students will practice a variety of techniques on authentic astronomical data, which might include light curves from the Kepler mission, galaxy and stellar spectra from the Sloan Digital Sky Survey, or pulsar data from the Green Bank or Arecibo telescopes. An emphasis will be placed on using common tools for observational astronomy, such as viewing astronomical FITS images in SAOimage. Students will be introduced to the common programming languages and environments used by astronomers at the time the course is offered, which currently includes Python and IDL. Students will be given experience in calculating statistical information about a set of astronomical data using the R programming language and its built-in tools. Students will make plots to illustrate a pattern in their data using the tools in Python, IDL, or R, for example.

Formal courses given infrequently to explore, in depth, a comparatively narrow subject which may be topical or of special interest.

This course is designed to engage students with the big ideas of astronomy in ways that will help them understand both the content of astronomy, as well as the practices of science as carried out by astronomers. The course is designed for prospective elementary and middle school teachers (PK-4 and 4-8 majors), although it is available to other non-science majors. Throughout the course, students engage in a series of investigations that lead towards the development of evidence-based explanations for patterns observed in the current Solar System. Investigations will include computer-based simulations, night-sky observations, and use of simple laboratory equipment. These investigations lead students towards an understanding of how observations of the current Solar System can be explained by the model of its formation. The course is designed to build from students' own personal observations of the day and night sky towards developing increasingly sophisticated explanations for those phenomena and beyond. Conducting these astronomy investigations will help students understand fundamental aspects of physics, thus broadly preparing them for future science teaching in these domains. The course models evidence-based pedagogy, thus helping to prepare students for future teaching careers as they learn effective strategies for teaching science.

Exploration of Cosmology, Birth, and Ultimate Fate of the Universe Origin of Galaxies, Quasars, and Dark Matter. For non-science majors ASTRO 120 The Big Bang Universe (3) (GN)(BA) This course meets the Bachelor of Arts degree requirements. Astronomical observations made during the last 70 years, combined with mathematical physical theory (Einstein's General Relativity), has led to a dramatic new view of the history of the Universe. Ten to twenty billion years ago, all the material that is now contained in stars, planets, and galaxies was then compressed into a region, smaller than a pinhead, and so hot that atoms could not survive. This fiery cauldron cooled and expanded, forming hydrogen and helium, and eventually all the materials and structures that we know today. This course will discuss the evidence, theories and controversies of this new scientific cosmology, commonly known as 'the Big Bang'. This class is designed for the non-science students who, after learning the fundamentals of astronomy in ASTRO 1(GN), ASTRO 5 (GN) or ASTRO 10 (GN), want to pursue further the questions of cosmology. The great success of the Big Bang theory in explaining the expansion of the Universe, the synthesis of the chemical elements, and the relic radiation leftover from the first moments are reviewed. Some of the questions discussed are still debated in the scientific community. For example: Why do some galaxies have stunning spiral structures, while others are relatively featureless ellipticals? What is the "dark matter" that may have emerged from the Big Bang, and seems to make a larger contribution to the mass of the universe than all of the material we are familiar with? What can the most distant and oldest objects we know of, the quasars, tell us about how galaxies formed? In presenting the development of this subject, the empirical and conceptual methods of modern physical science are conveyed. Students are assigned problems that exercise the use of elementary mathematics and physics to address real issues, and will confront discussions of interpretation and meaning in essays. A final project allows them to explore individual interests.

Enforced Prerequisite at Enrollment: ASTRO 1 or ASTRO 6 or ASTRO 10

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

The predicted properties of black holes and the astronomical evidence for their existence are investigated in the context of modern ideas about space, time, and gravity. ASTRO 130 Black Holes in the Universe (3) (GN)(BA) This course meets the Bachelor of Arts degree requirements. Black Holes in the Universe introduces students to the predicted properties of black holes and the astronomical evidence for their existence. Modern ideas about the nature of space, time, and gravity are also covered. The key topics discussed in the course include Newton's and Einstein's theories of gravity, predicted properties of black holes, stars and their fates, how to detect a black hole, gamma-ray bursts, supermassive black holes in galactic nuclei, active galaxies, black hole spin, gravitational waves, Hawking radiation, singularities, and black hole child universes. The course is intended to be an attractive choice for students who are interested in enriching and broadening their understanding of modern physical science.The course is intended for students who have completed and enjoyed the one-semester survey of modern astronomy, ASTRO 1, 6, or 10. It has an interdisciplinary flavor, combining basic physical concepts, astronomical observations, and philosophical ideas to present a complete picture of the current understanding of black holes. Time is also devoted to provide historical insight into the development of our ideas about gravity from Kepler and Newton through Einstein and modern ideas about quantum gravity. Students use mathematics at the level of high school algebra.

Enforced Prerequisite at Enrollment: ASTRO 1 or ASTRO 6 or ASTRO 10

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

The problem of the existence of life beyond Earth is investigated, drawing from recent research in astronomy and other fields. ASTRO 140 Life in the Universe (3) (GN)(BA) This course meets the Bachelor of Arts degree requirements. The possibility of life beyond Earth is one of the great unsolved puzzles of human thought and has been debated for millennia. An answer would fundamentally change the relationship between the human race to the rest of the Universe. Advances in modern physics and astrophysics have dramatically changed and enriched the understanding of our cosmic surroundings, but have not yet produced an unambiguous evidence concerning the extraterrestrial life. Yet, significant progress has been made on certain aspects of the problem. Recent observations of protoplanetary disks around young stars, planets around solar-type stars and a rapidly spinning pulsar (a Penn State discovery), and pervasive organic molecules throughout the Galaxy give tantalizing, albeit indirect, hints in favor of the existence of nonterrestrial life. "Life in the Universe" is envisioned to be an attractive choice for students who are interested in enriching and broadening their understanding of modern science. The course is highly interdisciplinary, combining evidence from several fields of science to describe our chances to encounter life beyond Earth and the Solar System. Selecting this course would be a logical choice for students who completed and enjoyed ASTRO 1 (GN), ASTRO 5 (GN), or ASTRO 10 (GN). The students are expected to reach the following goals from this course: - learn to appreciate limitations of human experience and a role of the interdisciplinary approach in solving scientific problems - gain understanding of a relationship between the physical Earth, its biosphere, and the rest of the observable Universe - examine in some detail a contemporary problem of scientific investigation: the astrophysical evidence for planets around stars other than the Sun - assess the scientific significance of searches for extraterrestrial life including technological civilizations. Lectures systematically cover the topics listed in the course outline at a level appropriate for non-science students, although students from the Planetary Science & Astronomy major, as well as other science and engineering majors, can take the course. While general understanding of astronomy from the prerequisite course is expected, the necessary physical and astrophysical concepts are reintroduced to assure a logical and coherent flow of information throughout the course. Videos are used to illustrate a number of topics, such as the search for extraterrestrial intelligence, physical conditions on planets of the Solar System, the detection of planets around a neutron star, and to evaluate the scientific content of science fiction movies.

Enforced Prerequisite at Enrollment: ASTRO 1 or ASTRO 5 or ASTRO 10

Bachelor of Arts: Natural Sciences

General Education: Natural Sciences (GN)

GenEd Learning Objective: Crit and Analytical Think

GenEd Learning Objective: Key Literacies

The search for life beyond planet Earth has been the subject of much interdisciplinary scientific search and has stimulated human imagination. Scientific discoveries of exoplanets (outside of our solar system), of extremophiles (life which can survive in extreme conditions) and the discoveries of conditions on other bodies in our solar system which might be able to support life, has provided progress in answering the question of the existence of extraterrestrial life. Not only have a plethora of fictional work appeared in the film media to depict scenarios of life beyond Earth, but there has also been an abundance of video media created to present the scientific ideas to the wider audience beyond the scientific community. This course intends a critical evaluation of both nonfiction and fictional media works in the educational dissemination of scientific ideas and the effective presentation of concepts. We will analyze techniques in photography, mise en scene, editing, sound, dramatization and writing as they are applied to topics in astrobiology.


Author information

Affiliations

Instituut voor Sterrenkunde, KU Leuven, Leuven, Belgium

L. Decin, W. Homan, T. Danilovich, A. de Koter, C. Gielen & M. Van de Sande

School of Chemistry, University of Leeds, Leeds, UK

Astronomical Institute Anton Pannekoek, University of Amsterdam, Amsterdam, The Netherlands

A. de Koter & L. B. F. M. Waters

Hamburger Sternwarte, Hamburg, Germany

SRON Netherlands Institute for Space Research, Utrecht, The Netherlands

Onsala Space Observatory, Department of Space, Earth and Environment, Chalmers University of Technology, Onsala, Sweden

Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Spain

Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL), La Laguna, Spain

E. A. Milne Centre for Astrophysics, Department of Physics & Mathematics, University of Hull, Hull, UK

School of Physics and Astronomy, University of Birmingham, Birmingham, UK

I-BioStat, Universiteit Hasselt, Hasselt, Belgium

I-BioStat, KU Leuven, Leuven, Belgium

Department of Astrophysics, University of Vienna, Vienna, Austria

Jodrell Bank Centre for Astrophysics, School of Physics & Astronomy, University of Manchester, Manchester, UK

Laboratory for Space Research, University of Hong Kong, Lung Fu Shan, Hong Kong

Centre for Mathematical Plasma-Astrophysics, KU Leuven, Leuven, Belgium

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Contributions

L.D. identified the spiral structure in the ALMA data of OH 26.5 + 0.6 and OH 30.1 − 0.7, performed the full analysis and led the consortium, W.H., T.D. and A.d.K. contributed to the interpretation of the data, D.E., D.A.G.-H. and S.M. proposed the ALMA observations (ALMA proposals 2015.1.00054.S, 2016.1.00005.S and 2016.2.00088.S), S.M. reduced the ALMA data, D.E. did the sample analysis of the extreme OH/IR stars, G.M. gave advice on statistical matters, I.E.M. ran the ballistic simulations, C.G. made Fig. 4 and all authors contributed to the discussion.

Corresponding author