ASTROFISICA: OGGETTO DI STUDIO, STORIA, TEORIE, RAMI - ARTE - 2024

L' astrofisica è responsabile della combinazione degli approcci della fisica e della chimica per analizzare e spiegare tutti i corpi nello spazio come stelle, pianeti, galassie e così via . Appare come una branca dell'astronomia e fa parte delle scienze legate allo studio dell'Universo.

Parte dell'oggetto di studio ha a che fare con la ricerca per comprendere l'origine della vita nell'Universo e la funzione o il ruolo degli esseri umani al suo interno. Ad esempio, prova a scoprire come si sviluppano ambienti con condizioni favorevoli per lo sviluppo della vita all'interno di un sistema planetario.

L'astrofisica studia gli oggetti nello spazio in termini di struttura e composizione chimica e fisica. Lo spettro elettromagnetico è la tua principale fonte di informazioni. Foto di WikiImages da Pixabay

Oggetto di studio

L'astrofisica ha l'obiettivo di studio di spiegare l'origine e la natura dei corpi astronomici. Alcuni dei fattori che esamina sono densità, temperatura, composizione chimica e luminosità.

Questo ramo dell'astronomia utilizza lo spettro elettromagnetico come principale fonte di informazioni per qualsiasi obiettivo astronomico nell'universo. Vengono studiati pianeti, stelle e galassie, tra gli altri. Oggi, inoltre, si concentra su obiettivi più complessi o distanti come i buchi neri, la materia oscura o l'energia oscura.

Gran parte della moderna tecnologia implementata nell'approccio astrofisico rende possibile ottenere informazioni attraverso la luce. Con lo studio dello spettro elettromagnetico, questa disciplina è in grado di studiare e conoscere corpi astronomici sia visibili che invisibili all'occhio umano.

Storia dell'astrofisica

L'emergere dell'astrofisica come branca dell'astronomia si verifica durante il diciannovesimo secolo. La sua storia è ricca di antecedenti rilevanti in cui la chimica è strettamente correlata alle osservazioni ottiche. La spettroscopia è la tecnica di studio più cruciale per lo sviluppo della scienza ed è responsabile dell'analisi dell'interazione tra luce e materia.

La spettroscopia, così come l'affermazione della chimica come scienza, furono elementi che influenzarono notevolmente il progresso dell'astrofisica. Nel 1802 William Hyde Wollaston, chimico e fisico di origine inglese, scopre alcune tracce oscure nello spettro solare.

Successivamente il fisico tedesco Joseph von Fraunhofer osserva da solo che queste tracce dello spettro ottico del sole si ripetono in stelle e pianeti come Venere. Da qui dedusse che questa era una proprietà intrinseca della luce. L'analisi spettrale della luce, preparata da Fraunhofer, era uno degli schemi che dovevano essere seguiti da vari astronomi.

Un altro dei nomi più importanti è quello dell'astronomo William Huggins. Nel 1864, attraverso uno spettroscopio che aveva allestito nel suo osservatorio, poté scoprire utilizzando questo strumento che era possibile determinare la composizione chimica e ottenere alcuni parametri fisici delle nebulose.

Ad esempio, è possibile trovare la temperatura e la densità. L'osservazione di Huggins è stata fatta per studiare la nebulosa NGC6543, meglio conosciuta come "Occhio di Gatto".

Huggins si è basato sugli studi di Fraunhofer per applicare l'analisi spettrale della luce solare e usarla allo stesso modo per stelle e nebulose. Oltre a questo, Huggins e il professore di chimica al King's College di Londra, William Miller, hanno trascorso molto tempo a svolgere studi di spettroscopia sugli elementi terrestri per poterli identificare negli studi delle stelle.

Nel ventesimo secolo, la qualità delle scoperte è stata frenata dai limiti dello strumento. Ciò ha motivato la costruzione di squadre con miglioramenti che hanno permesso i progressi più significativi fino ad oggi.

Teorie eccezionali per lo studio dell'astrofisica

Teoria inflazionistica dell'universo

La teoria inflazionistica è stata postulata dal fisico e cosmologo Alan H Guth nel 1981. Ha lo scopo di spiegare l'origine e l'espansione dell'universo. L'idea di "inflazione" suggerisce l'esistenza di un periodo di tempo di espansione esponenziale che si è verificato nel mondo durante i suoi primi momenti di formazione.

La proposta inflazionistica contraddice la teoria del Big Bang, una delle più accettate quando si cercano spiegazioni sull'origine dell'universo. Mentre il Big Bang si aspetta che l'espansione dell'universo sia rallentata dopo l'esplosione, la teoria inflazionistica afferma il contrario. "Inflazione" propone un'espansione accelerata ed esponenziale dell'universo che consentirebbe grandi distanze tra gli oggetti e una distribuzione omogenea della materia.

La teoria elettromagnetica di Maxwell

Uno dei contributi più interessanti nella storia delle scienze fisiche sono le "equazioni di Maxwell" all'interno della sua teoria elettromagnetica.

Nel 1865, James Clerk Maxwell, specializzato in fisica matematica, pubblicò Una teoria dinamica del campo elettromagnetico in cui esponeva le equazioni attraverso le quali rivela il lavoro congiunto tra elettricità e magnetismo, una relazione che è stata ipotizzata sin dal XVIII secolo. .

Le equazioni coprono le diverse leggi associate all'elettricità e al magnetismo, come la legge di Ampère, la legge di Faraday o la legge di Lorentz.

Maxwell ha rilevato la relazione tra la forza di gravità, l'attrazione magnetica e la luce. In precedenza, all'interno dell'astrofisica venivano valutate solo proprietà come la gravità o l'inerzia. Dopo il contributo di Maxwell, è stato introdotto lo studio dei fenomeni elettromagnetici.

Metodi di raccolta delle informazioni

Lo spettrometro

Il fisico Gustav Kirchhoff e il chimico Robert Bunsen, entrambi tedeschi, furono i creatori del primo spettrometro. Nel 1859 hanno dimostrato che ogni sostanza allo stato puro è in grado di trasmettere uno spettro specifico.

Gli spettrometri sono strumenti ottici che consentono di misurare la luce da una parte specifica di uno spettro elettromagnetico e successivamente identificare i materiali. La solita misurazione si effettua determinando l'intensità della luce.

I primi spettrometri erano prismi di base con gradazioni. Attualmente sono dispositivi automatici che possono essere controllati in modo computerizzato.

Fotometria astronomica

Nell'astrofisica, l'applicazione della fotometria è importante, poiché gran parte delle informazioni proviene dalla luce. Quest'ultimo è responsabile della misurazione dell'intensità della luce che può provenire da un oggetto astronomico. Utilizza un fotometro come strumento o può essere integrato in un telescopio. La fotometria può aiutare a determinare, ad esempio, la possibile magnitudine di un oggetto celeste.

astrofotografia

Si tratta della fotografia di eventi e oggetti astronomici, questo include anche aree del cielo di notte. Una delle qualità dell'astrofotografia è quella di poter tradurre elementi distanti in immagini, ad esempio galassie o nebulose.

Filiali implementate in astrofisica osservativa

Questa disciplina si concentra sulla raccolta di dati attraverso l'osservazione di oggetti celesti. Utilizza strumenti astronomici e lo studio dello spettro elettromagnetico. La maggior parte delle informazioni ottenute all'interno di ogni sottoramo dell'astrofisica osservativa ha a che fare con la radiazione elettromagnetica.

Radioastronomia

Il suo oggetto di studio sono gli oggetti celesti in grado di emettere onde radio. Presta attenzione ai fenomeni astronomici che normalmente sono invisibili o nascosti in altre porzioni dello spettro elettromagnetico.

Per le osservazioni a questo livello, viene utilizzato un radiotelescopio, uno strumento progettato per percepire le attività delle onde radio.

Astronomia a infrarossi

È una branca dell'astrofisica e dell'astronomia in cui viene studiata e rilevata la radiazione infrarossa degli oggetti celesti nell'universo. Questo ramo è piuttosto ampio poiché tutti gli oggetti sono in grado di emettere radiazioni infrarosse. Ciò implica che questa disciplina comprende lo studio di tutti gli oggetti esistenti nell'universo.

L'astronomia a infrarossi è anche in grado di rilevare oggetti freddi che non possono essere percepiti da strumenti ottici che funzionano con la luce visibile. Stelle, nuvole di particelle, nebulose e altri sono alcuni degli oggetti spaziali che possono essere percepiti.

Astronomia ottica

Conosciuto anche come astronomia della luce visibile, è il metodo di studio più antico. Gli strumenti più utilizzati sono il telescopio e gli spettrometri. Questo tipo di strumento funziona entro la gamma della luce visibile. Questa disciplina differisce dai rami precedenti perché non studia oggetti di luce invisibili.

Rappresentazione artistica di un'esplosione di raggi gamma
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Astronomia dei raggi gamma

È quello incaricato di studiare quei fenomeni o oggetti astronomici che sono in grado di generare raggi gamma. Queste ultime sono radiazioni ad altissima frequenza, superiore ai raggi X, e la loro sorgente è un oggetto radioattivo.

I raggi gamma possono essere localizzati in sistemi astrofisici ad altissima energia come buchi neri, stelle nane o resti di supernova, tra gli altri.

Concetti rilevanti

Spettro elettromagnetico

È un intervallo di distribuzione dell'energia correlato alle onde elettromagnetiche. In relazione a un oggetto specifico, è definita come la radiazione elettromagnetica che è in grado di emettere o assorbire qualsiasi oggetto o sostanza sia sulla Terra che nello spazio. Lo spettro include sia la luce visibile all'occhio umano che quella invisibile.

Oggetto astronomico

In astronomia, un oggetto astronomico o celeste è chiamato qualsiasi entità, insieme o composizione fisica che si trova naturalmente all'interno della parte osservabile dell'universo. Gli oggetti astronomici possono essere pianeti, stelle, lune, nebulose, sistemi planetari, galassie, asteroidi e altri.

Radiazione

Si riferisce all'energia che può provenire da una fonte e viaggiare attraverso lo spazio e persino essere in grado di penetrare in altri materiali. Alcuni tipi noti di radiazioni sono le onde radio e la luce. Un altro tipo di radiazione familiare è la "radiazione ionizzante" generata attraverso sorgenti che emettono particelle o ioni carichi.

Riferimenti

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