AST201 – Lec1 Stars and Galaxies Introduction - Jan 7,14.docx

8 Pages
92 Views
Unlock Document

Department
Astronomy & Astrophysics
Course
AST201H1
Professor
Michael Reid
Semester
Winter

Description
Stars and Galaxies Intro 01/07/2014 AST201 – Stars and Galaxies Lecture 1 – January 7, 14 [email protected] Hubble photo “Hubble extreme deep field” Introduction The Cosmos Galaxies Stars Matter is what produces gravity Contents of the Universe Fritz Zwicky – in 30s he studied clusters of galaxies and he figured out how large the galaxies were and  how they were moving around in space (in response to each others gravity) (depending on how big they  are, you can measure how fast they are moving) Most of the mass of galaxy clusters were invisible “missing  mass” theory rd Vera Rubin – studied individual galaxies and how fast each one is spinning,  “Kepler’s 3     law” the law of   gravity says the farther you are from the center of the galaxy, the slower you are orbiting. Rubin’s  observation was the opposite – the farther you are from the center, the faster you are orbiting. –compared  to Zwicky’s missing mass prediction Up to 90% of the masses of these galaxies is invisible – no matter what telescope used Rubin’s contents of the universe – 10% stars, galaxies, planets, gas, dust, etc. 90% dark matter In 1998 it was discovered that 68.3% was dark energy, 26.8% dark matter, 4.9% ordinary matter (stars,  planets, etc.) 4.9% of the universe is “luminous” matter or “light­emitting matter” 97.5% of the universe is “missing” Most of the universe is very empty Chapter 1 – Intro to Astronomy 01/07/2014 Reading Goals: Chapter 1 – Intro to Astronomy 01/07/2014 A very big mystery: the Dark Universe Explain what the Hubble eXtremely Deep Field is, how it was produced, and what it tells us about the  overall makeup of the universe. Describe the overall composition of the universe in terms of matter, energy, dark matter, and dark energy. Identify one piece of evidence for the existence of dark matter. Develop your willingness to ask “Why?” and “How do we know?” Get comfortable discussing science and solving problems with your peers Get to know at least one other person in the class Key Topics  A very big mystery: the Dark Universe  explain what the Hubble eXtremely Deep Field is, how it was produced, and what it tells us about the  overall makeup of the universe  Describe the overall composition of the universe in terms of matter, energy, dark matter, and dark energy  Identify one piece of evidence for the existence of dark matter  A Modern View of the Universe  1.1 The Scale of the Universe    Our Cosmic Address   Universe> local group(galaxy cluster)> Milky Way galaxy> Sol(ar) System>Earth  Our solar system: located about 2/3 away from galactic center to edge of galactic disk.  Our milky way: among largest 40 galaxies in local group  Our local group: located in outskirts of local supercluster    Astronomical Distance Measurements  Astronomical Unit (AU): Earth's average distance from the Sun (about 150 million km, 8 light­ minutes) ­ describes distances within solar system  Light­Year (ly): distance light travels in 1 year (about 10 trillion km, 63,000 AU) ­ describes distances of  stars/galaxies   Chapter 1 – Intro to Astronomy 01/07/2014   Looking Back in Time  Sirius: brightest star in sky ­ 8 light­years away. Because it takes the light 8 years to travel the distance, we  see Sirius as it was 8 years ago.  Orion Nebula: giant cloud in which stars/planets are forming ­ 1500 light­years away.   Andromeda Galaxy: 2.5 million light­years away.  Alpha Centauri: nearest star system to ours; 4.4 light­year  "The farther away we look in distance, the further back we look in time"    The Observable Universe  Universe estimated to be 14 billion years old; distance of 14 billion light­years marks boundary (horizon) of  our observable universe.  Contains nearly 100 billion galaxies    1.2 The History of the Universe    The Big Bang, Expansion, and the Age of the Universe  The universe is expanding:  the average distances between galaxies are increasing with time. Galaxies  and objects within them are not.  Stellar Lives and Galactic Recycling  Gravity drives collapse of clouds of gas/dust to form stars/planet ­ compresses material in cloud to the point  at which center becomes dense + hot enough to generate energy by nuclear fusion Star lives as long as it can shine with energy from fusion, dies when it exhausts usable fuel  In final death throes, star blows contents back into space. Most die in supernova Blown contents become parts of new clouds and form new stars  Chapter 1 – Intro to Astronomy 01/07/2014 Star Stuff  Universe contained only hydrogen, helium and a trace of lithium. Other elements were manufactured by  stars through nuclear fusion + reactions accompanying explosions  The History of the Universe  The Big Bang ­­ The Milky Way Forms ­­ Earth forms ­­ Early life on Earth ­­ Cambrian explosion ­­ Rise of  the dinosaurs ­­ Extinction of the dinosaurs ­­ Early hominids evolve ­­ Modern humans evolve ­­ Agriculture  arises ­­ Pyramids built ­­ Kepler and Galileo show that Earth orbits the Sun ­­ Now  (Earlier histories occurred farther apart in time, last few happened very quickly in cosmic time)    1.3 Spaceship Earth    How is Earth moving through space?  Rotation and Orbit  Rotation ­ daily, west to east counter­clockwise when viewed from North Pole (Sun rises in E, sets in W),  1000km/hr   Orbit ­ yearly, 100,000 km/hr, axis tilt is 23.5  pointing at Polaris/North star, also counter­clockwise  (consequence of birth)  Motion Within the Local Solar Neighbourhood  Stars move randomly rela
More Less

Related notes for AST201H1

Log In


OR

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


OR

By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.


Submit