Temat

Budowa Galaktyki. Galaktyka, czyli Droga Mleczna

Etap edukacyjny

Trzeci

Podstawa programowa

III. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:

4) opisuje budowę Układu Słonecznego i jego miejsce w Galaktyce; posługuje się pojęciami jednostki astronomicznej i roku świetlnego.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Wyjaśnia, w jaki sposób astronomowie klasyfikują galaktyki.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Wyjaśnia podstawowe własności różnych typów galaktyk.

2. Opisuje strukturę Drogi Mlecznej.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- opisuje różne rodzaje galaktyk,

- wyjaśnia strukturę naszej Galaktyki.

Metody kształcenia

1. Dyskusja.

2. Analiza tekstu.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Uczniowie przedstawiają stan swojej wiedzy o Drodze Mlecznej w formie dyskusji zainicjowanej przez nauczyciela.

Co to jest Droga Mleczna?

Realizacja lekcji

Nauczyciel wprowadza pojęcie galaktyki.

Nasz Układ Słoneczny jest częścią galaktyki zwanej Galaktyką Drogi Mlecznej. Nasza Galaktyka pojawia się jako mleczne pasmo na niebie. Większość Drogi Mlecznej nie jest widoczna dla naszych oczu, ponieważ pył międzygwiezdny skrywa jej duże obszary, szczególnie w kierunku środka Galaktyki. Jednak światło podczerwone nie jest pochłaniane przez pył międzygwiezdny. Stąd, studiując promieniowanie podczerwone z przestrzeni kosmicznej, możemy się wiele dowiedzieć nie tylko o Drodze Mlecznej, ale także o innych galaktykach.

Definicja:
Galaktyka - galaktyka to olbrzymi zbiór miliardów gwiazd, planet, gazu i pyłu połączonych siłami grawitacji. Średnica galaktyki jest rzędu tysięcy lat świetlnych.

Gwiazdy obserwowane w galaktykach dzieli się na tzw. gwiazdy młode i stare. Rozróżnia się je na podstawie zawartości pierwiastków cięższych od helu. Gwiazdy stare zawierają niewiele pierwiastków metalicznych, z kolei gwiazdy młode zawierają ich dużo.

Rodzaje galaktyk:
Klasyfikacja galaktyk została wprowadzona przez Hubble'a i opracowana przez de Vaucouleursa. Galaktyki są podzielone na trzy główne typy:

- spiralna,
- eliptyczna,
- nieregularna.

Galaktyki spiralne:
Galaktyki spiralne są najbardziej powszechne we Wszechświecie. Złożone są zarówno z młodych, jak i starych gwiazd. Oznaczane są symbolem „S”. Niektóre galaktyki spiralne mają w środku poprzeczkę złożoną z  gwiazd i innych obiektów i nazywane są galaktykami spiralnymi z poprzeczką (oznaczane symbolem „SB”). Dalsza klasyfikacja galaktyk spiralnych zależy np. od liczby ramion.

Galaktyki eliptyczne:
Galaktyki eliptyczne mają kształt eliptyczny i nie mają dysku ani ramion. Zawierają głównie stare gwiazdy i mają niewielką ilość gazu lub pyłu. Galaktyki eliptyczne mają symbol „E”.

Galaktyki nieregularne:
Nieregularne galaktyki (Irr) nie mają regularnego kształtu. Są one raczej mniejszymi obiektami i są mieszaniną bardzo gorących nowszych gwiazd z dużą ilością gazu i pyłu. Przykładami nieregularnych galaktyk są Wielki i Mały Obłok Magellana, które krążą wokół Drogi Mlecznej.

[Ilustracja 1]

Budowa galaktyki:
Części składowe galaktyki są zorganizowane w struktury. Galaktyki spiralne mają centralne zgrubienie galaktyczne i dysk zawierający ramiona spiralne oraz otoczone są galaktycznym halo. Galaktyki eliptyczne mają centralny obszar, przypominający zgrubienie, otoczony galaktycznym halo. Nie mają natomiast dysku.

[Grafika interaktywna]

Centralne zgrubienie galaktyczne:
Centralne zgrubienie jest okrągłą strukturą umieszczoną centralnie w galaktyce. Składa się ze starych gwiazd, gazu i pyłu. Krawędzie zgrubienia są rozmyte i otoczone galaktycznym halo.

Dysk:
W galaktyce spiralnej centralne zgrubienie jest otoczone spłaszczonym dyskiem zawierającym głównie młode gwiazdy, a także gaz i pył. Obiekty te układają się w ramiona spiralne.

Ramiona spiralne:
Ramiona spiralne w dysku zaczynają się w zgrubieniu i rozciągają się do zewnętrznych krawędzi galaktyki. Są obecne tylko w galaktykach spiralnych.

Galaktyczne halo:
Halo to przestrzeń wypełniona gazem, pyłem ciemną materią oraz skupiskami starych gwiazd (gromady kuliste) jak również pojedynczymi starymi gwiazdami. Ciemna materia to niewidzialne obiekty, które oddziałują grawitacyjnie z innymi obiektami, ale nie emitują i nie odbijają światła, wskutek czego są nieobserwowalne.

Droga Mleczna:
Biały pas widziany w ciemną noc na niebie nazywany jest Drogą Mleczną.

Droga Mleczna to galaktyka spiralna z poprzeczką, która powstała kilka miliardów lat temu i ma średnicę około 100000 lat świetlnych. To, co widzą nasze oczy, to najgęstsza część Drogi Mlecznej, a mianowicie dysk i centralne zgrubienie. Nasza Galaktyka składa się z gwiazd, planet, komet, meteorów, asteroid i mgławic (chmur pyłu i gazu). Wszystkie te obiekty obracają się wokół środka galaktyki. Układ Słoneczny jest częścią Drogi Mlecznej. Jego odległość od centrum Galaktyki wynosi około 28000 lat świetlnych. Okres orbity Słońca wokół centrum Galaktyki to 250 milionów lat. Nasz układ słoneczny leży na spiralnym ramieniu zwanym ramieniem Oriona.

[Ilustracja 2]

Polecenie 1

Uzupełnij tabelkę używając uzyskane informacje.

[Tabela 1]

Odpowiedź:

[Tabela 2]

Podsumowanie lekcji

Galaktyka to olbrzymi zbiór miliardów gwiazd, planet, gazu i pyłu. Średnica galaktyki jest rzędu tysięcy lat świetlnych.

Droga Mleczna jest galaktyką spiralną z poprzeczką, a nasz Układ Słoneczny jest jej częścią.