Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi



Samankaltaiset tiedostot
Kyösti Ryynänen Luento

12. Aurinko. Ainoa tähti, jota voidaan tutkia yksityiskohtaisesti esim. pyöriminen, tähdenpilkut pinnalla, ytimestä tulevat neutrinot

Ulottuva Aurinko Auringon hallitsema avaruus

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY

Tähtitieteen peruskurssi Lounais-Hämeen Uranus ry 2013 Aurinkokunta. Kuva NASA

Jupiterin magnetosfääri. Pasi Pekonen 26. Tammikuuta 2009

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät

AURINKOKUNNAN RAKENNE

Avaruussää ja Auringon aktiivisuusjakso: Aurinko oikuttelee

Kosmos = maailmankaikkeus

Jupiter-järjestelmä ja Galileo-luotain II

Avaruussää. Tekijä: Kai Kaltiola

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE ÄLÄ KÄÄNNÄ SIVUA ENNEN KUIN VALVOJA ANTAA LUVAN!

IONOSPHERIC PHYSICS, S, KEVÄT 2017 REVONTULIALIMYRSKY

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Revontulet matkailumaisemassa

Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN

Mustien aukkojen astrofysiikka

761352A JOHDATUS AVARUUSFYSIIKKAAN

Luku 3. Ilmakehä suojaa ja suodattaa. Manner 2

Radioaaltojen eteneminen. Marjo Yli-Paavola, OH3HOC

Säteily ja suojautuminen Joel Nikkola

Mitä energia on? Risto Orava Helsingin yliopisto Fysiikan tutkimuslaitos CERN

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Maan ja avaruuden välillä ei ole selkeää rajaa

n=5 n=4 M-sarja n=3 L-sarja n=2 Lisäys: K-sarjan hienorakenne K-sarja n=1

PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016

Koronan massapurkaukset ja niiden synty. Sanni Hoilijoki Teoreettisen fysiikan syventävien opintojen seminaari

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

Kosmologia ja alkuaineiden synty. Tapio Hansson

Opetusesimerkki hiukkasfysiikan avoimella datalla: CMS Masterclass 2014

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Supernova. Joona ja Camilla

Maailmankaikkeuden syntynäkemys (nykykäsitys 2016)

Neutriinofysiikka. Tvärminne Jukka Maalampi Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto

Fotometria Eskelinen Atte. Korpiluoma Outi. Liukkonen Jussi. Pöyry Rami

Atomimallit. Tapio Hansson

Ydin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1

MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET

Monimuotoinen Aurinko: Aurinkotutkimuksen juhlavuosi

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Planeetan määritelmä

Aineen olemuksesta. Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto

Kvantittuminen. E = hf f on säteilyn taajuus h on Planckin vakio h = 6, Js = 4, evs. Planckin kvanttihypoteesi

Planetaariset sumut Ransun kuvaus- ja oppimisprojekti

Radioastronomia harjoitustyö; vedyn 21cm spektriviiva

AURINGONPILKKUJAKSO 25? TONI VEIKKOLAINEN

L a = L l. rv a = Rv l v l = r R v a = v a 1, 5

3.1 Varhaiset atomimallit (1/3)

Teoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta

Sähköstatiikka ja magnetismi

Exploring aurinkokunnan ja sen jälkeen vuonna Suomi

CERN-matka

Atomimallit. Tapio Hansson

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ VI

Keski-Suomen fysiikkakilpailu

Avaruussääriskit Brent Walker yhteenveto. Prof. Eija Tanskanen Ilmatieteen laitos, Avaruussääryhmä

Jupiterin kuut (1/2)

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Neutriino-oskillaatiot

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

perushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi

Luku 27. Tavoiteet Määrittää magneettikentän aiheuttama voima o varattuun hiukkaseen o virtajohtimeen o virtasilmukkaan

766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

Ydin- ja hiukkasfysiikka: Harjoitus 1 Ratkaisut 1

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 4 Kevät 2017

Hiukkasfysiikan luento Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura

TÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA

Geomagnetismin historiasta

Synkrotronisäteily ja elektronispektroskopia. Tutkimus Oulun yliopistossa

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

GLOBAL WARMING and cooling. Aurinko syytettynä, CO2 marginaali. Timo Niroma Ilmastofoorumi Toukokuu 2009

Sisäiset tasapainoehdot

Tähtien rakenne ja kehitys

Ionisoiva säteily. Tapio Hansson. 20. lokakuuta 2016

Gravitaatioaallot - uusi ikkuna maailmankaikkeuteen

UUDEN AURINGONPILKKUJAKSON ALKU TONI VEIKKOLAINEN AURINKOKUNTATAPAAMINEN,

Atomien rakenteesta. Tapio Hansson

Magneettikentät. Haarto & Karhunen.

Ydinfysiikkaa. Tapio Hansson

6. AVARUUSSÄÄ. Johdanto

13.3 Supernovat. Maailmankaikkeuden suurienergisimpiä ilmiöitä: L max 10 9 L. Raskaiden alkuaineiden synteesi (useimmat > Fe )

1.1 Magneettinen vuorovaikutus

Niko Knuutinen, Tuomas Väätäinen, Joel Sihvonen, Eemeli Manninen

ja KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA

Valomylly. (tunnetaan myös Crookesin radiometrinä) Pieni välipala nykyisin lähinnä leluksi jääneen laitteen historiasta.

ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ V

spiraaligalaksi on yksi tähtitaivaan kauneimmista galakseista. Sen löysi Charles Messier 1773 ja siksi sitä kutsutaan Messierin kohteeksi numero

elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

Liikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat Jousivoima

Säteilyannokset ja säteilyn vaimeneminen. Tapio Hansson

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Tähtien magneettinen aktiivisuus; 1. luento

KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA

Atomin ydin. Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N

Transkriptio:

Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S S I T J A F L A R E - P U R K A U K S E T E N E R G I A N S I I R T Y M I N E N A U R I N K O T U U L I J A R E V O N T U L E T Tähtitieteen peruskurssi 1

Tähtitieteen peruskurssi 2 Auringon kromosfääri H-a suotimen läpi nähtynä

Tähtitieteen peruskurssi 3

Tähtitieteen peruskurssi 4

Auringon neutriino-ongelma Vasta viimeisten havaintojen tulokset, joiden mukaan neutriinot vaihtavat tilaansa selittivät Auringon neutriino-ongelman, jonka mukaan Auringosta havaittiin liian vähän neutriinoja. Vain elektronin neutriinoja pystyttiin mittaamaan varhaisilla laitteilla. 2001 SNO:n tuloksen mukaan 65% Auringon e-neutriinoista muuttuu m- tai t-neutriinoiksi Neutrino+D 2 O Cherenkovin säteily

Auringon pinnan värähtelytiloja Siniset alueet liikkuvat meitä kohti ja punaiset liikkuvat meistä poispäin

Auringon energiantuotto Aurinko tuottaa fuusioreaktion avulla energiaa noin 4 x 10 26 W teholla Joka sekunti 600 x 10 6 tonnia vetyä muuttuu 596 x 10 6 tonniksi heliumia, eli energiaa syntyy näiden massojen erotuksen 4 miljoonaa tonnia verran Pääsarjavaiheen aikana massan menetys on kuitenkin < 0.1% Auringon kokonaismassasta N. ¼ säteen sisäpuolella heliumin osuus kasvaa ja on ytimessä n. 60%. Aurinko on muuttanut vedystä heliumiksi noin 5%. Tähtitieteen peruskurssi 7

Energian siirtyminen fotonien satunnaissirontaprosessin kautta. Sironta tapahtuu elektroneista, protoneista ja atomeista, sekä molekyyleistä. Fotonin keskimääräinen sironta-aika on n. 200000 vuotta keskustasta ulos.

Auringon efektiivinen pintalämpötila T eff =5778 K Tähtitieteen peruskurssi 9

Rotaation kulmanopeus: A- B 2 sin, missä on latitudi ekvaattorin suhteen ja A=14.5 ja B=2.9 astetta/päivä. Auringon pyöriminen on helppo havaita esim. tarkastelemalla auringonpilkkuja Pyörähdysaika on keskimäärin 27 päivää Sisäosa pyörii kuten kiinteä kappale Pyörimisakselin kaltevuus n. 7 astetta ekliptikaan nähden reunatummeneminen (sivusta nähdään viileämmät tummat kerrokset) Tähtitieteen peruskurssi 10

n. 1 eli n. 1000 km Konvektio

Kaasu virtaa ylöspäin kirkkaissa fotosfäärin kohdissa Supergranulaatiosolut paljon suurempia n. 1

Tähtitieteen peruskurssi 13

Auringon pinnan granulaatiota ja pilkkuja Granulaatiota ja auringonpilkkuja Tähtitieteen peruskurssi granulaatio aiheutuu konvektiosta rakeiden läpimitta tyypillisesti n. 1000 km (1 ) auringonpilkun kohdalla pintalämpötila n. 1500 K alhaisempi, kuin muualla pinnalla. Pilkkujen magneettikenttä estää konvektion pilkun läpimitta n. 10000 km pilkkujen elinaika muutamasta päivästä aina kuukausiin penumbra 14 umbra

Tähtitieteen peruskurssi 15

Auringonpilkut pilkkujen synty liittyy Auringon magneettikentiin n. 0.45 T. (Maassa 6x10-5 T) pilkkujen runsaudessa on keskimäärin 11 vuoden jakso (vaihteluväli 7-17 vuotta). Magneettisuuden jakso on 22 vuotta 1600-luvulla Maunderin minimi 1400-luvulla Spörerin minimi Viimeinen minimi 2006 Tähtitieteen peruskurssi 16

Auringonpilkut jakson alussa pilkkuja esiintyy enemmän korkeilla leveysasteilla ja jakson edetessä pilkut siirtyvät lähemmäs ekvaattoria Tähtitieteen peruskurssi 17

Tähtitieteen peruskurssi 18

Kromosfääri ja korona kromosfäärin punainen: Ha emissio. T= 4500-8500 K Kromosfäärin emissioviivat tulevat esille auringonpimennyksen aikana kaasu kuumenee koronassa aina T~1x10 6 K kuumenemisen syynä on magneettikenttien ja sähkövirtojen aiheuttama ionien liike Koronassa on moninkertaisesti ionisoituneita alkuaineita (esim. 13 kertaa ionisoitunut rauta) Tähtitieteen peruskurssi 19

Aurinko: korona Tähtitieteen peruskurssi 20

hehkuvia kaasupilviä T=10000-20000 K Protuberanssi=prominenssi Frare-purkaus tai prominenssi ->Koronan massapurkaus (vaihteluväli: muutama viikossa -useita päivässä) Korona 1s-1h Atmosfääri Kromosfääri Fotosfääri Opasiteetti kasvaa voimakkaasti (atomit eivät enää täysin ionisotuneita) ja energian siirtymistapa muuttuu Tähtitieteen peruskurssi 21

Kirkkaat silmukat yhdistävät usein auringonpilkkuja toisiinsa

Magneettisen toiminnan aiheuttamat flarepurjaukset havaitaan hyvin röntgen alueella ja niissä purkautuu avaruuteen suuri määrä varattuja hiukkasia

Flare-purkaus: purkausten hiukkasten nopeus jopa 0.3 c Tähtitieteen peruskurssi 24

Tähtitieteen peruskurssi 25

Koronan massapurkaukset

Aurinkotuuli Koronasta lähtevä kuuma plasma (sähköisesti neutraali ionien ja elektronien sekoitus) etenee tyypillisesti 450 km s -1, eli se saavuttaa Maan muutaman päivän kuluessa. Tiheys Maassa n. 5-10 kpl/cm 3 Koostuu enimmäkseen elektroneista ja protoneista, mutta mukana on myös helium ytimiä. Auringon napa-alueilla nopeus n. 800 km/s ja ekvaattorilla n. 300 km/s Aurinko menettää vuodessa massaansa aurinkotuulen mukana 2-3x10-14 Auringon massaa. Aurinkotuulen osuessa maan magneettikenttään syntyvät Van Allenin vyöt ja revontulet. Nykyisin laaditaan ns. avaruussää ennusteita. 27 Tähtitieteen peruskurssi

Tähtitieteen peruskurssi 28

Aurinkotuulen reaaliaikaisia mittauksia (n. 1h ennen saapumista Maahan) 29 protonitiheys nopeus Tähtitieteen peruskurssi

Spaceweather.com: Avaruussääennusteet 30 Tähtitieteen peruskurssi

Revontulia esiintyy eniten aurinkomaksimin aikana, jolloin Auringon pinnalla esiintyy runsaasti auringonpilkkuja! Silloin myös magneettiset myrskyt ja aurinkotuuli ovat hyvin voimakkaita. Revontulet syntyvät ilmakehässä n.100 km korkeudessa ionosfäärissä, kun Maan magneettikentän kiihdyttämät sähköiset hiukkaset - protonit ja neutronit - iskeytyvät ilmamolekyyleihin. Nämä luovuttavat osan saamastaan lisäenergiasta näkyvänä valona. Tavallisin revontulien väri on vihreä ja se on peräisin happimolekyyleistä kuten harvinaisempi punainen väri. Sininen ja violetti väri syntyvät typpimolekyyleistä. Tähtitieteen peruskurssi 31

Tähtitieteen peruskurssi 32

Tähtitieteen peruskurssi 33