Menu Close

Mengulas Lebih Jauh Tentang Ilmu Astrofisika Dalam Astronomi

Mengulas Lebih Jauh Tentang Ilmu Astrofisika Dalam Astronomi – Astrofisika ini merupakan salajh satu dari ilmu yang menggunakan metode dan prinsip fisika dan kimia dalam mempelajari objek dan fenomena astronomi . Sebagai salah satu pendiri disiplin mengatakan, Astrofisika “berusaha untuk memastikan sifat benda-benda langit, daripada posisi atau gerakan mereka di ruang angkasa – apa mereka, bukan di mana mereka berada.”

Mengulas Lebih Jauh Tentang Ilmu Astrofisika Dalam Astronomi

diodati.org – Di antara subjek yang dipelajari adalah Matahari , bintang lain , galaksi , planet ekstrasurya , medium antarbintang danlatar belakang gelombang mikro kosmik Emisi dari benda-benda ini diperiksa di semua bagian spektrum elektromagnetik , dan sifat-sifat yang diperiksa meliputi luminositas , kepadatan , suhu , dan komposisi kimia .

Baca Juga : Quasar Ini Merupakan Sebuah Inti Dari Galaxy Yang Sangat Berbahaya

Topik yang juga dipelajari oleh ahli astrofisika teoretis meliputi pembentukan dan evolusi Tata Surya ; dinamika dan evolusi bintang ; pembentukan dan evolusi galaksi ;magnetohidrodinamika ; struktur materi berskala besar di alam semesta; asal usul sinar kosmik ; relativitas umum , relativitas khusus , kuantum dan kosmologi fisik , termasuk kosmologi string dan fisika astropartikel .

Sejarah

Astronomi adalah ilmu kuno, lama terpisah dari studi fisika terestrial. Dalam pandangan dunia Aristoteles , benda-benda di langit tampak seperti bola yang tidak berubah yang satu-satunya gerakannya adalah gerakan seragam dalam lingkaran, sedangkan dunia duniawi adalah dunia yang mengalami pertumbuhan dan pembusukan dan di mana gerakan alami berada dalam garis lurus dan berakhir ketika benda bergerak mencapai tujuannya . Akibatnya, diyakini bahwa wilayah selestial terbuat dari jenis materi yang berbeda secara fundamental dari yang ditemukan di lingkungan terestrial; baik Api seperti yang dipertahankan oleh Plato , atau Aether seperti yang dikelola oleh Aristoteles . Selama abad ke-17, para filsuf alam seperti Galileo , Descartes , dan Newton mulai mempertahankan bahwa wilayah langit dan terestrial terbuat dari jenis bahan yang serupa dan tunduk pada sifat alami yang sama. hukum . Tantangan mereka adalah bahwa alat belum ditemukan untuk membuktikan pernyataan ini.

Untuk sebagian besar abad kesembilan belas, penelitian astronomi difokuskan pada pekerjaan rutin mengukur posisi dan menghitung gerakan objek astronomi. Sebuah astronomi baru, segera disebut astrofisika, mulai muncul ketika William Hyde Wollaston dan Joseph von Fraunhofer secara independen menemukan bahwa, ketika menguraikan cahaya dari Matahari, banyak garis gelap (wilayah di mana ada lebih sedikit atau tidak ada cahaya) diamati dalam spektrum . Pada tahun 1860 fisikawan, Gustav Kirchhoff , dan ahli kimia, Robert Bunsen , telah menunjukkan bahwa garis-garis gelapdalam spektrum matahari sesuai dengan garis-garis terang dalam spektrum gas yang diketahui, garis-garis khusus yang sesuai dengan unsur- unsur kimia yang unik .

Di antara mereka yang memperluas studi spektrum matahari dan bintang adalah Norman Lockyer , yang pada tahun 1868 mendeteksi garis-garis bercahaya, serta gelap, dalam spektrum matahari. Bekerja dengan ahli kimia Edward Frankland untuk menyelidiki spektrum unsur-unsur pada berbagai suhu dan tekanan, ia tidak dapat mengaitkan garis kuning dalam spektrum matahari dengan unsur-unsur yang diketahui. Dia dengan demikian mengklaim garis mewakili elemen baru, yang disebut helium , setelah Helios Yunani , Matahari dipersonifikasikan.

Pada tahun 1885, Edward C. Pickering melakukan program ambisius klasifikasi spektral bintang di Harvard College Observatory , di mana tim komputer wanita , terutama Williamina Fleming , Antonia Maury , dan Annie Jump Cannon , mengklasifikasikan spektrum yang direkam pada pelat fotografi. Pada tahun 1890, katalog lebih dari 10.000 bintang telah disiapkan yang mengelompokkannya ke dalam tiga belas jenis spektral. Mengikuti visi Pickering.

Pada tahun 1895, George Ellery Hale dan James E. Keeler , bersama dengan sepuluh rekan editor dari Eropa dan Amerika Serikat, mendirikan The Astrophysical Journal: An International Review of Spectroscopy and Astronomical Physics. Jurnal ini dimaksudkan untuk mengisi kesenjangan antara jurnal astronomi dan fisika, menyediakan tempat untuk publikasi artikel tentang aplikasi astronomi dari spektroskop; pada penelitian laboratorium yang terkait erat dengan fisika astronomi, termasuk penentuan panjang gelombang dari spektrum logam dan gas dan eksperimen tentang radiasi dan penyerapan; tentang teori Matahari, Bulan, planet, komet, meteor, dan nebula; dan instrumentasi untuk teleskop dan laboratorium.

Sekitar tahun 1920, setelah ditemukannya diagram Hertzsprung–Russell yang masih digunakan sebagai dasar klasifikasi bintang dan evolusinya, Arthur Eddington mengantisipasi penemuan dan mekanisme proses fusi nuklir pada bintang , dalam makalahnya The Internal Constitution of the Stars . Pada saat itu, sumber energi bintang masih menjadi misteri; Eddington dengan tepat berspekulasi bahwa sumbernya adalah fusi hidrogen menjadi helium, membebaskan energi yang sangat besar menurut persamaan Einstein E = mc 2. Ini adalah perkembangan yang sangat luar biasa karena pada saat itu fusi dan energi termonuklir, dan bahkan bintang-bintang yang sebagian besar terdiri dari hidrogen (lihat metallicity ), belum ditemukan.

Pada tahun 1925 Cecilia Helena Payne (kemudian Cecilia Payne-Gaposchkin ) menulis disertasi doktor berpengaruh di Radcliffe College , di mana dia menerapkan teori ionisasi ke atmosfer jenis bintang untuk bisa menghubungkan sebuah kelas spektral dengan salah satu dari suhu bintang. Yang paling penting, dia menemukan bahwa hidrogen dan helium adalah komponen utama bintang. Terlepas dari saran Eddington, penemuan ini sangat tidak terduga sehingga pembaca disertasinya meyakinkannya untuk mengubah kesimpulan sebelum dipublikasikan. Namun, penelitian kemudian mengkonfirmasi penemuannya. Pada akhir abad ke-20, studi spektrum astronomi telah diperluas untuk mencakup panjang gelombang yang membentang dari gelombang radio melalui panjang gelombang optik, sinar-x, dan gamma. Pada abad ke-21 itu diperluas lebih lanjut untuk memasukkan pengamatan berdasarkan gelombang gravitasi .

Astrofisika observasional

Astronomi observasional adalah divisi dari ilmu astronomi yang berkaitan dengan pencatatan dan interpretasi data, berbeda dengan astrofisika teoretis , yang terutama berkaitan dengan menemukan implikasi terukur dari model fisik . Ini adalah praktik mengamati benda-benda langit dengan menggunakan teleskop dan peralatan astronomi lainnya. Mayoritas pengamatan astrofisika dilakukan dengan menggunakan spektrum elektromagnetik :

Astronomi radio mempelajari radiasi dengan panjang gelombang lebih besar dari beberapa milimeter. Contoh bidang studi adalah gelombang radio , biasanya dipancarkan oleh benda-benda dingin seperti gas antarbintang dan awan debu; radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik yang merupakan cahaya redshifted dari Big Bang ; pulsar , yang pertama kali terdeteksi pada frekuensi gelombang mikro . Studi gelombang ini membutuhkan teleskop radio yang sangat besar .

Astronomi inframerah mempelajari radiasi dengan panjang gelombang yang terlalu panjang untuk dilihat dengan mata telanjang tetapi lebih pendek dari gelombang radio. Pengamatan inframerah biasanya dilakukan dengan teleskop yang mirip dengan teleskop optik yang sudah dikenal . Objek yang lebih dingin dari bintang (seperti planet) biasanya dipelajari pada frekuensi inframerah.

Astronomi optik adalah jenis astronomi yang paling awal. Teleskop dipasangkan dengan perangkat charge-coupled atau spektroskop adalah instrumen yang paling umum digunakan. Atmosfer bumi agak mengganggu pengamatan optik, sehingga optik adaptif dan teleskop ruang angkasa digunakan untuk mendapatkan kualitas gambar setinggi mungkin. Dalam rentang panjang gelombang ini, bintang sangat terlihat, dan banyak spektrum kimia dapat diamati untuk mempelajari komposisi kimia bintang, galaksi, dan nebula .

Astronomi ultraviolet , sinar-X dan sinar gamma mempelajari proses yang sangat energik seperti pulsar biner , lubang hitam , magnetar , dan banyak lainnya. Jenis radiasi ini tidak menembus atmosfer bumi dengan baik. Ada dua metode yang digunakan untuk mengamati bagian spektrum elektromagnetik ini —teleskop berbasis ruang angkasa dan teleskop Cherenkov udara pencitraan berbasis darat (IACT). Contoh Observatorium tipe pertama adalah RXTE , Observatorium Sinar-X Chandra dan Observatorium Sinar Gamma Compton . Contoh IACT adalahSistem Stereoskopik Energi Tinggi (HESS) dan teleskop MAGIC .

Selain radiasi elektromagnetik, beberapa hal dapat diamati dari Bumi yang berasal dari jarak yang sangat jauh. Beberapa observatorium gelombang gravitasi telah dibangun, tetapi gelombang gravitasi sangat sulit dideteksi. Observatorium Neutrino juga telah dibangun, terutama untuk mempelajari Matahari kita. Sinar kosmik yang terdiri dari partikel berenergi sangat tinggi dapat diamati mengenai atmosfer bumi.

Pengamatan juga dapat bervariasi dalam skala waktunya. Sebagian besar pengamatan optik membutuhkan waktu beberapa menit hingga jam, sehingga fenomena yang berubah lebih cepat dari ini tidak dapat dengan mudah diamati. Namun, data historis pada beberapa objek tersedia, yang mencakup berabad -abad atau ribuan tahun . Di sisi lain, pengamatan radio dapat melihat peristiwa pada skala waktu milidetik (pulsar milidetik ) atau menggabungkan data tahun ( studi perlambatan pulsar ). Informasi yang diperoleh dari rentang waktu yang berbeda ini sangat berbeda.

Studi tentang Matahari kita sendiri memiliki tempat khusus dalam astrofisika observasional. Karena jarak yang sangat jauh dari semua bintang lain, Matahari dapat diamati dalam jenis detail yang tak tertandingi oleh bintang lain mana pun. Pemahaman kita tentang Matahari kita sendiri berfungsi sebagai panduan untuk pemahaman kita tentang bintang lain.

Topik tentang bagaimana bintang berubah, atau evolusi bintang, sering dimodelkan dengan menempatkan varietas tipe bintang di posisinya masing-masing pada diagram Hertzsprung–Russell , yang dapat dianggap mewakili keadaan objek bintang, dari lahir hingga kehancuran.