מבנה היקום

1. מבנה היקום

2. מבנה היקוםמטרות • גופים בחלל • מבנים גדולים ביקום • מבנה ותופעות במערכת השמש: פלנטות, ירחים, שביטים, אסטרואידים, מטאורים • התנאים הסביבתיים על פני כדור הארץ וכוכבי לכת אחרים במערכת השמש (אטמוספרה, טמפרטורה, מים)

3. מבנה היקוםגופים בחלל • ערפיליות • כוכב • כוכב לכת

4. מבנה היקוםגופים בחלל- ערפיליות • מהן ערפיליות? • ערפילית (Nebula ) הינה למעשה ענן בין-כוכבי של גז ואבק כאשר ענני הגז הינם מיוננים.

5. מבנה היקוםגופים בחלל- ערפיליות • כיצד נוצרת ערפילית? • ישנן ערפיליות אשר נוצרות כתוצאה מהתפוצצות סופרנובה • קריסה גרוויטציונית של כוכב מאסיבי, כאשר השכבות החיצוניות של הכוכב מועפות לכל עבר במהירות עצומה • ישנן ערפיליות אשר נוצרות כ"ערפיליות פלנטאריות" • השלב הסופי בחייו של כוכב, בעל מסה נמוכה מאוד, כמו השמש שלנו • הופכים לענקים אדומים ולאט מאבדים את השכבה החיצונית שלהם. • כאשר כוכב מאבד כמות מספקת של חומר, הטמפרטורה שלו עולה והקרינה האולטרה סגולה שהוא פולט מסוגלת ליינן את מה שמסביב

6. מבנה היקוםגופים בחלל- ערפיליות התפוצצות הסופרנובה של ערפילית זו תועדה בשנת 1054. במרכז ערפילית זו ישנו כוכב ניוטרוני.

7. מבנה היקוםגופים בחלל- ערפיליות • סרטון על ערפילית אוריון ועוד קצת... • http://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/astrophysics/%D7%A2%D7%A8%D7%A4%D7%99%D7%9C%D7%99%D7%AA-%D7%90%D7%95%D7%A8%D7%99%D7%95%D7%9F

8. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • מהו כוכב? • כדור פלאזמה (גז מיונן) גדול, אשר מפיק קרינה ופולט אותה

9. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • מהו מחזור חייו של כוכב?

10. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • כוכב מתחיל את חייו כענן קר של גז • הגז הרב (מבחינת מסה) מתחיל לקרוס לתוך עצמו בגלל כוחות המשיכה ותוך כדי כך הוא פולט קרינה; • כוכב צעיר הוא יחסית קר אך בהיר מאוד. • אם הכוכב אינו גדול מספיק (הגבול הוא בערך 1% ממסת השמש) • לחץ הגז מתנגד לכוחות המשיכה והכוכב מפסיק לקרוס לתוך עצמו. • כוכב כזה "כשל" במשימתו להפוך לשמש (לא נוצר תהליך היתוך גרעיני) • מוגדר כננס חום או ככוכב-לכת ענק. • כוכב הלכת צדק במערכת השמש שלנו הוא דוגמא לכוכב-לכת כזה.

11. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • במידה ומסת הכוכב היא לפחות 5-7% ממסת השמש הכוכב ממשיך לקרוס לתוך עצמו והטמפרטורה שלו לעלות עד אשר המימן שבליבתו מוצת ומתחיל תהליך היתוך גרעיני. • בשלב זה הכוכב נכנס למה שמכונה "הסדרה הראשית" (main sequence ) • רק משלב זה הוא מוגדר ככוכב אמיתי ,עד לשלב ההיתוך הגרעיני הוא רק "מועמד" להיות כוכב • "הסדרה הראשית" מתארת כוכבים שמבצעים היתוך גרעיני של מימן להליום תוך כדי שחרור חום ואור. אנרגיית ההיתוך הגרעיני מונעת מהכוכב להמשיך ולקרוס (בגלל כוחות המשיכה) • רוב חייו של הכוכב עוברים עליו ב"סדרה הראשית".

12. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • לבסוף (במוקדם או במאוחר) מאגר הדלק הגרעיני (מימן) של הכוכב מתחיל להיגמר וליבת הכוכב עשויה ברובה מהליום • המימן הבוער נדחף החוצה מליבת הכוכב ויוצר מעטפת סביב ליבת הכוכב • הליבה מתחילה שוב לקרוס לתוך עצמה (מכיוון שאין כוחות היתוך גרעיניים שיתנגדו לכוחות המשיכה האדירים) • המעטפת הבוערת של המימן נדחפת החוצה. • כתוצאה מכך הכוכב מתנפח ומוגדר כ"ענק אדום". • השמש שלנו צפויה להגיע למצב "ענק אדום" בעוד כ 5 מיליארד שנה

13. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • כמה אפשרויות

14. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • 1) אם מסתו יחסית נמוכה (פחות ממחצית ממסת השמש), • המעטפת החיצונית תתפזר כלפי חוץ ותיצור ערפילית בעוד הליבה החמה והדחוסה תיצור ננס לבן, שיתקרר ויהפוך ל"ננס שחור"

15. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • 2) אם מסת הכוכב מעל ממחצית מסת השמש ועד בערך למסת השמש • ימשיך לקרוס לתוך עצמו והטמפרטורה תעלה עד שגם ההליום יתחיל לבעור (תהליך היתוך גרעיני שיהפוך את ההליום ליסוד כבד יותר- פחמן). • הכוכב יקטן בנפחו ו"יחזור לחיים" ככוכב שמאיר תודות לבערת הליום בליבה ומימן במעטפת. • כאשר ההליום בליבת הכוכב ייגמר המעטפת החיצונית תתפזר כלפי חוץ ותיצור ערפילית • בעוד הליבה החמה והדחוסה תיצור ננס לבן

16. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • 3) בכוכבים כבדים יותר הפחמן שנוצר בליבת הכוכב מתחיל לבעור ולעבור היתוך ונוצרים יסודות כבדים יותר וחוזר חלילה. • בשלב שבו לכוכב אין מספיק אנרגיה לשרוף את היסוד הכבד הבא • המעטפת החיצונית שלו תתפזר כלפי חוץ ותיצור ערפילית • בעוד הליבה החמה והדחוסה תיצור ננס לבן • כלומר לא כל הננסים הלבנים עשויים מאותם היסודות

17. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב • 4) כוכבים כבדים ברמה של לפחות 5-10 מסות של השמש • יגיעו לשלב שהכוכב כולו עשוי ברזל. • כאשר הכוכב מוכן לשרוף ברזל הוא "נתקל בבעיה". • היתוך הברזל לא גורם לשחרור אנרגיה ולכן אין כוח שימנע את המשך קריסתו • הכוכב קורס לתוך עצמו ומתחמם עד לשלב שבו מתרחשת התפוצצות כלפי פנים (implode) • הריבאונד של התפוצצות פנימית זאת נצפה כסופר-נובה. • בשלב זה, בתלות במסת הכוכב- מה שנותר מהסופר-נובה יכול להפוך לננס לבן, כוכב נויטרונים או חור שחור.

18. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב

19. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב

20. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב לכת • כוכבי שבת נקראים כך כי הם "כאילו" יושבים במקום • כוכבי הלכת נעים במסלול כמעט מעגלי סביבם. • "לכת" כי הם "הולכים" או נעים; • "שבת" כי הם "יושבים" או סטאטיים יחסית לנקודת המבט שלנו.

21. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב לכת • על פי ההגדרות של איגוד האסטרונומיה הבינלאומי (IAU) • כוכב לכת מוגדר כגרם שמימי המצוי בתוך מערכת שמש וחלים עליו ההגדרות הבאות: • מצוי במסלול סביב כוכב השבת (שמש) שלו. • מסתו מספיק גדולה כדי שכוח המשיכה שלו יעצב אותו לצורה כדורית אך מספיק קטנה כדי שלא יחל בתהליך היתוך תרמו גרעיני (כלומר יהפוך לשמש). בכל מקרה המסה צריכה להיות בסדר הגודל של כוכבי לכת במערכת השמש שלנו. • גרם השמים פינה את מסלולו מאסטרואידים ושאריות אחרות.

22. מבנה היקוםגופים בחלל- כוכב לכת

23. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום • הכרת המושגים: • קבוצות כוכבים • גלקסיית שביל החלב • גלקסיות וסוגי גלקסיות • חבורה מקומית • צבירי גלקסיות, • התפשטות היקום (חוק הבל)

24. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- קבוצות כוכבים • "קונסטלציה" בלעז • אוסף של כוכבים שבמבט מכדור הארץ נראים קרובים זה לזה על כיפת השמיים • כמעט בכל המקרים הקירבה בין כוכבי הקבוצה היא אופטית בלבד • האיגוד האסטרונומי הבינלאומי (ה-IAU) מחלק את השמיים ל-88 קבוצות כוכבים בעלות גבולות מוגדרים, כך שכל "נקודה" על כיפת השמים שייכת לקבוצת כוכבים אחת.

25. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- קבוצות כוכבים • שתים-עשרה קבוצות הכוכבים הראשונות מרכיבות את גלגל המזלות • קבוצות בולטות: • אוריון, הדובה הגדולה, הדובה הקטנה, קסיופאה ועוד

26. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- גלקסיית שביל החלב • שביל החלב – הגלקסיה בה אנו חיים • גלקסיה הינה קבוצה עצומה של כוכבים המכילה כוכבים כמו השמש שלנו • כיצד נוצרה גלקסיית שביל החלב: http://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/astrophysics/%D7%A9%D7%91%D7%99%D7%9C-%D7%94%D7%97%D7%9C%D7%91-%E2%80%93-%D7%94%D7%92%D7%9C%D7%A7%D7%A1%D7%99%D7%94-%D7%91%D7%94-%D7%90%D7%A0%D7%95-%D7%97%D7%99%D7%99%D7%9D

27. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- גלקסיות וסוגי גלקסיות • סיווג האבל הוא שיטה לסיווג גלקסיות שיצר אדווין האבל בשנת 1926 • חלוקת הגלקסיות היא לשלושה סוגים • גלקסיות אליפטיות: גלקסיות בעלות פיזור אור שווה, באופן יחסי, וללא מאפיינים מיוחדים. • גלקסיות ספירליות: מורכבות מדיסקה שטוחה וזרועות היוצרות מבנה ספירלי • גלקסיות עדשה: מורכבות ממרכז בהיר המוקף במבנה דמוי עדשה, אך להבדיל מהגלקסיות הספירליות, אין להן זרועות וכמות הכוכבים החדשים הנוצרים בהם היא מועטה.

28. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- צביר גלקסיות • צביר גלקסיות הוא אוסף של יותר מגלקסיה אחת, אשר מוחזקות ביחד ע"י כוח כבידה משותף • צביר הגלקסיות אליו שייכת גלקסיית שביל החלב נקרא הקבוצה המקומית והוא מכיל מעל 54 גלקסיות, כולל גלקסיות ננסיות עליהן נמנית גלקסיית אנדרומדה

29. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- התפשטות היקום (חוק האבל) • התפשטות היקום הוא מונח שמתאר את גידול המרחקים בין נקודות שונות ביקום לאורך הזמן. • התופעה התגלתה בסדרת תצפיות אסטרונומיות שערך האסטרונום האמריקני אדווין האבל בשנות העשרים של המאה העשרים. • במסגרת עבודתו ערך האבל צילומים של גלקסיות רחוקות. • תוך כדי בחינתם במכשיר הספקטוגרף גילה כי האור המגיע מגלקסיות מוסח לאדום • מה שמעיד על כך שהגלקסיות מתרחקות זו מזו ושהיקום נמצא בהתפשטות מתמדת.

30. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- התפשטות היקום (חוק האבל) • הסחה לאדום או היסט לאדום (Redshift)- תופעה פיזיקאלית המתארת מצב בו תדר האור הנמדד על ידי צופה נמוך יותר מהתדר שהיה לאור כאשר נפלט על ידי המקור.

31. מבנה היקוםמבנים גדולים ביקום- התפשטות היקום (חוק האבל) • חוק האבל הוא ממצא תצפיתי • כל הגלקסיות ביקום נראות כנמצאות במצב של התרחקות מתמדת זו מזו (אך למעשה מה שמתפשט הוא המרחב). • יתר-על-כן, מהירות ההתרחקות של כל שתי גלקסיות זו מזו פרופורציונלית למרחק ביניהן. • ככל שהמרחק בין שתי גלקסיות גדול יותר, כך גדולה יותר מהירות התרחקותן זו מזו.