fykos výfuk

Seriál na pokračování

Na této stránce se budou objevovat nejednom zadání seriálu a příkladů, ale i doplňkové texty, tabulky, odkazy, prostě cokoliv, co byste mohli potřebovat v astronomické a astrofyzikální praxi.

Třetí kapitola seriálu 
Čtrvtá kapitola seriálu (draft) 

Janapiny textíky

Následující texty jsou z dílny Janap. Pokud objevíte nějakou chybu (ač bych chtěla, nejsem neomylná), neváhejte a dejte vědět na můj mail nebo do diskuse. Jakmile to bude možné objeví se opravená verse textu.

K transformaci souřadnic se hodí třeba Transformační matice
Jednotka je od slov 'je to jedno' ... nebo také možná ne. Astronomie má k dispozici celý ansámbl speficických jednotek. Ty nejpoužívanější jsou shrnuty v Textu o jednotkách
O měřwní vzdáleností ve vesmíru je toho nemálo napsáno v textu samotného seriálu. Vzdálenost se dá měřit i dalšími, ne tak intuitivními způsoby. Jejich přehled je v textu Kosmologický žebřík
Jistě jste si všimli, že hvězdy mají různá označení. V textu o souhvězdích jsou uvedena latinská pojmenování a malý přehled toho, jak se pojmenovávají hvězdy.
HR diagram je studinicí informací všeho druhu, mezi jednu ze základních patří Spektrální klasifikace .
Astronomie je do jisté míry věda praktická, takže by bylo pěkné znát i něco z praxe. Nejzákladnějším praktickým poznatkům a fotometrii se věnuje textík Praktická astronomie. Pro zvídavé, kteří si chtějí astronomické snímky trochu 'osahat' je určeno pár astronomických snímků M27 (již upravených), pořízených na MonteBoo observatory v Brně. Jejich výsledným složením vznikla barevná fotografie. Zájemci, kteří si chtějí zpracování vyzkoušet od začátku do konce se můžou ozvat Janapce a data (a případná konzultace postupu) jim budou doručeny.

Zajímavé odkazy

Většina zde uvedených odkazů je v angličtině. Seznam si samozřejmě nedělá nárok na úplnost. Pokud máte nějakou zajímavou stránku o astronomii a astrofyzice, neváhejte a podělte se o ni v diskusi.

NASA oficiální stránky NASA se všemi možnými populárně podanými informacemi o dění na obloze. Jsou tu i stránky jednotlivých misí, kde se dozvíte nejnovější objevy. Uživatelé iTunes si mohou zdarma stáhnout četné podcasty.
ESA oficiální stránky ESA, kde se dozvíte o nových objevech z evropského pohledu. Stejně jako u agentury NASA, si na iTunes můžete stáhnout podcasty o aktuálním dění na obloze.
ESO stránky Evropské jižní observatože v Chille, kde se můžete dozvědět o zajímavých objevech učiněných pozemními dalekohledy.
APOD Astronomical Picture Of the Day každodenní dávka nejkrásnějších záběrů z vesmíru, popřípadě Země.
SPACEWEATHER stránka zaměřená především na dění v lokálním vesmíru. Pokud jste navíc zdatnými astrofotografy, můžete sem své povedené snímky posílat. Češi a Slováci mají nezřídka fotografie na první stránce.
ASTRO-PH profesionální stránky věnovené nejnovějším článkům z astronomie a astrofyziky. Pokud se chystáte na nějakou odbornou práci, tohle je stránka pro vás (efektivnější vyhledávání poskytuje ADS).
ASTRO.CZ české stránky věnované astronomii. Naleznete zde jednak články o nových objevech (pravda oproti nasa.gov trochu zpožděné), přehled dění na obloze, ale také zajímavé rozhovory s významnými osobnostmi astronomie.
ASTRONOMIE.CZ další z českých webů, provozovaný Amatérskou Prohlídkou Oblohy. Spousta novinek a zajímavých blogů.
VESMIR.SK slovenské stránky o astronomii spravované Astronomickým Klubem Bratislava, kde naleznete zajímavosti a novinky z vesmíru. Mimo jiné se zde dozvíte o akcích AKB.


Distribuované výpočty

Pod termínem distribuované výpočty si můžete představit něco, co využívá výpočetní sílu vašeho počítače, když ji zrovna nepotřebujete. V dnešní době každý vědecký experiment vyprodukuje neuvěřitelné množství dat, které se obtížně zpracovává (mluvíme tu o desítkách terabytů dat). Množství dat vedlo k idei distribuovaných výpočtů, které využívají domácí počítače zaregistrovaných uživatelů. Astronomie je jedno z odvětví, kde s digitalizací množství dat začalo růst exponenciálně, takže je pro projekty distribuovaných výpočtů jak stvořená...

seti@home čili Search for ExtraTerrestial Intelligence. SETI zpracovává data z rádiové observatoře Arecibo na Portoriku. Databáze je zpravovaná na UC Berkeley. Projekt se zaměřuje na detekování signálů, které by mohly patřit mimozemské civilizaci. Od roku 1999, kdy byl projekt spuštěn jsou výsledky negativní. Princip hledání mimozemských signálů je založen na analýze šumem nevysvětlitelných rádiových pulsů. Pro inspiraci doporučujeme film Kontakt.
einstein@home čili hledání gravitačních vln z experimentu LIGO. Krom toho také prohledává databázi z Areciba za účelem detekce rádiových pulsarů. V tomto ohledu projekt slavil úspěch při objevu dříve neznámého pulsaru J2007+2722. Projekt byl spuštěn v roce 2005 jako příspěvek k světovému roku fyziky.
milkyway@home čili zkoumání struktury Mléčné dráhy. Projek využívá data z přehlídky oblohy známé jako Sloan Digital Sky Survey (SDSS), která je napozorována pomocí dalekohledu s průměrem zrcadla 2.5m, umístěného na Apache Point v Novém Mexiku. Projekt zkoumá strukturu naší galaxie, zejména slapové přetoky hmoty a interakce se satelitními trpasličími galaxii. Projekt byl spuštěn v roce 2007. První výsledky byly shrnuty v Astrophysical Journal.

Pro zapojení se do kteréhokoliv z projektů stačí pouze navštívit některé z výše uvedených stránek a stáhnout si BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) a pak můžete vesele analyzovat. Projekty distibuovaných výpočtů se nezaměřují jen na astronomii, ale i na další vědní odvětví. Seznam projektů můžete najít třeba na Wikipedii.

Text seriálu

  • Kapitola 1
  • Kapitola 2
  • Kapitola 3

Úlohy

Facebook icon

Úloha IV . S … serial (6 bodů)

  1. Spirální galaxie můžeme velmi hrubě popsat logaritmickou spirálou
    r ( φ ) = r ( 0 ) exp ( φ tan Φ ) ,
    kde r a φ jsou polární souřadnice a Φ je úhel otevření odpovídající úhlu, který svírá kolmice k průvodiči s tečnou ke spirále (úhel otevření roste ve směru hodinových ručiček, vyjadřujeme jej v radiánech, přičemž hodnota může nabývat více než 2π). Zvažme Φ = 10°. Odvoďte vztah pro poměr vzdáleností dvou sousedních závitů téhož spirálního ramene od centra galaxie. Jak by se poměr změnil, kdyby ramena byla čtyři (rovnoměrně rozložená). Vyjádřete vzdálenost pro sousední ramena v r ( 0 ) = 8 kpc.
  2. Uvažujte nekonečný vesmír s konstantní hustotou hvězd a bez extinkce. Vyjádřete vztahy pro integrální a diferenciální počet hvězd v závislosti na zdánlivé hvězdné velikosti. Co se stane, bude-li zdánlivá hvězdná velikost velká?
  3. Bonus Jaká je pravděpodobnost, že dvě hvězdy se nám v galaxii promítnou za sebe? Uvažujte osamocené hvězdy, ne dvojhvězdy.
Facebook icon

Úloha III . S … hvězdný zvěřinec (6 bodů)

  1. Proč je třeba, aby byl molekulární mrak, ze kterého jsou tvořeny hvězdy, chladný? Zkuste odhadnout a zdůvodnit rozumnou teplotu.
  2. Podíváme-li se na HR diagram některé z hvězdokup, najdeme velký rozptyl okolo hlavní posloupnosti. Jaké jsou způsoby, jak takový rozptyl může vzniknout? Ilustrační obrázek pro hvězdokupu Plejády, M45 najdete třeba tady.
  3. Jak dlouho by žila hvězda, kdyby nebyla živena termonukleárními reakcemi, jen energií ze smršťování se?
  4. Planetární mlhovina Helix má průměr 16 ′ a nachází se ve vzdálenosti cca 213 pc od Země. Jaký je její skutečný poloměr a jak je stará, pokud se její obálka rozpíná s rychlostí 20 km ⁄ s.

Řešení: PDF
Facebook icon

Úloha II . S … vzdálenosti a černé těleso (6 bodů)

  1. Absolutně černé těleso z definice pohltí všechno světlo, co na něj dopadne, ve všech vlnových délkách. Zároveň je to ideální zářič s charakteristickým spektrem. Můžeme si ho představit třeba jako temné okno domu. Slunce však na první pohled enegrii pouze vydává. Jak je tedy možné, že jeho zážení lze v prvním přiblížení aproximovat absolutně černým tělesem?
  2. V textu jsme vyjádřili Planckovu funkci jako funkci vlnové délky a teploty. Zkuste ji vyjádřit v závislosti na teplotě a frekvenci. Dokažte, že pro velké vlnové délky a vysoké teploty Planckova funkce přechází v Raighleyův-Jeansův zákon Bλ(T)=2ckT/λ4 a naopak ve Wienův zákon Bλ=2hc2/λ5 exp(-hc/λkT) pro nízké teploty a malé vlnové délky.
  3. Kruh, který napozoroval Hubbleův vesmírný dalekohled v supernově SN1987A, má podél hlavní poloosy úhlový průměr 1,66''. Má jít o cirkulární objekt, který je díky natočení vůči nám pozorován jako elipsa (viz zde). Světlo ze vzdálenější části elipsy doletělo k Zemi o 340 dnů později, než z bližšího konce. Proměřte fotografii a určete úhel natočení vůči pozorovateli a zkuste spočítat poloměr kruhu. S pomocí trigonometrie určete vzdálenost objektu.
  4. Pro určení červeného posuvu se zpravidla používají spektrální čáry vodíku. Odhadněte, do jaké hodnoty červeného pousuvu z se pomocí spekter můžeme dostat. Zkuste zjistit (nebo navrhnout), jak se měří z u vzdálenějších objektů.
Řešení: PDF
Facebook icon

Úloha I . S … seriálová (6 bodů)

  1. Některé hvězdy jsou považovány za obtočné, čili cirkumpolární. Znamená to, že jsou vidět po celý rok? Jaké hvězdy jsou v našich zeměpisných šířkách vidět po celý rok? Jaká souřadnice nám cirkumpolární hvězdy označuje? Jaká je situace u nás, na pólu a na rovníku? Pro ilustraci doporučujeme stáhnout program Stellarium (www.stellarium.org, licence GNU GPL, takže program je ke stáhnutí zdarma.), kde si můžete zadat jakoukoliv zeměpisnou polohu a podívat se na jednotlivé situace.
  2. Srovnejte absolutní hvězdnou velikost nejjasnější hvězdy letní oblohy, Vegy (α Lyr, 7.76 pc daleko, zdánlivá hvězdná velikost -0,01 mag) a Betelgeuze (α Ori,  200 pc daleko, zdánlivá hvězdná velikost 0.42 mag). Jak by se nám hvězdy jevily, kdyby si vyměnily vzdálenosti? Diskutujte viditelnosti.
  3. Transformace a zase transformace. Zkuste si spočítat transformaci mezi galaktickými a ekvatoriálními souřadnicemi II. druhu. Výrazy nemusíte upravovat do verze uvedené v literatuře.
  4. Janap má ve zvyku občas se ztratit. Ona za to nemůže, občas se to stane. Tentokrát však s sebou měla theodolit. Zázračnou krabičku, která umí určit výšku hvězd nad obzorem. Změřila si polohy hvězd Arcturus a Capella a zaznamenala přesný čas. Arcturus měl 123.20 grad v 18:46:30, Capella 113.60 grad v 19:18:30. Kdepak se Janap nacházela? (Nezapomeňte, že výška hvězd je uváděna v gradech, horizont je na úrovni 100 gradiánů, plný úhel je 400 gradiánů).

Řešení: PDF
©FYKOS – webmaster@fykos.cz