Astronomy: Journey to the Cosmic Frontier (5th Edition)

Cover
......Page 1
Title Page
......Page 2
Copyright Page......Page 3
Dédication......Page 4
Foreword......Page 18
Preface......Page 19
Brief Contents......Page 6
Contents......Page 8
Part 1 The Journey Begins......Page 27
chapter 1: Journey’s Start......Page 28
Evening......Page 29
The Moving Sky......Page 30
The Terrestrial Coordinate System......Page 31
Angles......Page 33
The Horizon System......Page 34
Circumpolar Motion......Page 36
chapter 2: Patterns in the Sky......Page 42
The Daily Motion of the Sky......Page 43
The Apparent Motion of the Sun......Page 47
The Phases of the Moon......Page 53
The Motion of the Moon......Page 55
The Motions of the Planets......Page 56
chapter 3: Ancient Astronomy......Page 62
Mesopotamian Astronomy......Page 63
Early Greek Astronomy......Page 65
Later Greek Astronomy......Page 70
Chinese and Mesoamerican Astronomy......Page 77
chapter 4: Renaissance Astronomy......Page 82
The Rebirth of Astronomy in Europe......Page 83
Copernicus......Page 85
Tycho Brahe—The Great Observer......Page 91
Kepler and Planetary Orbits......Page 93
Galileo and the Telescope......Page 96
chapter 5: Gravity and Motion......Page 104
Force and Motion Before Newton......Page 105
Planetary Motion Before Newton......Page 106
Isaac Newton......Page 108
Orbital Energy and Speed......Page 116
Tides......Page 119
chapter 6: Light and Telescopes......Page 126
Electromagnetic Waves......Page 127
Reflection and Refraction......Page 133
Optical Telescopes......Page 135
Optical Observatories......Page 142
Space Observatories......Page 146
Radio Telescopes......Page 149
Part 2 Journey Through the Solar System......Page 155
chapter 7: Overview of the Solar System......Page 156
Solar System Inventory......Page 157
Gases......Page 158
Radiation and Matter......Page 162
Nuclear Reactions and Radioactivity......Page 167
Internal Heat in Planets......Page 170
Planetology......Page 172
chapter 8: The Earth......Page 178
Rotation and Revolution......Page 179
Surface......Page 183
Interior......Page 185
Atmosphere......Page 193
Magnetosphere......Page 197
Evolution of the Earth......Page 200
chapter 9: The Moon......Page 206
Revolution and Rotation......Page 207
Tides......Page 216
The Moon’s Surface......Page 218
Lunar Samples......Page 222
The Moon’s Atmosphere......Page 224
The Moon’s Interior......Page 225
The Origin of the Moon......Page 226
chapter 10: Mercury and Venus......Page 232
Mercury......Page 233
Venus......Page 240
chapter 11: Mars......Page 258
The Exploration of Mars......Page 260
The Surface of Mars......Page 261
The Polar Regions......Page 271
The Exploration of Mars’s Surface......Page 273
The Atmosphere of Mars......Page 278
The Interior and Evolution of Mars......Page 282
Water on Mars......Page 283
Life on Mars......Page 285
The Evolution of the Terrestrial Planets......Page 286
chapter 12: Jupiter and Saturn......Page 292
Basic Properties......Page 294
Atmospheres......Page 297
Interiors......Page 304
The Internal Energy of Jupiter and Saturn......Page 305
Magnetospheres......Page 306
Rings......Page 308
chapter 13: Uranus, Neptune, and Pluto......Page 318
Discoveries......Page 319
Uranus and Neptune......Page 321
Pluto......Page 332
Planets Beyond Pluto?......Page 335
chapter 14: Satellites......Page 340
General Properties of Satellites......Page 341
The Satellites of Mars......Page 344
The Galilean Satellites......Page 345
The Icy Moons of Saturn......Page 353
Titan......Page 357
Satellites of Uranus......Page 360
Satellites of Neptune......Page 363
chapter 15: Small Solar System Bodies......Page 370
Meteors......Page 371
Meteorites......Page 374
Asteroids......Page 378
Comets......Page 384
Collisions with Earth......Page 392
Part 3 Journey to the Stars......Page 399
chapter 16: Basic Properties of Stars......Page 400
The Distances of Stars......Page 401
The Motions of the Stars......Page 403
The Brightnesses of Stars......Page 405
Stellar Spectra......Page 408
H-R Diagrams......Page 416
Stellar Masses......Page 418
chapter 17: The Sun......Page 424
The Internal Structure of the Sun......Page 425
The Sun’s Energy......Page 426
The Outer Layers of the Sun......Page 431
The Sunspot Cycle......Page 443
Solar Mysteries......Page 446
chapter 18: The Formation of Stars and Planets......Page 450
Star Formation......Page 451
Protostars......Page 454
Young Stars......Page 456
Planetary Systems......Page 460
chapter 19: The Evolution of Stars......Page 468
Why Do Stars Evolve?......Page 469
Evolutionary Tracks and Star Clusters......Page 472
Main Sequence Stars......Page 475
After the Main Sequence......Page 479
chapter 20: White Dwarfs, Neutron Stars, and Black Holes......Page 494
White Dwarf Stars......Page 495
Neutron Stars......Page 498
Black Holes......Page 509
chapter 21: Binary Star Systems......Page 520
The Kinds of Binary Stars......Page 521
The Formation of Binary Systems......Page 527
Evolution of Close Binaries......Page 528
Binaries with Compact Objects......Page 536
Part 4 Journey to the Cosmic Frontier......Page 545
chapter 22: The Milky Way......Page 546
Interstellar Matter......Page 547
The Shape and Size of the Galaxy......Page 556
The Rotation of the Milky Way......Page 560
The Spiral Structure of the Galaxy......Page 564
The Center of the Galaxy......Page 568
The History of the Galaxy......Page 571
chapter 23: Galaxies......Page 578
The Discovery of Galaxies......Page 579
The Kinds of Galaxies......Page 580
The Cosmic Distance Scale......Page 590
chapter 24: Quasars and Other Active Galaxies......Page 598
Quasars......Page 599
The Active Galaxy Zoo......Page 606
Massive Black Holes and Active Galaxies......Page 611
Evolution of Quasars......Page 617
Quasars as Probes of the Universe......Page 619
chapter 25: Galaxy Clusters and the Structure of the Universe......Page 626
Clusters of Galaxies......Page 627
Superclusters and Voids......Page 638
chapter 26: Cosmology......Page 644
Hubble’s Law Revisited......Page 645
Cosmological Models......Page 646
The Big Bang......Page 654
Inflation......Page 661
The Fate of the Universe......Page 664
Part 5 The Journey in Search of Life......Page 669
chapter 27. Life in the Universe......Page 670
Life......Page 671
The Origin and Evolution of Life on Earth......Page 672
Life Elsewhere in the SolarSystem......Page 673
Life in Other Planetary Systems......Page 674
Interstellar Communication......Page 681
3 Conversion Factors......Page 688
4 Periodic Table of the Elements......Page 689
6 Physical Properties of the Planets and Dwarf Planets......Page 690
7 Properties of the Major Satellites of the Planets and Dwarf Planets......Page 691
9 Orbital Properties of Selected Comets......Page 693
11 The Constellations......Page 694
12 Stars Nearer Than Four Parsecs......Page 697
14 Known and Suspected Members of the Local Group of Galaxies......Page 698
16 Properties of Selected Clusters of Galaxies......Page 700
17 Logarithmic Graphs......Page 701
18 Answers to Odd-Numbered Questions......Page 702
Glossary......Page 712
References......Page 726
Credits......Page 740
Index......Page 744