Astronomia Galaktyczna i pozagalaktyczna

wykład dla III roku astronomii, rok akad. 2021/2022, semestr letni



Galaktyka Andromedy (Wikimedia Commons)

Zakres tematyczny wykładu:

  • Wyznaczanie odległości do gwiazd i obiektów pozagalaktycznych: historia i współczesność
  • Historyczne koncepcje budowy Wszechświata poza granicami Układu Słonecznego
  • Dorobek Wiliama, Karoliny i Johna Herschelów
  • Nasza Galaktyka - Galaktyka Drogi Mlecznej
  • Struktura i podsystemy Galaktyki
  • Kinematyka, rotacja Galaktyki
  • Struktura spiralna
  • Gromady otwarte, gromady kuliste w Galaktyce
  • Materia Międzygwiazdowa w Galaktyce, ciemna materia
  • Inne galaktyki - klasyfikacja morfologiczna
  • Szczególne typy galaktyk
  • Rozmieszczenie galaktyk, gromady galaktyk, ucieczka galaktyk
  • Mikrofalowe promieniowanie tła
  • Koncepcje powstania i budowy Wszechświata

Materiały do zajęć - proszę nie upubliczniać.


Forma zaliczenia wykładu (przy założeniu formy kontaktowej):

  • Egzamin pisemny (ewentualnie "dopytanie" ustne), wg. listy zagadnień na egzamin - poniżej, lub:
  • własny, zaproponowany przez studenta (i zaaprobowany przeze mnie) projekt, dotyczący tematyki wykładu (obliczeniowy, obserwacyjny, internetowy, inny) - zaliczenie na podstawie "okazania dzieła" i po jego pozytywnej ocenie. Temat musi być uzgodniony ze mną do 30 kwietnia 2022. Zawsze można zrezygnować i przystąpić do egzaminu.

Zagadnienia (nie pytania!) egzaminacyjne:

  • Dowód na pozagalaktyczną naturę „mgławic spiralnych”?
  • Rozkład gromad otwartych i kulistych w Galaktyce. W jaki sposób wykazano, że Słońce znajduje się na peryferiach Galaktyki?
  • Obserwacyjne dowody występowania materii międzygwiazdowej w Galaktyce?
  • Paralaksa fotometryczne, różne warianty
  • Pierwsze koncepcje budowy Galaktyki i miejsca Słońca
  • Wykorzystanie cefeid do wyznaczania odległości, problem kalibracji
  • Metody wyznaczania odległości do gromad gwiazd
  • Ruch Słońca względem najbliższych gwiazd
  • Paralaksa wiekowa i statystyczna
  • Kinematyczne różnice między gwiazdami w różnych podsystemach Galaktyki
  • Ruch Słońca w Galaktyce
  • Rotacja Galaktyki, stałe Oorta, ich interpretacja i zastosowanie
  • Przestrzenny rozkład gwiazd w okolicy Słońca
  • Obserwacyjne dowody rotacji Galaktyki
  • Wyznaczanie krzywej rotacji Galaktyki wewnątrz i poza orbitą Słońca
  • Krzywa rotacji Galaktyki a problem masy Galaktyki
  • Dowody na istnienie struktury spiralnej w Galaktyce
  • Jakie obiekty wyznaczają położenie ramion spiralnych w galaktykach? Teorie wyjaśniające strukturę spiralną
  • Obserwacje Galaktyki na falach 21-cm
  • Dowody aktywności w centrum Galaktyki
  • Co wiemy o Centrum Galaktyki
  • Charakterystyka gwiazd w zgrubieniu centralnym Galaktyki
  • Dowody na istnienie czarnej dziury w Centrum Galaktyki
  • Zmiany wskaźników barwy U-B oraz B-V a ekstynkcja międzygwiazdowa
  • Populacja I i II gwiazd - porównanie
  • Morfologiczna klasyfikacja galaktyk
  • Prawo Hubble’a i jego zastosowanie
  • Ruch gwiazd w galaktykach eliptycznych. Prawo Faber-Jackson
  • Ruch gwiazd w galaktykach spiralnych. Krzywe rotacji. Relacja Tully-Fischer
  • Wyznaczanie odległości obiektów pozagalaktycznych
  • Kosmiczna drabina odległości
  • Historia pierwszych pomiarów odległości do gwiazd
  • Mikrofalowe promieniowanie tła
  • Ruch nadświetlny w kwazarach
  • Własności galaktyk typu cD
  • Gromady galaktyk a ciemna materia
  • Najistotniejsze różnice w widmach galaktyk Seyferta typu I i II
  • Cechy widm galaktyk normalnych oraz galaktyk o aktywnych jądrach
  • Typy galaktyk a wskaźnik barwy
  • Miejsce Drogi Mlecznej w wielkoskalowej strukturze Wszechświata
  • Wyznaczanie mas galaktyk, krzywe rotacji a problem masy
  • Wielkoskalowa struktura Wszechświata
  • Rozszerzanie się Wszechświata

Literatura (z wszystkiego po trochu):

Koniecznie przestudiować: https://www.handprint.com/ASTRO/galaxy.html

  • W studenckiej pracowni komputerowej w IOA proszę zajrzeć do katalogu /home/COMMON/teksty/Galaktyczna...

    Uwaga: dostępne w powyższym katalogu (i oznaczone niżej na zielono)
    dokumenty elektroniczne są przeznaczone wyłącznie do osobistego użytku studentki/studenta.
    Proszę ich w żaden sposób nie upubliczniać.


  • Astronomia Ogólna, Hannu Karttunen, Pekka Kröger, Heikki Oja, Markku Poutanen, Karl Johan Donner, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021
  • Fundamental Astronomy, sixth edition, Hannu Karttunen, Pekka Kröger, Heikki Oja, Markku Poutanen, Karl Johan Donner, Springer, 2017
  • An Introduction to Modern Astrophysics, Second Edition, BRADLEY W. CARROLL & DALE A. OSTLIE, Cambridge University Press, 2017
  • Galactic astronomy, James Binney & Michael Merrifield, Princeton University Press, 1998
  • Galactic Dynamics: Second Edition, James Binney & Scott Tremaine, Princeton Univers. Press; 2008
  • An Introduction to Distance Measurement in Astronomy, RICHARD DE GRIJS, John Wiley & Sons Ltd, 2011
  • Extragalactic Astronomy and Cosmology, second edition, Peter Schneider, Springer, 2015
  • The Milky Way: Structure, Dynamics, Formation and Evolution, Françoise Combes and James Lequeux, CURRENT NATURAL SCIENCES, EDP Sciences/CNRS Éditions, 2016
  • The Milky Way An Insider’s Guide, William H. Waller, Princeton University Press, 2013
  • Astronomy: Principles and Practice, IV edition A.E. Roy & D. Clarke, IOP Publishing, 2018
  • Measuring the Universe, The Cosmological Distance Ladder, Stephen Webb, Springer Praxis, 1999
  • Parallaxes: history, survey and outlook, W. Gliese and A. R. Upgren, Publications de l’Observatoire Astronomique de Beograd, 40:7–18, October 1990.
  • The Scientific Legacy of William Herschel, Clifford J. Cunningham, Editor, Springer, 2018
  • Galaxies in the Universe: An Introduction, Linda S. Sparke & John S. Gallagher III, University of Wisconsin, Madison, 2007.
  • Astronomical distance scales in the Gaia era., F. Mignard, Comptes Rendus. Physique, Académie des sciences (Paris), 2019, 20 (1-2), pp.140-152. 10.1016/j.crhy.2019.02.001. hal-02178484, https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02178484
  • The 10 parsec sample in the Gaia era
  • DESI Legacy Imaging Surveys
  • https://cerncourier.com/a/exploring-the-hubble-tension/
  • The ABC's of Distances by Ned Wright from UCLA
  • Bessel Project