В структуре астрономической науки можно выделить нижеследующие составные части:
- Астрометрию.
- Небесную механику.
- Теоретическую астрономию.
- Астрофизику.
- Звёздную астрономию.
- Космохимию.
- Космогонию.
- Космологию.
Разделы, решающие астрономическое изучение хода небесных объектов
Астрометрия. Эта область астрономической науки отвечает за изучение кинематики и геометрии небесных объектов.
Главное назначение астрометрии заключается в нахождении с высокой точностью координат небесных объектов, а также векторных величин их скоростей в заданный период времени.
Характеристика этих параметров задаётся шестью астрометрическими величинами:
- Прямым экваториальным восхождением (длиной экваториальной небесной дуги).
- Прямым экваториальным склонением (угловым расстоянием до небесной экваториальной плоскости).
- Экваториальной скоростью в прямом восхождении.
- Экваториальной скоростью в прямом склонении.
- Параллаксами (переменой наблюдаемого местоположения объекта).
- Лучевыми (радиальными) скоростями.
В случае высокоточного замера этих величин, можно получить добавочные сведения о небесном теле, а именно:
- Об абсолютной светимости.
- О массе и возрасте небесного тела.
- О местоположении небесного тела.
- О классе объекта.
- О наличии спутников.
Астрометрия даёт сведения, необходимые для продвижения вперёд других областей астрономии.
Небесная механика. Является областью астрономии, которая использует правила классической механики при исследовании и расчёте хода небесных объектов, в основном относящихся к солнечной системе, и событий, взаимосвязанных с этим движением.
Для небесной механики характерно её подчинение законам Ньютона:
- Закон инерции. Данный закон утверждает, что в перемещающейся с нулевым ускорением системе координат, при отсутствии внешнего воздействия все объекты остаются в покое или имеют прямолинейный и равномерный ход. Сила извне нужна лишь для придания телу движения, для торможения его или перемены вектора скорости. Под воздействием силы телам придаётся ускорение - показатель быстроты изменения величины скорости. Если у небесного объекта наблюдается ускорение, следовательно, на него осуществляется внешнее воздействие. Так как движение по криволинейной орбите всегда происходит с ускорением (нормальным, иначе центростремительным), планеты (в частности и Земля) постоянно подвержены действию, так называемой, гравитационной силы. Целью небесной механики является нахождение зависимости между гравитационной силой гравитации и ходом небесного объекта.
- Закон силы. Под воздействием силы, приложенной к объекту, он осуществляет ускоренное движение (при большей силе - большее ускорение). Сила одинаковой величины придаёт различным телам разные ускорения. Показатель инертности объекта - «масса», каковую можно назвать «количеством вещества» - чем тело массивнее, тем больше его инертность и, как следствие, тем меньше его ускорение. Следовательно, ускорение соразмерно силе, приложенной к телу, и обратно пропорционально его массе. При определённых значениях ускорения и массы объекта, легко находится сила, воздействующая на него.
- Закон противодействия. По этому закону, взаимодействие тел происходит силами одинаковыми по модулю, но имеющими разную направленность. Следовательно, если в систему входит два тела, воздействующих одно на другое равной по модулю силой, они приобретают ускорение в обратной пропорции к их массам. Отсюда, точка, находящаяся на линии соединяющей объекты, отдалённая от них в обратной пропорции к их массам, получит движение с нулевым ускорением, невзирая на то обстоятельство, что у каждого тела ускоренный ход. Точка эта именуется «центром масс», обращение двойных звёзд происходит вокруг такой точки.
Теоретическая астрономия. Предмет изучения этого раздела астрономии: относительное движение в системе двух тел на базе закона всемирного тяготения, без учёта влияния на них сторонних объектов, каковое обычно сказывается в весьма слабой форме и в первичных расчётах его можно не учитывать. В частности, в системе Солнца на все планеты действуют гравитационные силы других планет, но т.к. они столь малы в сопоставлении с солнечной гравитацией, то иногда их можно не учитывать. Главный вопрос, который решает теоретическая астрономия - определение компонентов орбит небесных объектов на базе долговременных наблюдений за ними. Вторая задача, решаемая значительно легче, заключается в составлении по изученным орбитальным элементам таблицы пространственно-временных координат небесных объектов наблюдаемых с Земли (эфемериды).
Рисунок 1. Астрометрия. Масштабы космических расстояний. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Астрофизика. Предметами исследования в астрофизике являются: структура, особенности физического устройства и химическое строение небесных тел. Подразделами астрофизики являются: практическая (наблюдательная) астрофизика и теоретическая астрофизика.
Основные эмпирические приёмы астрофизики:
- Спектральный анализ.
- Фотография.
- Фотометрия.
Теоретическая астрофизика оперирует как средствами анализа, так и компьютерным моделированием при исследовании разных астрофизических событий, создании их моделей и теоретическом их обосновании.
Разделы, решающие астрономическое изучение структуры небесных объектов
В звёздной астрономии исследуются законы размещения светил по объёму вселенной и их движение.
Космохимия занимается изучением химического строения небесных объектов, законами распространения и дислокации химических элементов на просторах Вселенной. Она изучает процессы образования космической материи.
Один из главных вопросов, решаемый в космохимии – познание, исходя из структуры и распространения химических элементов, процессов развития небесных объектов, определение, исходя из их химической природы, истории их возникновения и развития. Главное внимание космохимия отдаёт вопросам распространения и дислокации химических элементов в космическом пространстве. Химическая структура Солнца, внутренних планет, метеоритов и астероидов, скорее всего, фактически схожа. Разные периоды звёздного развития дают различную химическую структуру светил.
атмосферы Земли и Марса. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ">
Рисунок 2. Наблюдаемые спектры атмосферы Земли и Марса. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Космогония является областью астрономической науки, которая занимается изучением возникновения и эволюции небесных объектов: звёзд и их скоплений, туманностей, галактических систем, солнечной системы вместе с самим светилом, планетарных систем с их спутниками, метеоритов, астероидов, комет.
Космогония тесно связана с астрофизикой. Так как все космические объекты рождаются и эволюционируют, свойственные им динамические процессы имеют взаимосвязь с их природой. Поэтому современная космогония всеобъемлюще пользуется физическими и химическими методами исследований.
Космология. Данный раздел астрономии ответственен за изучение обобщённых законов устройства и эволюции Мира.
