Astrofizika

Astrofizika ( – "ulduz" və  – "təbiət") — Astronomik obyektlərin yerləşməsini və hərəkətini yox, təbiətini öyrənən elm sahəsidir və Astronomiyanın bir qoludur. Astrofizika, əslində müasir astronomiyanın ən böyük və sürətlə inkişaf edən bölmələrindən biri hesab edilir və kosmokimya ilə birgə ulduzların, kometlərin, dumanlıqların, planetlərin fiziki və kimyəvi tərkiblərini də öyrənir. Fotometrik və fotoqrafik araşdırmaları bəzən astrofotoqrafiya və astrofotometriya terminləri ilə də ifadə edirlər.

Astrofizikanı bəzən nəzəri olaraq 2 hissəyə bölürlər:
 praktik astrofizika
 nəzəri astrofizika

Praktiki astrofizikada astrofizika texnikası nəzəriyyəsi, bu texnikadan istifadə metodikası, alınan müşahidə materiallarının işlədilməsi metodikası, radioelektronika, hesablama texnikasının avtomatlaşdırılması və s. problemləri öyrənilir.

Nəzəri astrofizikada isə astrofizika məsələlərinin qoyulması müşahidə materialları əsasında kainat obyektlərinin fiziki təbiətinin öyrənilməsi, bu obyektlərdə gedən fiziki proseslərin aşkara çıxarılması eləcə də bu obyektlərin mümkün qarşılıqlı əlaqə və təsirlərinin problemləri öyrənilir. Yeni müşahidə üsullarının yaranması və inkişafı müasir astrofizikada yeni tədqiqat sahələrinin yaranmasına səbəb olmuşdur. Onlardan radioastronomiya, qamma və rentgen astronomiya, ultrabənövşəyi astronomiya, infroqırmızı astronomiyanı göstərmək olar.

Astrofizikanı Fiziki astronomiya ilə səhv salmaq olmaz. Fiziki astronomiya səma obyektlərinin hərəkət nəzəriyyəsini öyrənir və tamamilə fərqli sahədir.

Astrofizika teleskoplar vasitəsilə müşahidənin imkanları daxilində səma obyektlərinin səthlərinin, Günəşin və planetlərin quruluşunu tədqiq edir. Buna misal olaraq 1761-ci ildə M. V. Lomonosov tərəfindən Venera planetinin atmosferinin kəşfini göstərmək olar.

"Astrofizika" termini özlüyündə 1865-ci ildən mövcuddur və termin kimi ilk dəfə astrofizik Syolner tərəfindən təklif olunub. Astrofizik rəsədxanalar hələ çox az sayda ölkədə var. Onlar arasında ən məşhurları Potsdam və Medon rəsətxanalarıdır.

 Tarix 
Hər nə qədər astronomiya yazılmış tarixi qədər köhnədirsə də, uzun müddətdir yer fizika işindən ayrı qaldı. Aristotel dünyagörüşündə, səmadakı cəsəd dəyişməyən kürelermiş kimi görünərkən, tək hərəkəti bir dairə içində vahid bir hərəkət idi; dünyasal dünya, böyümə və pozulma yaşayan və təbii hərəkəti düz bir xəttə idi və Hərəkətli obyekt hədəfinə çatdı. Nəticə olaraq, səmavi bölgənin kontinental sahədə əsaslı olaraq fərqli bir növdən edilmiş olduğu; Ya Atəş Platon tərəfindən qorunur ya da Efir, Aristotel tərəfindən qorunur. 17-ci əsrdə Qaliley, Dekart və Nyuton kimi təbiət filosofları, səma və yer bölgələrin oxşar materialdan edildiyini və eyni təbii qanunlara tabe olduqlarını müdafiə etməyə başladılar. Onların meydan oxuma vasitələri hələ bu iddiaları sübut etmək üçün icad edilmədiyi idi.

On doqquzuncu əsrin çoxunda astronomik araşdırma, astronomik obyektlərin mövqelərini ölçmə və hərəkət hesablamada təkrarlanan işlərə yönəldilib. William Hyde Wollaston və Cozef von Fraunhofer müstəqil olaraq astrofizika olaraq adlandırılan yeni bir astronomiya ortaya çıxmağa başladı. Bu astronomiya, işığı Günəşdən parçalarkən gün işığının çox az olduğu qaranlıq xətləri (işıqların az olduğu və ya az olduğu bölgələri) kəşf etdi. 1860-cı il fizik Qustav Kirxhof və kimyaçı Robert Bunsen, günəş spektrumundaki tünd xətlərin, bilinən qazların spektrlərindəki parlaq xətlərə qarşılıq gəldiyini, unikal kimyəvi elementlərə tekabül edən müəyyən xətlərin olduğunu göstərdi. Kirxhof, günəş spektrındakı tünd xətlərin Günəş atmosferində kimyəvi elementlərin sorulmasını qaynaqlandığını irəli sürdü. Bu şəkildə Günəşdə olan kimyəvi elementlərin və ulduzların da Dünya üzərində olduğu təsbit edildi.

Günəş və ulduz tayflarını genişləndirilənlərin arasında 1868-ci ildə günəş spektrlarında parlaq, qaranlıq xətlər təsbit edən Norman Lockyer da vardı. Müxtəlif istilik və basınçdaki elementlərin spektrini araşdırmaq üçün kimyaçı Edvard Frankland ilə birlikdə çalışaraq, günəş spektrində sarı bir xətti hər hansı bir bilinən element ilə birləşdirə bilmədi.

1885-də Edvard C. Pickering Harvard Kolleci Rəsədxanada, xüsusilə Williamina Fleming, Antonia Maury və Annie Jump Cannon'dan ibarət bir heyət kompüter komandasının fotoşəkil plitələr üzərinə yazılan spektrlərinin sinifləndirdiyi iddialı bir ulduz spektri təsnifatı proqramı boynuna götürdü. 1890-cı ilə gəlindiyində on üç spektral növə ayrılmış 10,000-çox ulduzdan ibarət olan bir kataloq hazırlanmışdı. Pickeringin görüntüsünü, 1924-ə qədər Cannon, kataloqu dörddə bir milyondan çox genişlənib və 1922-ci ildə dünya səviyyəsində istifadə edilmək üzrə qəbul edilən Harvard təbəqələşdirmə sxemini inkişaf etdirdi.

1925-də Cecilia Helena Payne (daha sonra Cecilia Payne-Gaposchkin), Radcliffe Kollecində spektral sinifləri ulduzların istiliyinə bağlamaq üçün ulduz atmosferlerine İyonizasyon nəzəriyyəsi tətbiq təsirli bir doktorluq dissertasiyası yazıb. Ən əhəmiyyətlisi, ulduzların başlıca komponentləri hidrogen və helium olduğunu kəşf etdi. Bu kəşf o qədər gözlənilməz ki dissertasiyasında oxuyanlar onu nəşr əvvəl nəticəsində dəyişdirməyə razı etdi. Bununla birlikdə, daha sonrakı araşdırmalar onun kəşfini təsdiqləmişdir.

20-ci əsrin sonuna doğru, astronomik spektri işləri, radio dalğalarından optik, x-şüaları və qamma dalğa boylarına uzanan dalğa boylarını əhatə edəcək şəkildə genişləndi.

 Praktik astrofizika 
Məlumdur ki, astronomiya göy cisimlərinin hərəkətlərini, quruluşunu və inkişafının təkamül mərhələlərini öyrənən bir elmdir. Bu mərhələlərin öyrənilməsində astronorniyada müşahidənin rolu çox böyükdür. Göy cisimlərinin fiziki halını, kimyəvi tərkibini və onlarda gedən fiziki hadisələri astronomiyanın nisbətən cavan bir bölməsi olan olan astrofizikada öyrənirlər. Astrofizikanın yaşı təxminən 150 ildir, onun yaranma tarixi 1859-cu ildə Q. R. Kirxhof və R. V. Bunzen tərəfindən spektral analiz metodunun kəşfindən sonra başlayır. Buna baxmayaraq, hazırda astrolizika sahəsində tədqiqatlar elektromaqnit şüalanmasının bütün diapazonIarında aparılır. Ona görə də astrofizika astronomiyanın çox geniş və sürətlə inkişaf edən bir sahəsinə çevrilmişdir.N. Z. İsmayılov Praktik Astrofizika Bakı,2012 s-9

Astrofizika iki hissədən-praktik astrofizika və nəzəri astrofizika hissələrindən ibarətdir. Praktik və nəzəri astrofizika bir-biri ilə sıx əlaqadar olub daim biri digəri qarşısında yeni tələblər qoymaqdadır.

Praktik astrofizikanın əsas vəzifəsi müşahidə metodlarının yaradılması- müşahidələrin təşkili və alınmış materialların işlənməsi, müşahidə cihazlarının təkmilləşdirilməsi və göy cisimləri haqqında informasiya toplamaqdır.

Praktik astrofizikanın əsas məsələsi-fiziki üsullar tətbiq etməklə kosmik cisimlərdən bizə gəlib çatan şüalanmanı aktiv şəkildə, kəmiyyət və keyfiyyətcə öyrənməkdir. Bizim şüalanan cismə təsir etmək imkanımız yoxdur və bu cisim necə vəziyyətdədirsə, biz onu elə öyrənirik. Müəyyən zaman kəsiyində cismin fiziki halı dəyişə bildiyindən, kosmik cismin müşahidə olunan hər bir halı öz-özlüyündə unikal olub cismin yalnız həmin andakı halını xarakterizə edir. Ona görə də mütləq mənada bir astrofiziki müşhidə təkrarolunmazdır.

Astrofiziki müşahidələrin son məqsədi kainatda baş verən fiziki proseslərin qanunauyğunluğunu öyrənməkdir. Bu proseslər bəzən böyük sürətlə, əksər hallarda isə olduqca yavaş sürətlə gedir. Hətta bəzən bir insan sivilizasiyasının ömrü belə bu haqdisələri öyrənməyə çatmaz. Lakin bununla belə, xüsusi üsulların tətbiqi ilə baş verən hadisələr və onların qanunauyğunluqları öyrənilə bilər.N. Z. İsmayılov Praktik Astrofizika Bakı,2012 s-10

 Astrospektroskopiya 
Astrospektroskopiya — astrofizikanın səma cismlərinin öyrənilməsində spektral analizi tətbiq edən xüsusi bölməsidir.

Günəşin spektrinin ilk tədqiqini 1859-cu ildə məhz, spektral analizin yaradıcılarından biri — Kirxhof etmişdir. Bu tədqiqat işinin nəticəsi Günəş spektrinin təsviri idi. Əldə edilmiş təsvirin əsasında Günəş atmosferinin kimyəvi tərkibini daha dəqiq təyin etmək oldu. Kirxhofdan daha əvvəl Günəş atmosferinin spektroskop vasitəsilə tədqiqini yalnız təklif edirdilər, həyata keçirən isə yox idi. Bu alimlərin sırasında Fuka və Stoks kimi görkəmli şəxslərin adlarını çəkmək olar. Buna baxmayaraq Oqyust Kont öz "Müsbət fəlsəfə"sində səma cismlərinin kimyəvi tərkibinin öyrənilməsinin heç vaxt mümkün olmayacağını qeyd etmişdir. Maraqlısı odur ki, 1815-ci ildə Q. Fraunhofer artıq Günəş spektrında qara xətlərin mövcudluğundan xəbərdar idi. Hətta Sirius, Kapella, Betelqeyze, kimi ulduzlarında xarakterik spektrlarının olduğunu da deyirdi.

Kirxhofun ilk tədqiqatlarından sonra spektral analizlə böyük və artan maraqla bir sıra alim məşğul oldu və qısa zamanda Günəş və sabit ulduzlar haqqında elmə daha çox məlumat bəxş etdilər.

Misal üçün — Anqstrom Günəş spektrının dəqiq atlasını tərtib etdi. 

Xaqqins bir sıra spektral tədqiqatlar etdi. Spektroskopun təyinat sahəsi getdikcə genişlənirdi. Xaqqins bir sıra dumanlıqların müşahidə edərək sübut etdi ki, 2 növ dumanlıq mövcuddur — kifayət qədər optik qüvvə sayəsində hər bir ulduzunu ayrılıqda müşahidə etməyin mümkün olduğu ulduz topluluğundan ibarət dumanlıqlar və həqiqi, qaz halında olan, yeni yaranmış, gənc, getdikcə sıxlaşaraq yeni ulduzlar yaradan dumanlıqlar. XIX əsrin 60-cı illlərindən Günəş tutulması zamanı və adi vaxtda Günəşin səthinin spektroskop vasitəsilə öyrənilməsi ardıkəsilməz hal aldı. Hal-hazırda da İngiltərənin Xaqqins, Lokyer, Fransanın Jansen, Almaniyanın Foqel, İtalyanın Takini və Rusiyanın Qasselberq rəsətxanasında bu müşahidələr davam edir. 

 Müşahidə astrofizikası 
Astrofizika elmində məlumatın böyük hissəsi obyektlərin elektromaqnit şüalarla müşahidəsi zamanı əldə edilir.

Radioastronomia dalğa diapazonu 0.1mm-100m olan şüalanmaları öyrənir.

Radiodalğalar ilk dəfə mikrodalğa diapazonunda tapılmış radiqallaktikalar, ikvazarlar, Böyük Partlayışın əmanəti sayılan Pulsarlar, toz buludları, ulduzlararası qaz kimi soyuq obyektlər tərəfindən yayılır. Radiodiapozonda müşahidə üçün çox böyük teleskoplar lazımdır.

İnfroqırmızı astronomiya radioşüalnmayla görünən işıq arasında yerləşən dalğa şüalarını öyrənir. Bu spektrda olan müşahidələr adətən adi optik teleskoplara bənzəyən teleskoplarda aparılır. Müşahidə edilən obyektlər ulduzlardan daha soyuqdur: planetlər, ulduzlararası toz.

Optik astronomiya astrofizikanın ən qədim sahəsidir. Bu gün əsas avadanlıq bu sahədə CCD matriksli teleskoplar hesab edilir. Yer kürəsinin atmosferinin titrəyişi bu üsulla böyük diapazonlu müşahidələrə manelər törədir.

Ultrabənövşəyi astronomiya, rentgen astronomiyası və qamma-astronomiya — Yüksək enerjili hissəciklərin iştirakı ilə baş verən proseslərin mənbəsi olan obyektləri öyrənir.

Belə obyektlərə ikili pulsarlar, qara dəliklər, maqnetarlar aiddir.

Astrofizikada Günəşin öyrənilməsinə böyük əhəmiyyət verilir. Günəş yer kürəsinə digər ulduzlardan çox daha yaxındır və biz ancaq onu belə dəqiqliklə öyrənə bilərik. Bu isə bizə digər ulduzların quruluşlarını anlamaq üçün bir şansdır.

 Xarici keçidlər 
 В. В. Иванов, Астрофизика (rus dilində)  
 International Journal of Modern Physics D
 Cosmic Journey: A History of Scientific Cosmology 
 ↑ V. Shiltsev, "Lomonosov’s Discovery of Venus Atmosphere in 1761: English Translation of Original Publication with Commentaries" (2012)
 http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v66/i2/p64_s1