Sterrekunde

Sterrekunde (ook astronomie, wat "die wette van die sterre" beteken) is 'n wetenskap wat die waarneming en verduideliking van gebeurtenisse buite die aarde en die atmosfeer behels. Die oorsprong, ewolusie, fisiese en chemiese eienskappe van voorwerpe wat in die hemelruim waargeneem kan word, word bestudeer.

moon.crater.arp.750pix.jpg, deur die Apollo 11 bemanning gefotografeer terwyl hulle om die Maan gewentel het in 1969. Naby die middel van die agterkant van die Maan geleë, die deursnee van die krater is ongeveer 92 kilometer.]]

Sterrekunde is een van die min wetenskappe waar amateurs steeds 'n rol te speel het, veral met die ontdekking en monitering van verskynsels met 'n verbygaande aard. Sterrekunde moet nie met sterrewiggelary (astrologie) verwar word nie. Sterrewiggelary is 'n geloof dat daar 'n korrelasie bestaan tussen mense se doen en late en noodlot, en die stand van die hemelliggame – al het die twee velde 'n gemeenskaplike oorsprong is hulle baie verskillend, sterrekundiges aanvaar die wetenskaplike metode en sterrewiggelaars (astroloë) nie.

Vertakkinge van sterrekunde

Toe sterrekunde nog in sy kinderskoene gestaan het, in die tyd van die antieke Grieke en ander antieke beskawings het sterrekunde hoofsaaklik bestaan uit sterremeetkunde, waar die posisies van sterre en plante in hemel gemeet is. Later met die werk van Kepler en Newton is die weg gebaan vir hemelmeganika, die wiskundige voorspelling van die bewegings van die hemelliggame onder invloed van swaartekrag en die voorwerpe in ons sonnestelsel in besonder. Baie van die pogings in bogenoemde twee velde is hoofsaaklik per hand gedoen maar word deesdae outomaties met rekenaars gedoen tot so 'n mate dat die twee vakgebiede nie meer as onafhanklik beskou kan word nie. Bewegings en liggings van voorwerpe kan nou maklik vasgestel word en die moderne sterrekunde bemoei homself meer met die pogings om ware fisiese aard van hemelliggame waar te neem en te verstaan.

Vanaf die begin van die 20ste eeu was die veld van professionele sterrekunde geneig om verdeel te word in waarnemende sterrekunde en teoretiese astrofisika. Alhoewel die meeste sterrekundiges elemente van beide in hulle navorsing gebruik, word verskillende vaardighede benodig en daarom is die meeste sterrekundiges geneig om in die een of die ander te spesialiseer. Waarnemende sterrekunde is meestal gemoeid met die insameling en verwerking van data wat die bou en onderhoud van instrumente behels. Teoretiese astrofisika (fisiese sterrekunde) is hoofsaaklik gemoeid met die verklaring en verstaan van die implikasies van die verskillende modelle en behels werk met analitiese modelle op rekenaars.

Die studievelde kan ook verdeel word op twee ander maniere: volgens "onderwerp", gewoonlik na aanleiding van die gebied in die ruimte (bv. terrestelselsterrekunde) of "probleme aangespreek" (soos stervorming of kosmologie); of volgens die manier waarop die inligting verkry word.

Volgens onderwerp of probleem aangespreek

dust.devil.mars.arp.750pix.jpg op Mars. Deur die "Mars Global Surveyor" gefotografeer, die lang donker lyn word gevorm deur 'n bewegende draaikolk in die atmosfeer van Mars (soortgelyk aan 'n tornado op aarde). Die stofduiwel self (die swart kol) klim teen die wal van die krater uit. Die lyne aan die regterkant is sandduine op die vloer van die krater.]]

Sterremeetkunde: Die studie van die ligging van hemelliggame en hulle verandering in posisie. Definieer die koördinaatstelsel wat gebruik word en die bewegingsleer van voorwerpe in ons heelal.
Astrofisika (Fisiese sterrekunde): die studie van die fisika van die heelal insluitende die fisiese eienskappe (ligsterkte, digtheid, temperatuur, chemiese samestelling) van sterrekundige voorwerpe.
Kosmologie: die studie van die oorsprong van die heelal en sy ewolusie. Die studie van kosmologie is teoretiese astrofisika op groot skaal.
Ewolusie en vorming van sterrestelsels: die studie van die vorming van die sterrestelsels en hul ewolusie daarna.
Sterstelselkunde: die studie van die struktuur en onderdele van ons en ander sterrestelsels.
Buitestelsel sterrekunde: die studie van hemelliggame
Sterkunde: Die studie van sterre.
Sterewolusie: die studie van die ewolusie van sterre vanaf hulle vorming tot hul einde as blote oorblyfsels; supernova's, bruin dwerge, of swartgate.
Stervorming: die studie van die toestande en prosesse wat lei tot die vorming van sterre binne in gaswolke.
Planetêre Wetenskappe: die studie van die planete van die sonnestelsel.
Astrobiologie: die studie van die oorsprong en ewolusie van biologiese stelsels in die heelal.

Daar bestaan ook ander dissiplines wat as vertakkinge van sterrekunde beskou kan word.

Volgens die maniere waarop inligting verkry word

In sterrekunde word inligting hoofsaaklik verkry deur die bespeuring en analise van elektromagnetiese straling, fotone, kosmiese straling, neutrino's, meteore en dalk in die toekoms swaartekraggolwe (sien LIGO en LISA).

'n Tradisionele verdeling van sterrekunde deur die deel van die elektromagnetiese spektrum wat waargeneem word:

Optiese sterrekunde beskryf die tegnieke wat gebruik word om lig te bespeur en te analiseer in en rondom die golflengtes wat waarneembaar is met die oog (omtrent 400-800 nm). Die mees gebruikte apparaat is die teleskoop met elektroniese kameras en spektrograwe.
Infrarooi sterrekunde is gemoeid met die bespeuring van infrarooi straling (Golflengtes korter as die van rooi lig). Die mees algemene apparaat is die teleskoop maar met 'n instrument wat geoptimiseer is vir infrarooi. Ruimteteleskope word ook gebruik om die steuring (elektromagnetiese interferensie) van die atmosfeer uit te skakel.
Radio sterrekunde gebruik heeltemal ander instrumenttipes om straling op te spoor. Golflengtes hier kan wissel van mm tot cm. Die ontvangers is soortgelyk aan die wat gebruik word vir radio uitsendings (wat straling van dieselfde golflengtes gebruik) Sien ook Radioteleskoop.
Hoë-energie sterrekunde: Die studie van sterrekundigie voorwerpe wat hoë-energie elektromagnetiese golwe vrystel. Dit sluit X-strale, gammastrale, UV-strale, neutrinos en kosmiese straling in.

grav.lens1.arp.750pix.jpg. Hierdie beeld wys verskeie blou, lusvormige voorwerpe wat veelvuldige beelde van dieselfde sterrestelsel is. Hulle is gedupliseer deur die swaartekraglens effek van die tros geel sterrestelsels naby die foto se middel. Die lens word geskep deur die tros se swaartekragveld wat die lig buig en sodoende die beeld van 'n voorwerp op 'n verdere afstand te vergroot en verwring.]]

Optiese en radio sterrekunde kan gedoen word met grond-gebaseerde sterrewagte, omdat die atmosfeer deurskynend is vir daardie golflengtes. Infrarooi lig word sterk geabsorbeer deur waterdamp, dus moet infrarooi sterrewagte geleë waas op hoë en droeë plekke of in die ruimte.

Die atmosfeer is ondeurskynend vir X-strale, gammastrale en UV-strale en behalwe vir 'n paar golflengte "vensters" ook vir infrarooi strale dus moet waarnemings gedoen word vanaf ballonne of ruimte sterrewagte.

Kort geskiedenis

In die vroeë geskiedenis het sterrekunde slegs die waarnemings en voorspellings behels, van die bewegings van hemelligame wat met die blote oog waargeneem kon word. Die Rigveda verwys na die 27 sterrebeelde wat met die beweging van die son geassosieer word en ook die 12 diereriemverdeling van die naghemel. Die antieke Grieke het belangrike bydraes gemaak tot sterrekunde, onder andere die definisie van die helderheidstelsel. Die Bybel bevat 'n aantal stellings oor die posisie van die aarde in die heelal en die aard van die sterre en planete, waarvan die meeste eerder digterlik as letterlik is; sien Bybelse kosmologie. In 500 n.C., het Aryabhata 'n wiskundige stelsel voorgestel waar die aarde om sy eie as draai en die beweging van die planete relatief tot die son oorweeg het.

Sterrekunde het gestagneer tydens die middeleeuse Europa, maar het in die Arabiese wêreld gefloreer. Laat in die 9de eeu het die islamietiese sterrekundige al-Farghani (Abu'l-Abbas Ahmad ibn Muhammad ibn Kathir al-Farghani) uitvoering geskryf oor die beweging van die hemelliggame. Sy werk is in die 12de eeu na Latyn vertaal. Laat in die 10de eeu is 'n baie groot sterrewag naby Teheran in Iran deur die sterrekundige al-Khujandi gebou wat onder andere 'n paar middaglyn-oorgange van die son waargeneem het en daaruit die skuinsheid van die aarde se wentelvlak (ekliptiek) ten opsigte van die hemelekwator bereken het. In Persië het Omar Khayyam (Ghiyath al-Din Abu'l-Fath Umar ibn Ibrahim al-Nisaburi al-Khayyami) vele tabelle opgestel en 'n verandering van die kalender opgestel wat meer akkuraat was as die Juliaanse kalender en byna so akkuraat soos die Gregoriaanse kalender was.

Tydens die Renaissance het Kopernikus 'n heliosentriese model van die sonnestelsel voorgestel. Sy werk is deur Galileo Galilei en Johannes Kepler uitgebrei, reggestel en verdedig. Galileo het teleskope begin gebruik om sy waarnemings te verbeter. Kepler was die eerste om 'n stelsel te ontwikkel wat die bewegings van die planete om die Son as middelpunt in korrekte besonderhede beskryf het.

Kepler was egter nie suksesvol met die ontwikkeling van die toerieë vir die wette wat hy neergeskryf het nie. Newton se uitvinding van hemelligaamdinamika en sy swaartekragwet was finaal in staat om die bewegings van die planete te verduidelik. Die refleksieteleskoop is toe ook ontdek wat waarnemings nog verder verbeter het.

Dit is bevind dat sterre vêr afgeleë voorwerpe was. Met die ontdekking van spektroskopie is dit bewys dat die sterre soortgelyk aan ons eie son was, maar met 'n wye reeks van temperature, massas en groottes. Die bestaan van ons sterrestelsel, die Melkweg, as 'n aparte groep sterre is eers in die 20ste eeu, saam met die bestaan van ander "eksterne" sterrestelsels bewys. Die uitsetting van die heelal soos waargeneem deur die oënskynlike wegwaartse beweging van die meeste sterrestelsels is ook ontdek. Kosmologie het reuse vooruitgang gemaak in die 20ste eeu met die grootknalteorie model wat sterk ondersteun word deur bewyse verskaf deur sterrekunde en fisika, soos byvoorbeeld die kosmiese mikrogolf agtergrondstraling, Hubble se wet en kosmologiese oorvloed van die elemente.

ant.nebula.arp.600pix.jpg. Die uitstorting van gas vanaf die sterwende ster in die middel laat simmetriese patrone anders as die chaotiese patrone wat verwag sou word van 'n gewone ontploffing.]]

Kronologiese lyste

Sien ook

Sterrekundige gereedskap

Eksterne skakels

Organisasies

American Association of Variable Star Observers
American Astronomical Society
Astronomical Society of the Pacific
Astronomical Society of Southern Africa
Cassini Imaging Laboratory – Verstommende beelde van die planete geneem deur die Cassini ruimte-verkenningsvaartuig.
Czech Astronomical Society
Durham Region Astronomical Association
European Southern Observatory
Hawaiian Astronomical Society
Herzberg Institute of Astrophysics
National Optical Astronomy Observatories
North York Astronomical Association
Open Encyclopedia Project - Sterrekundige Afdeling.
Royal Astronomical Society of Canada
Royal Astronomical Society (UK)
Royal Astronomical Society of New Zealand
Saint Louis Astronomical Society
Society for Popular Astronomy (UK)
International Astronomy Youth Camp (IAYC)

Verwysings: Formules en konstantes

Ander eksterne skakels