Đang tải... (xem toàn văn)
Thiên văn học Giáo trình, bài giảng dành cho sinh viên Đại học, Cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)
TR NGă IăH CăPH MăV Nă KHOAăC ăB N NGUY NăTH ăKI UăTHU BÀIăGI NG THIểNăV NăH C Qu ng Ngưi, 2013 -1- NG L IăNịIă U Thiên v n h c lƠ ngƠnh khoa h c nghiên c u s chuy n đ ng, b n ch t v t lí, c u t o hóa h c, trình phát sinh vƠ phát tri n c a thiên th vƠ h thiên th nh M t Tr i, M t Tr ng, hƠnh tinh (k c Trái t), ch i, sao, thiên hà, Trong ch tín ch t d ng đ có đ ng trình C SP V t lý, h c ph n Thiên V n h c có th i l ng 02 ng ng v i 30 ti t lên l p Vi c h c Thiên V n h c giúp sinh viên v n c ki n th c v t lí đ nghiên c u hi n t ng t nhiên v tr , c th gi i quan xác v v tr vƠ s hình thƠnh v tr T p bƠi gi ng Thiên V n h c nƠy đ c biên so n dùng cho sinh viên C SP ngƠnh V t lý theo n i dung đư đ đ c ng chi ti t Trên c s tham kh o tƠi li u, giáo trình, bám sát giáo trình Thiên V n h c c a B Giáo d c [1], s p x p l i ki n th c m t cách có h th ng, chi ti t giúp cho ng h c d dƠng vi c ti p thu ki n th c Sau m i ch i ng có ph n cơu h i ôn t p vƠ bƠi t p cho sinh viên t h c BƠi g ng g m có 08 ch Các ch th ng: ng t đ n trình bƠy hi n t ng có th quan sát b ng m t ng ho c thi t b đ n gi n, qui lu t chuy n đ ng c a thiên th h c t t ch ng nƠy, tr c h t sinh viên ph i n m v ng đ nh lu t, ph trình mô t chuy n đ ng c a thiên th , ghi nh m, đ ng ng c b n thiên c u, h to đ thiên v n… Các ch ng t đ n trình bƠy v thiên v n v t lý Ph n nƠy đ c p đ n thƠnh t u thiên v n đ c phát hi n nh k thu t, thi t b , ph ti n hi n đ i Vì th i l ng lên l p c a h c ph n nên ch ng pháp, ph ng nƠy đ ng c biên so n chi ti t cho sinh viên t đ c Trong trình biên so n không th tránh kh i thi u sót Kính mong th y cô đóng góp ý ki n M i ý ki n đóng góp xin g i kieuthu_686@yahoo.com Xin chơn thƠnh c m n -2- qua email: BÀIăM ă iăt U ngăc aămônăThiênăV năH c Thiên V n H c lƠ m t ngƠnh khoa h c đ i r t s m, cách đơy kho ng ngƠn n m Thiên v n h c nghiên c u thiên th , nh ng v t th t n t i b u tr i nh M t Tr i, sao, hƠnh tinh, thiên hƠ, ch i vƠ nh ng qui lu t chuy n đ ng c a chúng 2.ăN iădungănghiênăc u G m n i dung chính: Phát hi n qui lu t chuy n đ ng c a thiên th vƠ h thiên th nh M t Tr i, M t Tr ng, hành tinh (k c Trái t), Nghiên c u thƠnh ph n c u t o vƠ b n ch t v t lý c b n c a thiên th Nghiên c u v s hình thƠnh ti n hoá c a d i v t ch t t n t i v tr 3.ăPh ngăphápănghiênăc u Khác v i ngƠnh khoa h c khác, Thiên v n h c không th xơy d ng m t phòng thí nghi m Trái t B i v y, ph ng pháp ch y u lƠ quan tr c thiên v n B ng m t th ng vƠ ch y u b ng kính thiên v n ng i ta đư quan sát s di chuy n c a thiên th đ phát hi n qui lu t chuy n đ ng c a chúng Vào gi a th k XX, kính thiên v n vô n đ i, có th quan sát thiên th vƠo ban ngƠy vƠ không l thu c vƠo th i ti t, vƠo th p k cu i th k XX, tr m v tr bay quanh Trái t có ng i lƠm vi c mang theo kính thiên v n, đ c bi t kính thiên v n v tr Hubble phóng n m 1990 đư phát hi n nhi u đ i t ng thiên v n mƠ Trái t không th quan sát đ c Vi c phóng tr m t đ ng lên M t Tr ng, Ho Tinh, đư lƠm cho ngƠnh khoa h c thiên v n có thêm kh n ng nghiên c u m i có tính ch t th c nghi m Nh ng hình nh m i nh t đ c kính thiên v n Hubble g i v Trái t lƠ b c nh ch p m t ph n nh c a m t nh ng ph n r ng l n có th quan sát đ c c a tinh vơn Carina Nebula d i Ngơn hƠ -3- ó lƠ hình nh ph n đ nh c a m t c t, đ c t o thƠnh t khí hidro vƠ b i có chi u cao t i n m ánh sáng, b c cao t tinh vơn nƠy, b hút vƠo vùng ánh sáng chói l i c a nh ng sáng c nh ụăngh aăc aăvi cănghiênăc uăThiênăv năh c Cho ng i m t th gi i quan xác v v tr vƠ s t n t i c a v tr Tìm ngu n g c c a v tr vƠ trình ti n hoá Nghiên c u v tr cho phép ta tìm d ng t n t i c a v t ch t t bi t vi c nghiên c u thiên v n cho phép ta tìm qui lu t chuy n đ ng c a v tr 5.ăM tăs ăkháiăni măc ăb n - Sao: lƠ nh ng thiên th nóng nh M t Tr i - HƠnh tinh: lƠ nh ng thiên th quay quanh M t Tr i - V tinh: lƠ nh ng v t th quay quanh Trái - Thiên hƠ: lƠ m t qu n th -4- t quanh hƠnh tinh PH NăA CHUY Nă NGăC AăCỄCăTHIểNăTH ăVÀăTHIểNăV NăC U Ch Ch ngă1 C UăTRỎCăH ăM TăTR I ng nƠy đ c p đ n n i dung: - Quá trình tìm H M t Tr i c a loƠi ng i; - C u trúc c a M t Tr i: thƠnh viên, c u trúc, qui lu t chuy n đ ng 1.1 B uătr iăsao - Nh tăđ ngă 1.1.1.ăB uătr iăsao - Kháiăni măthiênăc u Nhìn lên b u tr i, ta có c m giác nh v tr đ c gi i h n b i m t vòm c u su t (trên có g n thiên th ) mƠ trung tơm lƠ n i ta đ ng Vòm c u t ng t ng nƠy đ c g i lƠ thiên c u Nh ng đêm tr i quang, b ng m t th lƠ nh ng g n Trái ng ta có th nhìn th y đ c 6000 sao, t B ng kính thiên v n có th nhìn đ c hƠng t vƠ hƠng tri u thiên hƠ quan sát b u tr i, ng t i x a đư liên k t thƠnh chòm t ng ng hình d ng m t v t nƠo r i đ t tên, ch ng h n chòm Con g u, Thiên h u, Tiên n , Tráng s Các chòm đ u đ s c ng đ c kí hi u , , , M t c đ t tên nh Thiên lang, Ch c n (sao chòm Thiên C m), Ng u Lang (sao chòm Thiên ng), B c c c (sao chòm Ti u Hùng) 1.1.2.ăNh tăđ ng HƠng ngƠy ta th y M t Tr i, M t Tr ng, có hi n t ông t t d ch chuy n b u tr i r i l n ng m c phía phía Tơy, ta có c m giác nh toƠn b thiên c u quay quanh m t tr c xuyên qua n i ta đ ng Hi n t ng nƠy g i lƠ nh t đ ng, vòng quay lƠ vòng nh t đ ng, có chu kì lƠ m t ngƠy đêm Tr c quay t ng t ng nƠy c t thiên c u t i m g i lƠ thiên c c Nh ng cƠng g n thiên c c có bán kính vòng quay cƠng nh , nh ng t i thiên c c -5- n m yên Tây B c ông Nam Tây Hình 1.1 1.2.ă că mă chuy nă đ ngă bi uă ki nă c aă M tă Tr i,ă M tă Tr ngă vƠă cácă hành tinh M t Tr i, M t Tr ng vƠ hƠnh tinh ngoƠi nh t đ ng ra, chúng s d ch chuy n đ i v i chòm Cách đơy 2000 n m, nhƠ thiên v n đư rút nh ng nh n xét sau đơy v v tr : - M t Tr i vƠ M t Tr ng t t d ch chuy n đ i v i theo chi u ng v i chi u nh t đ ng (t Tơy sang ông) M t Tr i d ch chuy n m t vòng đ c c kho ng 365 ngƠy, M t Tr ng h n 27 ngƠy - Các hƠnh tinh nói chung c ng d ch chuy n đ i v i theo chi u ng v i chi u nh t đ ng nh ng c ng có th i kì chúng d ch chuy n theo chi u ng c cl i nên chuy n đ ng c a chúng n n tr i có d ng hình nút - Thu Tinh vƠ Kim Tinh không bao gi xa M t Tr i - M t Tr i, M t Tr ng vƠ hƠnh tinh d ch chuy n đ i v i theo qu đ o r t g n nhau, g n nh n m m t m t ph ng Chòm S T Tháng Ho Tinh Chòm Tôm HoƠng o Hình 1.2.Chuy n đ ng hình nút c a Ho Tinh n m 1994-1995 -6- 1.3.ăMôăhìnhănh tătơmăCopecnic VƠo th k th II, nhƠ thiên v n h c Hy L p Plotêmê đư đ xu t m t mô hình v tr g i lƠ mô hình đ a tơm, coi Trái t lƠ trung tơm, M t Tr i, M t Tr ng vƠ hƠnh tinh đ u quay quanh Mô hình nƠy không v i th c t n n m 1543, lƠ n m cu i đ i c a mình, Nicolai Copecnic - nhƠ khoa h c ng i Ba Lan đư cho xu t b n cu n sách: “V s quay c a thiên c u”, có mô hình v tr nh t tơm v i n i dung ch y u sau: - M t Tr i lƠ trung tơm v tr ch không ph i Trái t (Hình 1.3) - Các hƠnh tinh chuy n đ ng quanh M t Tr i theo qu đ o tròn chi u vƠ g n nh n m m t m t ph ng CƠng xa M t Tr i, hƠnh tinh có chu kì chuy n đ ng cƠng l n - Trái t c ng lƠ m t hƠnh tinh NgoƠi chuy n đ ng quanh M t Tr i, Trái t t quay quanh m t tr c xuyên tơm, v i chu kì chuy n đ ng lƠ m t ngƠy đêm vƠ chi u chuy n đ ng quanh M t Tr i - M t Tr ng chuy n đ ng tròn quanh Trái t (lƠ v tinh c a Trái t) - Thu Tinh vƠ Kim Tinh có qu đ o chuy n đ ng bé h n qu đ o Trái T M t Tr i hƠnh tinh: Thu Tinh, Kim Tinh, Trái Tinh, Th Tinh, Thiên V - Các ng Tinh, H i V ng Tinh, Diêm V t, Ho Tinh, M c ng Tinh r t xa vƠ c đ nh thiên c u Thiê Thu t Th Kim Hoa M c H i Hình 1.3 H ănh tătơmăc aăCopecnic -7- t 1.4.ăS ăkh ngăđ nhămôăhìnhănh tătơmăCopecnic 1.4.1.ăQuanăsátăc aăG.Galileă(1564-1642) N m 1609, Galile đư ch t o kính vi n v ng đ quan sát thiên v n vƠ ông đư thu đ c m t s k t qu : - M t Tr ng có d ng hình c u - Phát hi n v tinh c a M c Tinh - Kho ng cách t Trái t đ n M t Tr i l n h n kho ng cách t Kim Tinh đ n M t Tr i - D i Ngơn HƠ g m vô s c tính đ - c chu kì t quay c a M t Tr i kho ng 27 ngƠy ơy lƠ b ng ch ng th c nghi m kh ng đ nh s đ n c a h c thuy t Copecnic 1.4.2.ăBaăđ nhălu tăKeple Keple - nhà thiên v n h c vƠ nhƠ toán h c ng i c đư d a s li u quan tr c Ho Tinh 20 n m c a nhƠ thiên v n h c an M ch TikhoBrahe s li u quan tr c nhi u n m c a đư xơy d ng nên đ nh lu t n i ti ng cho bi t qui lu t chuy n đ ng c a hƠnh tinh quanh M t Tr i 1.4.2.1 nh lu t I (1609) “Các hƠnh tinh có qu đ o elip mƠ M t Tr i y m t hai tiêu m c a elip đó.” p ; r e cos v i p = F2K: thông s c a elip K V F1 o c F2 m b a a2 b2 e : lƠ tơm sai c a a elip a, b lƠ bán tr c l n vƠ bán tr c nh c a elip -8- H Hình 1.4 C x Kho ng cách t M t Tr i đ n c n m C vƠ vi n m V rc a (1 e) rv a (1 e) 1.4.2.2 nh lu t II (1609) “Bán kính v t M t Tr i đ n hƠnh tinh quét đ c nh ng di n tích b ng nh ng kho ng th i gian b ng nhau.” Ta có S1=S2=S3 n u t1=t2=t3 Bi u th c đ nh lu t dS Const dt hay rdl Const ; v i dl rd 2dt dS r d Const : v n t c di n tích (di n tích quét đ dt 2dt c m t đ n v th i gian) Trong m t s tr ng h p, ng i ta vi t đ nh lu t II d ng r d C dt 1.4.2.3 nh lu t III (1619) “ăBình ph ng chu k quay c a hƠnh tinh t l v i l p ph c a qu đ o” T2~ v i h a3 T ; 4 h s t l G ( M m) T2 4 a3 ; G ( M m) -9- ng bán tr c l n đó, M: kh i l ng M t Tr i; m: kh i l ng hƠnh tinh nh lu t III đ c phát bi u Xét hai hƠnh tinh có kh i l ng m1 m2 theo đ nh lu t Keple, ta có: 4 a1 ; G ( M m1 ) T1 T2 4 a2 G( M m2 ) 1.4.3.ă d ng khác: 3 T1 a M m1 M m2 T2 a2 nhălu tăv năv tăh păd n Ta đư bi t hƠnh tinh chuy n đ ng quanh M t Tr i v tinh chuy n đ ng quanh hƠnh tinh V n đ đ t lƠ l c đư đóng vai trò lƠ l c h ng tơm chuy n đ ng y? Niut n đư khái quát vƠ phát hi n m t đ nh lu t chung c a t nhiên d a vi c nghiên c u đ nh lu t c a Kepler, lƠ đ nh lu t v n v t h p d n: “L c h p d n gi a hai v t t l thu n v i tích kh i l bình ph ng c a chúng vƠ t l v i ng kho ng cách gi a chúng” Trong m c nƠy ta s tìm đ nh lu t v n v t h p d n t đ nh lu t Keple T ph Ph ng trình đ ng l c h c: d ( v i m lƠ kh i l ng trình: p r e cos r d C Const dt mv2 ) Fdr ; ng hƠnh tinh; v v n t c hƠnh tinh F l c h p d n c a M t Tr i tác d ng lên hƠnh tinh Trong h to đ c c, v n t c v có bi u th c - 10 - (1.2) (1.3) 8.3.ăCácălo iăsaoăđ căbi t 8.3.1.ăCácăsaoăbi năquang H u h t đ u n đ nh vƠ trì s n đ nh hƠng ngƠn, hƠng tri u n m Tuy nhiên, c ng có m t s có đ i l th m chí có tr ng h p bi n đ i r t đ t ng t, ng ng v t lí đ c tr ng bi n đ i, i ta g i chúng lƠ bi n quang 8.3.1.1 Sao bi n quang che khu t LƠ có đ r i bi n đ i Th ng x y v i đôi sáng c a t ng th t lƠ không đ i nh ng trình chuy n đ ng quanh kh i tơm chúng chúng l n l t che khu t nhau, d n đ n quang thông t ng c ng c a chúng truy n đ n ta bi n đ i m t cách tu n hoƠn v i chu kì b ng chu kì chuy n đ ng c a chúng quanh kh i tơm (c ng lƠ chu kì chuy n đ ng c a v tinh quanh chính) Nghiên c u đ c m bi n thiên c a bi n quang che khu t, ng xác đ nh kh i l ng, kích th i ta s c, nhi t đ hi u d ng c a thƠnh viên 8.3.1.2 Sao bi n quang co giưn LƠ có đ sáng th c s bi n đ i m t cách tu n hoƠn Hình 7.3 lƠ đ th bi n thiên đ r i c a m t bi n quang co giưn Quang ph F1 G1 -40 V -20 3x106 10 2x106 V nt c R 1x106 -0,2 0,4 1,2 0,8 Hình 8.2 Các bi n quang co giưn có đ c m chung: - r i bi n thiên tu n hoƠn có chu kì vƠ biên đ xác đ nh - V n t c c a v t ch t quan sát theo ph - 74 - ng tia nhìn bi n thiên pha v i s bi n thiên c a đ r i sáng Trên ho đ quang ph , bi n quang co giưn n m kho ng gi a d i vƠ d i k nh, cƠng phía ph i c a ho đ có chu kì co giưn cƠng l n i u nƠy có ngh a lƠ có kh i l ng riêng cƠng nh có chu kì co giưn cƠng l n 8.3.1.3 Sao bi n quang đ t bi n - Sao m i Có nh ng bình th sáng lên m t cách đ t ng t ng ch có th nhìn th y qua kính thiên v n b ng bùng sáng có th t ng đ n hƠng v n l n Chúng đ lƠ bi n quang đ t bi n hay lƠ m i cg i i v i nh ng có đ sáng t ng lên đ t ng t đ n hƠng tri u l n g i lƠ siêu m i sáng t ng nhanh m t th i gian ng n (m y ngƠy) r i sau gi m r t ch m (kéo dƠi hƠng n m) đ n tr s ban đ u Trong th i kì bùng sáng, v t ch t đ c phóng t không trung v i v n t c hàng ngàn km/s n ng i ta đư ghi nh n đ c 400 m i Các m i có th lƠ nh ng đôi Trong trình v n đ ng, v t ch t t v tinh đ sang chính, lƠm cho nhi t đ t ng, n ng l ng đ c chuy n d n c tích t vƠ cu i gi i phóng ngoƠi v i tính ch t c a m t v n i v i m i sau v n (vì v t ch t gi i phóng v i v n t c r t l n), v t ch t l p ngoƠi gi i phóng kh n ng r i tr l i mƠ hình thƠnh m t l p b i mù t n r ng quanh lõi sao, hình thƠnh tinh vơn siêu m i ph ng chòm Con Trơu đ i n hình lƠ c nhƠ thiên v n Trung Qu c ghi nh n n m 1054 TƠn d c a v n nƠy lƠ m t tinh vơn có hình d ng cua (tinh vơn cua) 8.3.2 Punxa N m 1967, m t sinh viên tr v tr ng t quưng b giơy u tiên ng nƠy m i bi t đ ng i h c Kembrigi đư thu đ c tín hi u c sóng 3,68m, chu k 1,337301giơy, m i ngày kéo dài 0,3 i ta t ng lƠ tín hi u c a m t n n v n minh nƠo nh ng sau c phát t Punxa cách c 100 25.000 n m ánh sáng Nh v y, Punxa lƠ thu c Thiên hƠ c a - 75 - C ng đ b c x 10 20 30 40 ms (th i gian) Hình 8.3 Punxa lƠ nh th nƠo? co giưn Nay ng u tiên ng i ta cho r ng lƠ tr t tr ng i ta nghiêng v gi thuy t lƠ n tron, v t ch t t n t i d i d ng siêu đ c vƠ ch y u c u t o b i n tron vƠ r t n ng M t n tron n ng b ng M t Tr i có bán kính ch 12km c bi t Punxa có t tr ng m nh vƠ t quay r t nhanh Các tính toán ch ng t r ng b c x sóng n t mƠ thu đ c phù h p v i n tron, t c lƠ Punxa 8.3.3.ăL ăđen NgoƠi Punxa ng i ta phát hi n l đen Ta bi t r ng l c h p d n t l v i r2 Tuy nhiên theo thuy t t ng đ i l c mƠ m t v t có kh i l ng M tác d ng lên v t khác t ng đ n không ph i lƠ r mà r Rg (bán kính h p d n c a M) v i: Rg 2GM c2 Nh v y m t M có bán kính h p d n kh i l ng riêng trung bình c a c M 2.10 g / cm3 (M0: kh i l M 16 ng c a M t Tr i) Áp d ng cho M t Tr i = 2.1016g/cm3, ngh a lƠ r t l n, có kh n ng hút h t v t g n T ta có th cho r ng v i kh i l - 76 - ng l n đ n m c nƠo có th co đ n kích th c b ng bán kính h p d n Khi co nh v y không phát m t sóng n t nƠo, k c sóng ánh sáng vƠ sóng vô n, đư “t t ng m” vƠ có tên lƠ l đen V y l đen lƠ b t t co đ n bán kính h p d n, không phát sóng n t nƠo, vƠ có kh n ng hút t t c v t g n Hi n nay, ng ch phát hi n đ Trong tr i ta cho r ng thiên hƠ c a có hƠng ch c tri u l đen vƠ c lƠ m t thƠnh viên c a đôi ng tr ng l c m nh c a l đen, v t ch t c a sao, hƠnh tinh, v tinh b cu n hút theo qu đ o xo n c vƠ b nóng lên đ n hƠng ch c tri u đ tr thƠnh ngu n b c x tia R ghen c c m nh Nh v y có th xác đ nh l đen qua b c x R ghen V i gi thuy t nƠy, ng i ta tin r ng m t s b c x tia R ghen c c m nh sau đơy lƠ l đen: - Sao HDE 226.868 chòm Thiên Nga lƠ l đen có M = 10.M0 vƠ chu k quay 4,6 ngày - Sao đôi chòm Thiên V ng lƠ l đen có kh i l ng M = 20.Mo vƠ chu k chuy n đ ng lƠ 580 ngày - Sao bi n quang che khu t chòm Nhơn Mư lƠ l đen có kh i l ng M = 23.Mo vƠ chu k chuy n đ ng lƠ 27 n m 8.3.4.ăS ăti năhoáăc aăcácăsao Các nóng sáng lƠ ph n ng nhi t h t nhơn x y lòng chúng H t nhiên li u cho ph n ng nhi t h t nhơn s k t thúc cu c đ i 8.3.4.1 S ti n hoá c a M t Tr i Mô hình gi thuy t v s ti n hoá c a M t Tr i nh sau: Bu i đ i: kho ng 4,5 t n m v tr c, m t đám b i khí kh ng l đư co nén l i Ph n trung tơm ngƠy cƠng đ m đ c, áp su t cƠng l n, nhi t đ cƠng t ng n nhi t đ kho ng 3000K b t đ u to sáng, hình thƠnh m t “phôi sao” (v trí đ ng ti n hoá-hình 8.1) Tu i tr : S co nén ti p t c cho đ n lúc nhi t đ - 77 - tơm h t nhơn lên t i hƠng ch c tri u đ , ph n ng nhi t h t nhơn t ng h p hiđrô thƠnh heli di n Giai đo n chính: n ng l d n M t Tr i gi kích th toán M t Tr i ng b c x t o áp su t b ng v i áp l c h p c vƠ nhi t đ không đ i (nh hi n nay) Theo tính tr ng thái n đ nh đư đ c 4,5 t n m Tu i giƠ: nhiên li u hiđrô c n, M t Tr i ti p t c co, nhi t đ tơm t ng d n cho đ n 108K, lúc nƠy có ph n ng bi n heli thƠnh cacbon 34 He12C tr ng t ng lên đ n 104 l n L ng b c x l n nƠy ch có th thoát không trung l p v c a m r ng đ n 100 l n bán kính tr c Nó tr thƠnh k nh đ (v trí 3) Lúc nƠy bán kính l n đ n m c Thu Tinh n m l t v M t Tr i, Trái Trái t s c c kì nóng, n c s b c h i vƠ li khai kh i Trái t S s ng tr ng thái k nh đ kho ng 108 n m M t Tr i s t k t thúc T n t i phóng m t l p khí xung quanh, s n ph m l i lƠ He vƠ H ti p t c co l i cho đ n bán kính R = R010-2 (có kích th c vƠo c Trái t) K t thúc cu c đ i: bán kính M t Tr i co l i b ng R = R010-2 áp su t b c x b ng v i l c h p d n, M t Tr i không co n a Nó k t thúc cu c đ i nh m t tr t tr ng (v trí đ ng ti n hoá) 8.3.4.2 S ti n hoá c a M i lƠ m t M t Tr i Tu theo kh i l d ng mƠ m i k t thúc cu c đ i i nh ng tr ng thái khác * Nh ng có kh i l ng bé h n M t Tr i: Chúng ti n hoá gi ng nh M t Tr i nh ng ch m h n Kh i l ng cƠng bé nhi t đ t i tơm cƠng th p, trình t ng h p hiđrô cƠng ch m, đ tr ng cƠng bé, có mƠu g n nh đ (có v trí cƠng g n phía d V i kh i l ng bé h n 0,1 kh i l i ph i c a d i chính) ng M t Tr i nhi t đ t i tơm không đ đ có ph n ng h t nhơn Nh ng thiên th nƠy to nhi t ch m ch p vƠ cu i thành thiên th ngu i (nh hƠnh tinh) * Các có kh i l ng l n h n M t Tr i: - 78 - Nhi t đ tơm c a chúng l n h n, trình t ng h p h t nhơn nhanh h n, cu c đ i ng n h n M t Tr i Nh ng có kh i l ng l n không th k t thúc cu c đ i nh M t Tr i M i h t nhiên li u h t nhơn H, He C tr thƠnh nhiên li u ti p theo cho đ n ph n ng h t nhơn cu i t o s t nhi t đ 3.109K Lúc nƠy đ c c u t o b ng nhi u l p: l p ngoƠi lƠ H, ti p theo lƠ He, r i đ n C,O vƠ lƠ Fe Khi không ph n ng h t nhơn n a áp su t b c x không đ đ b ng v i l c h p d n L c h p d n m nh, l p v ngoƠi r i d n vƠo tơm m t s “s p đ ” h p d n di n Các h t chuy n đ ng g n đ n m c proton liên k t v i electron tr thƠnh n tron, nhi t đ lên t i 5.109K Có hai kh n ng x y ra: ho c lƠ n ho c lƠ n tron quay c c nhanh (punxa) Các n tron không ph i lƠ nh ng qu c u t đ i c ng kh i l ng l n h n g p l n kh i l i v i có ng M t Tr i s s p đ ti p di n cho đ n lúc l c h p d n ng n c n c s b c x ánh sáng vƠ b t t thƠnh l đen 8.4.ăThiênăhƠăc aăchúngăta 8.4.1.ăD iăNgơnăHƠ Thiên hƠ lƠ m t qu n th (M t Tr i) vƠ v t ch t ngu i Thiên hƠ c a có tên lƠ Ngơn HƠ tr i d c theo m t đ ng tròn l n nghiêng v i xích đ o tr i g n 620, Thiên hƠ c ng có hai c c VƠo nh ng đêm hè ta d dƠng th y in thiên c u theo h sao: Thiên V ng ông B c - Tây Nam, qua chòm ng, Thiên H u, Thiên Nga, Nhơn Mư, Con V t M t đ Ngơn HƠ t ng t ngoƠi vƠo Ngơn HƠ g m 100 t M t Tr i c a lƠ m t nh c a Ngơn HƠ vƠ n m cách tơm Ngơn HƠ kho ng 2/3 bán kính Thiên hà, có xích kinh 2650 , xích v lƠ 290 Các Thiên hƠ t p trung thƠnh hình xo n c 8.4.2.ăV tăch tătrongăThiênăhƠ 8.4.2.1 Nh ng đám mơy b i khí NgoƠi v t ch t nóng sáng d ng Ngơn HƠ có đám b i khí Nh ng - 79 - đám b i g n kh ng l chúng c ng sáng (do đ c d i sáng) Các tính toán cho bi t đám b i sáng chi m 1/100 đám b i t i 8.4.2.2 Nh ng đám khí khu ch tán Các phép phơn tích quang ph cho th y Thiên hƠ có đám b i khí m t đ 10-21-10-23g/cm3 Các nguyên t hidrô vƠ nguyên t khác h u nh b ion hoá n u nh chúng g n nóng có nhi t đ không d 8.4.2.3 Hidrô trung hoƠ, t tr ng, tia v tr Ph n l n hidrô Thiên hƠ b i 25.000K tr ng thái trung hoƠ, b c x sóng vô n c sóng 21 cm Nhi t đ c a đám mơy hidrô trung bình lƠ 100K Nhi t đ c a đám mơy ion hoá (phát sáng) lên t i 10.000K Hidrô chi m 2% kh i l ngThiên hƠ, 95% tr ng thái trung hoƠ N m 1949 nhƠ Thiên v n đư tính đ ta vƠo kho ng 10-11Tesla T tr c t tr ng c a Thiên hƠ c a chúng ng nƠy kh ng ch s khu ch tán c a đám mơy b i khí vƠ tia v tr Tia v tr lƠ nh ng dòng n tích có n ng l không xơm nh p tr c ti p đ c vƠo Trái ng l n (c 1020 ev) nh ng t mƠ b n phá phơn t , nguyên t t o thƠnh nh ng tr n “m a” b c x v tr th c p Nghiên c u tia v tr ng i ta phát hi n pozitron, mezon, hiperon 8.4.3.ăS ăchuy năđ ngăc aăcácăsaoătrongăThiênăhƠ 8.4.3.1 Chuy n đ ng riêng T th i c , đư đ XVIII, ng c xem nh n m c đ nh thiên c u n th k i ta đư phát hi n s thay đ i v trí c a Thiên Lang Rõ rƠng v tr đ i t Vì ng nƠo n m yên xa nên ng i ta ch có th phát hi n đ c s chuy n đ ng c a chúng qua quan tr c lơu dƠi Chuy n đ ng riêng c a đ c qui c lƠ cung d ch chuy n hƠng n m thiên c u, kí hi u lƠ (tính b ng đ n v giơy cung), có tr s vƠo c m t ph n nh c a giơy - 80 - Do có chuy n đ ng riêng nên xích kinh a) vƠ xích v c a thay đ i M c dù chuy n đ ng riêng r t bé nh ng sau hƠng nghìn n m v trí m i chòm b thay đ i đáng k b) Vi c đo chuy n đ ng riêng c a nh c ng ch a nói lên đ c s chuy n đ ng th c c a v tr , b i M t c) Tr i c ng chuy n đ ng không gian, c th lƠ chuy n đ ng quanh tơm Thiên hƠ c a 8.5.3.2 S quay c a Thiên hƠ D a vƠo v n t c chuy n đ ng không gian c a ng Hình 7.4.chòm G u L n a)50000 n m tr c b)Hi n c)Sau 50000 n m i ta bi t Thiên hƠ c a quay quanh tơm c a V n t c góc c a k t tơm Thiên hƠ đ n M t Tr i h u nh không đ i (ngh a lƠ ph n c a Thiên hƠ quay g n nh m t v t r n) ph n ngoƠi quay ch m h n 8.5 Các Thiên hà T th k 18, Hecsen đư phát hi n th y hƠng ngƠn đám mơy v tr có d ng xo n c NgƠy ng i ta đư xác đ nh đ c nh ng đám mơy lƠ Thiên hƠ Ch ng h n Thiên hƠ Tiên N g n gi ng Thiên hƠ c a lƠ d ng “đ a xo n”, cách tri u n m ánh sáng Ch c n kính thiên v n bán kính v t kính 5m ng i ta đư ch p đ m t t Thiên hƠ Nói chung Thiên hƠ đ u c 100 t vƠ đ c kho ng ng kính kho ng 100.000 n m ánh sáng H n n a chúng có d ng xo n c, m t s khác có d ng elipxoit 8.6.ăCácăthuy tăhìnhăthƠnhăh ăM tăTr i Các thuy t đ c xem lƠ h p lý n u tho mưn u ki n sau: - 81 - - Qu đ o c a hƠnh tinh n m g n nh m t ph ng xích đ o c a M t Tr i - Chi u quay c a M t Tr i vƠ h u h t hƠnh tinh ph i nh - Kh i l mômen đ ng l ng M t Tr i h lƠ chi m 99,8% (các hƠnh tinh ch có 0,2%), ng c a hƠnh tinh l i chi m 98% 8.6.1.ăGi ăthuy tăc aăKantă(1755) Trong s chuy n đ ng h n lo n c a v t ch t có s k t dính vƠ t h p d i tác d ng c a l c hút vƠ l c đ y đư t o nên M t Tr i vƠ hƠnh tinh 8.6.2.ăGi ăthuy tăLaplaceă(1796) H M t Tr i đ D c t o thƠnh t m t tinh vơn nóng b ng kh ng l quay ch m i tác d ng c a l c h p d n phôi nén l i d n vƠ quay nhanh d n (d ng m t qu bƠng d t) ch t đ xích đ o tr ng l c b ng v i l c ly tơm m t vƠnh v t c tách phôi (M t Tr i) VƠnh nƠy ngu i d n đ t vƠ h p thƠnh hƠnh tinh, trình quay làm chúng tròn d n Các v tinh c ng đ c t o t phôi hành tinh 8.6.3.ăGi ăthuy tăOtto-Smită( c) M t tr i chuy n đ ng quay quanh tơm Thiên hƠ đư b t g p đám b i v t ch t N u có u ki n thích h p đám b i nƠy chuy n đ ng quanh M t Tr i theo đ nh lu t III Keple Chúng va ch m nhau, to nhi t, t c đ gi m d n Các h t l n tr thƠnh tơm tích t h t nh vƠ t o thƠnh hƠnh tinh 8.6.4 Big Bang V tr đ c t o t m t v n vƠ H M t Tr i c ng v y V t ch t b nén đ n m t gi i h n nƠo đư gơy nên m t v n l n vƠ t o tơm lƠ m t hay m t s vƠ xung quanh lƠ v t ch t d ng ngu i l nh, theo th i gian liên k t thƠnh hƠnh tinh NgƠy nay, thuy t v n l n-Big bang đ tr h c có lí thuy t đ c coi lƠ lu n thuy t hƠng đ u v v c xơy d ng ch t ch vƠ nh t lƠ m t s h qu c a thuy t l i có kh n ng ki m tra đ c: - 82 - - Theo lí thuy t v n thiên th ph i nh h n tr s y x y cách đơy 15 t n m vƠ t tu i c a y - C ng theo lí thuy t có b c x nén v tr nghiên c u v tr NASA kh ng đ nh ch i u nƠy đư đ c c quan ng trình nghiên c u mang tên FIRAS phóng v tinh nhơn t o COBE tháng 11-1989 Nh v y, theo quan ni m hi n v tr có “khai sinh”, giưn n Cơu h iđ c đ t lƠ v tr giưn n đ n bao gi , có chuy n sang tr ng thái co l i hay không, hay nói cách khác s ph n c a v tr s nh th nƠo? Rõ rƠng đ nh n th c v tr r ng m - 83 - ng CỄCă ăTÀIăSEMINAR S ho t đ ng c a M t Tr i vƠ m i quan h M t Tr i – Trái M t Tr i đ n hi n t t: nh h ng c a ng nh bưo t , nhi u lo n song vô n Thiên v n h c v i vi c giáo d c th gi i quan khoa h c, ch ng mê tín d đoan S hình thƠnh vƠ phát tri n c a v tr Các thƠnh t u du hƠnh vƠ thám hi m v tr C s khoa h c vƠ công ngh đ phóng v tinh nhơn t o, tr m t đ ng lên M t Tr ng vƠ hƠnh tinh, đ a ng i vƠo v tr …T v tr nghiên c u Trái t, du l ch v tr vƠ công ngh m i th c hi n v tr S s ng vƠ s t n c a Vì l ch h p pháp d n c ta lƠ d ng l ch Phơn tích u, nh ng l ch vƠ c a ơm l ch hi n dung n c m c a c ta ng d ng thiên v n khoa h c vƠ đ i s ng: xác đ nh to đ , th i gian m t đ t, thiên v n v i ngƠnh khoa h c khác - 84 - TÀIăLI UăTHAMăKH O Ph m Vi t Trinh, Nguy n ình Noưn (2005), Thiên V n h c, NXB ih cS Ph m Ph m Vi t Trinh, Nguy n ình Noưn (1999), Giáo trình thiên v n, NXB Giáo d c Nguy n ình Noưn (ch biên), Phan V n ng, Nguy n ình Huơn, Nguy n Qu nh Lan (2008), Giáo trình V t lý thiên v n, NXB Giáo d c Donat G.Wentzel, Nguy n Quang Ri u, Nguy n ình Noưn, Ph m Vi t Trinh, Nguy n ình Huơn (2003), Thiên V n V t lý, NXB Giáo d c Ph m Vi t Trinh (ch biên), Phan V n v n, NXB Giáo d c - 85 - ng, Lê Ph c L c (2005), BƠi t p thiên M CL C L IăNịIă U BÀIăM ă U PH NăA CHUY Nă NGăC AăCỄCăTHIểNăTH ăVÀăTHIểNăV NăC U Ch ngă1.ăC UăTRỎCăH ăM TăTR I 1.1.ăB uătr iăsaoă- Nh tăđ ng 1.1.1 B u tr i - Khái ni m thiên c u 1.1.2 Nh t đ ng 1.2.ă căđi măchuy năđ ngăbi uăki năc aăM tăTr i,ăM tăTr ngăvƠăcácăhƠnhătinh 1.3 Mô hình nh tătơmăCopecnic 1.4.ăS ăkh ngăđ nhămôăhìnhănh tătơmăCopecnic 1.4.1 Quan sát c a G.Galile (1564-1642) 1.4.2 Ba đ nh lu t Keple 1.4.3 nh lu t v n v t h p d n 10 1.5 Các thành viênătrongăh ăM tăTr i 12 1.5.1 M t Tr i 12 1.5.2 Các hành tinh 13 1.5.3 Các ti u hƠnh tinh 13 1.5.4 Sao ch i, b ng 13 CỂUăH IăỌNăT P 14 BÀIăT PăCH NGăI 15 Ch ngă2.ăQUIăLU TăCHUY Nă NGăC AăCỄCăTHIểNăTH ăTRONGă TR NGăL CăH PăD N 16 2.1.ăTráiă t 16 2.1.1 H to đ đ a lí 16 2.1.2 S ph thu c c a gia t c tr ng tr ng vƠo v đ đ a lí 17 2.1.3 Cách xác đ nh kh i l ng Trái t 18 2.2.ăBƠiătoánăhaiăv t.ăBi uăth căchínhăxácăc aăbaăđ nhălu tăKeple 19 2.2.1 Suy đ nh lu t III Keple 19 2.2.2 Suy đ nh lu t I Keple 21 2.2.3 Suy đ nh lu t II Keple 22 2.3.2 Ph ng trình n ng l ng 24 2.4.ăXácăđ nhăkh iăl ngăthiênăth ătrongăh ăM tăTr i 25 2.4.1 Xác đ nh kh i l ng thiên th 25 2.4.2 Xác đ nh kh i l ng M t Tr ng 26 Vì M t Tr ng không nh so v i Trái t nên không th l y g n đúng: 26 Xem M t Tr ng vƠ Trái t quay quanh m t kh i tơm chung O 26 CỂUăH IăỌNăT P 26 BƠiăt păch ngă2 27 Ch ngă3.ă I UăKI NăM CăVÀăL NăC AăCỄCăTHIểNăTH 28 3.1.ăThiênăc uăvƠăcácăkháiăni mătrênăthiênăc u 28 3.1.1 nh ngh a thiên c u 28 3.1.2 Các khái ni m thiên c u 28 3.2.ăCácăto ăđ ătrênăthiênăc u 29 3.2.1 H to đ chơn tr i 29 3.2.2 H to đ xích đ o 29 3.2.3 H to đ xích đ o 30 - 86 - 3.3.ăLiênăh ăgi aăv ăđ ăđ aălíăvƠăđ ăcaoăthiênăc c 30 3.4.ă i uăki năm căvƠăl năc aăcácăthiênăth 30 3.5.3 v đ trung gian 31 3.6.ăS ăbi năthiênăto ăđ ăc aăthiênăth ădoănh tăđ ng 32 3.6.1 S bi n thiên c a đ cao vƠ đ ph ng c a thiên th 32 3.6.2 S bi n thiên c a góc gi t 32 CỂUăH IăỌNăT P 33 BƠiăt păch ngă3 34 Ch ngă4.ăB NăMỐAă- TH IăGIANă- L CH 35 Ch ngănƠyăs ăđ ăc păđ nănguyênănhơnăgơyăraăb nămùa:ăxuơn,ăh ,ăthu,ăđông;ătrìnhă bƠyăcácănguyênăt căđ ăxơyăd ngăl ch,ăh ăth ngătínhăgi 35 4.1.ă căđi măt ăquayăvƠăchuy năđ ngăc aăTráiă tăquanhăM tăTr i 35 4.1.1 c m t quay c a Trái t 35 4.1.2 Chuy n đ ng c a Trái t quanh M t Tr i 35 4.2.ăS ăbi năthiênăto ăđ ăxíchăđ oăc aăM tăTr i.ăB nămùa:ăxuơn,ăh ,ăthu,ăđông 36 4.2.1 S bi n thiên to đ xích đ o c a M t Tr i 36 4.2.2 B n mùa vƠ đ i khí h u 36 4.3.2 NgƠy M t Tr i th c 38 4.4.ăGi ămúi,ăgi ăqu căt 39 4.5.ă ngăđ iăngƠy 39 4.6.ăNguyênăt căxơyăd ngăl ch.ăD ngăl ch,ăơmăd ngăl ch 40 4.6.1 D ng l ch 40 4.6.2 Âm l ch 41 CỂUăH IăỌNăT P 42 BƠiăt păch ngă4 43 Ch ngă5.ăTU NăTR NGă-NH TăNGUY TăTH Că-THU ăTRI U 44 5.1.ăChuy năđ ngăc aăM tăTr ngă- Chuăk ătu nătr ng 44 5.1.1 Chuy n đ ng c a M t Tr ng - Các pha c a M t Tr ng 44 5.1.2 Chuy n đ ng c a M t Tr ng quanh Trái t: 45 5.1.3 Chu k tu n tr ng Tháng giao h i 45 5.2.ăNh tănguy tăth c 46 5.2.1 Nh t th c 46 5.2.2 Nguy t th c 46 5.2.3 Chu k nh t nguy t th c 47 5.3.ăThu ătri u 47 5.3.1 nh ngh a 47 5.3.2 Gi i thích hi n t ng thu tri u 47 CỂUăH IăỌNăT P 49 PH NăB 50 THIểNăV NăV TăLệ 50 Ch ngă6.ăPH NGăPHỄPăTHIểNăV NăV TăLệ 50 6.1.ăCácăđ nhălu tăb căx ănhi t 50 6.1.1 nh lu t d ch chuy n Wien 50 6.1.2 nh lu t Steafan Boltzmann 50 6.2.ăQuangăph ăv chăvƠă ngăd ngăc aănó 50 6.2.1 Xác đ nh thƠnh ph n c u t o 50 6.2.2 Hi u ng Zeeman Xác đ nh t tr ng 51 6.2.3 Hi u ng Dopple Xác đ nh t c đ chuy n đ ng 51 Ch ngă7.ăăV TăLệăCỄCăTHIểNăTH ăTRONGăH ăM TăTR I 53 - 87 - 7.1.ăM tătr i 53 7.1.1 Các s li u v M t Tr i 53 7.1.2 H ng s M t Tr i, tr ng 53 7.1.3 Nhi t đ c a M t Tr i 53 7.1.4 Ngu n g c n ng l ng M t Tr i 54 7.1.5 C u t o c a M t Tr i 58 7.1.6 S ho t đ ng c a M t Tr i 59 7.2 Các hành tinh l n 60 7.2.1 T ng quan v hƠnh tinh l n 60 7.2.2 Trái t 61 7.2.3 Các hƠnh tinh nhóm Trái t 64 7.2.4 Các hƠnh tinh nhóm M c Tinh 66 7.3.ăM tăs ăv ătinh.ăTi uăhƠnhătinh.ăSaoăch i-Saoăb ng-Thiênăth ch 67 7.3.1 M t Tr ng 67 7.3.2 V tinh IO c a M c Tinh 68 7.3.3 Các v tinh c a Ho Tinh 68 7.3.4 Các ti u hƠnh tinh 69 7.3.5 Sao ch i 69 7.3.6 Sao b ng, thiên th ch 70 Ch ngă8.ăăCỄCăSAOă- THIÊN HÀ 71 8.1.ăXácăđ nhăcácăđ iăl ngăđ cătr ngăc aăcácăsao 71 8.1.1 Xác đ nh bán kính 71 8.1.2 Xác đ nh kh i l ng 71 8.2.ăHo ăđ ăquangăph ă ătr ng 72 8.3.1 Các bi n quang 74 8.3.2 Punxa 75 8.3.3 L đen 76 8.3.4 S ti n hoá c a 77 8.4.ăThiênăhƠăc aăchúngăta 79 8.4.1 D i Ngơn HƠ 79 8.4.2 V t ch t Thiên hƠ 79 8.4.3 S chuy n đ ng c a Thiên hà 80 8.5 Các Thiên hà 81 8.6.ăCácăthuy tăhìnhăthƠnhăh ăM tăTr i 81 8.6.1 Gi thuy t c a Kant (1755) 82 8.6.2 Gi thuy t Laplace (1796) 82 8.6.3 Gi thuy t Otto-Smit ( c) 82 8.6.4 Big Bang 82 CỄCă ăTÀIăSEMINAR 84 TÀIăLI UăTHAMăKH O 85 - 88 - ... ng Thiên V n h c nƠy đ c biên so n dùng cho sinh viên C SP ngƠnh V t lý theo n i dung đư đ đ c ng chi ti t Trên c s tham kh o tƠi li u, giáo trình, bám sát giáo trình Thiên V n h c c a B Giáo. .. t chuy n đ ng c a thiên th h c t t ch ng nƠy, tr c h t sinh viên ph i n m v ng đ nh lu t, ph trình mô t chuy n đ ng c a thiên th , ghi nh m, đ ng ng c b n thiên c u, h to đ thiên v n… Các ch... sau: - V trí c a thiên th b u tr i; - i u ki n m c vƠ l n c a thiên th ; - Cách quan sát b u tr i v đ khác 3.1 Thiên c uăvƠăcácăkháiăni mătrên thiên c u 3.1.1.ă nhăngh a thiên c u Thiên c u lƠ m