第一讲天文学导论
●古希腊天文学：毕达哥拉斯，亚里斯多德（地球中心学说），托勒密的地球中心学说
天文学的发展期：哥白尼、第谷、开普勒和伽利略
牛顿的万有引力定律
爱因斯坦的相对论
●开普勒第一定律：（轨道形状）所有行星皆以椭圆轨道环绕太阳运行，而太阳位于椭圆的一个焦点上
●开普勒第二定律：（行星速度）行星和太阳的（假想）连线在相同的时间内扫过相等的面积。
行星越接近太阳则运行速度越快
近日点，运动最快
远日点，运动最慢
●开普勒第三定律：（轨道周期）行星公转周期的平方和其到太阳的平均距离的立方成正比
(公转周期)2 = (常数) x (平均距离)3
第二讲天体的视运动
●月相与食无关
天体的视运动
月全食时月亮变为黄铜色或血红色，这是由于地球大气中的尘埃颗粒折射阳光中的红光并到达月球所致
●内行星：水星，金星
外行星：火星、木星、土星、天王星和海王星
●头顶的星空取决于你在地球表面上的位置和当地时间
●北京时间正午12点（东经120度）时，北京地方时（东经116.5度）即太阳时为11点46分，所以此时北京的太阳在子午线以东约3.5度，再过约14分钟北京“真”正午
●南北天极：不变的参考点
北天极：北极星
南天极：南十字座
●天赤道：不变的参考点
所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动（圆弧轨迹
在地球两极，天赤道=地平线
●天顶、地平线和子午线：本地参考系
天顶和子午线的位置不随观测者的地平线移动
相对于星星来讲，天顶和子午线的位置在变
天体的运行（圆弧）轨迹与地平面的夹角为：
90 度-观测者所在地理位置的纬度（=天赤道与地面夹角）
●在北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落
赤道上：所有星垂直于地平面升起和下落“可见所有星”
●太阳在天球上的视运动轨迹称为黄道
●太阳日=24小时：太阳连续两次到达子午线的时间
恒星日=23小时56分：恒星连续两次到达子午线的时间
恒星日是地球真实的自转周期，不随其绕太阳公转而变化，均为23小时56分
●月球回到原处（相对于恒星）的周期约为27.323 天，此为恒星周期
●两个天体之间的距离常用它们与观测者之间的夹角表示，即角距
●北京：东经116度22分；北纬39度58分
本初子午线：格林尼治天文台
●把地球的经度、纬度投影到天球上便成为天球的赤道坐标系
赤纬：从天赤道开始至两极Dec [–90，90] 度
赤经：用小时、分和秒的时间单位来表示，并由西向东由0增加到24小时
赤经的计算起点为春分点，在天赤道上由西向东分为24小时
地球“24小时”自转一周360度 赤经1小时对应地球自转15度
对于赤经相差1小时的两颗恒星，例如，RA2-RA1= +1小时：
?恒星1比恒星2早1小时通过你的子午线（上中天）
?如果不是拱极星，恒星1比恒星2早1小时从东方升起
●某地某时刻的恒星时等于此时此刻位于子午线上的恒星的赤经（天球上与子午线重合的赤经）
赤经小于地方恒星时的恒星位于子午线以西
赤经大于地方恒星时的恒星位于子午线以东
●一颗恒星的时角τ、赤经α和当地的恒星时θ之间的关系为τ= θ?α
τ< 0, 在子午线以东（α>θ）
τ> 0, 在子午线以西（α<θ）
第三讲辐射与天文望远镜
●黑体谱：连续谱的形状只与物体(恒星)的表面温度有关
?其峰值波长（颜色）由其表面温度决定
温度降低，黑体谱的峰值向长波方向移动
?冷物体产生长波（低频）辐射
?热物体产生短波（高频）辐射
●辐射的平方反比定律：强度x 距离2 = 常数（恒星辐射能力）
●关于天文望远镜的常见误解
(wrong) 放大作用:大型望远镜把天体放得更大
(Right) 聚光作用：使（暗弱）天体的图像更亮更清晰
(wrong) 望远镜究竟可以看到多远的天体？
只要一个物体足够亮，无论多远都可以看到
(right) 望远镜可以看到多暗的天体？或望远镜可以看到几等星?
只要一个物体足够暗，无论多近都看
●光学望远镜的类型：折射式望远镜反射式望远镜
第四讲太阳系(1) 行星
●行星是一个具有如下性质的天体：（a）位于围绕太阳的轨道上，（b）有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状(近于球形)，以及（c）已经清空了其轨道附近的区域。矮行星是一个具有如下性质的天体：（a）位于围绕太阳的轨道上，（b）有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球形），（c）还没有清空其轨道附近的区域，以及（d）不是一颗卫星。
其它所有围绕太阳运动（不是卫星）的天体被定义成“太阳系小天体”。
●气态巨（外）行星的大质量是由于其体积大，而不是由于其密度大
内行星（岩石）是最致密的
●内行星轨道基本上在同一平面内
水星轨道面最扁与黄道面夹角最大(7度)
●相对黄道面，冥王星轨道面倾斜很大（17度）
●水星—铁质行星
水星几乎没有大气
●金星—炼狱行星
自转方向和其它行星相反
自转轴没有倾斜，几乎和公转平面垂直，所以金星没有四季之分
自转非常缓慢，恒星日=243天
浓密大气与严重的温室效应
金星的云和酸雨
金星的表面光滑
●地球—金锁轨道上的行星
平均密度约为水的5.5倍，密度最大的行星
●月面上较暗的部分称为月海maria, 滴水全无，只是远古时期月壳形成时凝固了的熔岩
月面上较亮的部分称为山，其实不是山，而是由大量星际物质撞击月面时所形成的环形山（陨坑）（伽利略命名）
月球无大气
●火星—红色行星
和地球一样，火星拥有极冠，但主要为固态的二氧化碳(干冰) 和少量水冰, 且夏消冬长
火星年有680多天
0.53倍地球半径
虽然大气主要由二氧化碳组成，但是火星大气太稀薄，不能有效束缚太阳能，因此它的表面温度变化很大：-130°C -- 30°C。由于火星距离太阳遥远，所以表面平均气温很低
火星表面：火山和峡谷
火星有两颗细小且不规则的天然卫星，较大一颗（火卫一）的直径仅27千米
自转周期=公转周期。极可能是俘获的小行星
●木星—行星巨无霸
太阳系内体积和质量最大的行星
低密度
木星主要成分
?主要成分为氢和氦(like Sun), 以及少量的甲烷和氨
?表面气压极大，超过地球的1000倍，以致木星的中心由金属相的氢组成
（光）环系统也是四颗类木行星的共同特征
木星有61个卫星
●土星—有光环的“天神”
?在众多行星中，密度最低(0.7g/cm^3），比水轻，“水上漂”
光环的厚度约1公里，主要由数毫米至数米的尘埃和冰块组成
●天王星—躺着自转的行星
与木星和土星不同，天王星的大气相对较为平静，因而缺乏表面特征，云带不显著
天王星拥有岩石核心
●海王星—最远的行星
海王星的大黑斑
第五讲太阳系(2) 矮行星、小天体与太阳系形成
●谷神星：最大小行星，1号小行星
阋神星:最大矮行星
●冥王星—“古怪的小家伙”
冥王星的基本特征
质量小于地球的1%，半径约1150千米，比月球（半径约1740千米）还小
冥王星表面及其大气由氮组成，从其密度推断，它应有坚固的表面
查戎和冥王星互为同步卫星
查戎是整个太阳系已知惟一的天然同步卫星
●小行星—“天上的灾星”(535000颗)
小行星带：位于火星和木星轨道之间的一个“垃圾场”，距离太阳约2.8（2.0-3.3）AU
特洛伊型小行星：和木星具有共同轨道的小行星群
小行星带的基本特征
?轨道周期：3.2-6年
?由岩石与金属构成的块状小天体
?直径大于250千米的小行星不足20颗
?大部分形状不规则，非球形，
●彗星—脏兮兮的雪球
彗星的基本特征
彗星和小行星具有共同的起源
彗星质量~ 10-11地球质量，体积大，密度很低，因而是结构松散、多孔的天体
彗星的结构
慧核：彗星中心是一颗由凝固了的气体和尘埃组成的、直径小于10公里的细小彗核
彗尾：彗尾永远是背着太阳的
●太阳系知多少？
?行星椭圆轨道椭度轻微，几乎近似为圆轨道
?行星公转自西向东
?自转轴相对于轨道面的倾斜度小（金星和天王星是例外，可能碰撞引起）
?行星的化学成分不同，大致随到太阳的距离变化：内行星致密、富含金属，而外行星体积大、富含氢
?行星包含太阳系大约90%的角动量，但太阳却包含太阳系超过99%的质量
●1. 星云坍缩：巨分子云裂变后的其中一块云：太阳（原始）星云
2. 星云自转随坍缩加快
3. An accretion disk forms 形成吸积盘
对于自转的星云，因为离心力平衡引力，坍缩的程度具有方向性：自转使得垂直于自转轴方向上的坍缩减慢，但是不影响沿自转轴方向的坍缩，所以自转的星云渐渐变得扁平
4. 小物体成长为大物体
星子：行星的种子
星子的增长方式：凝聚 碰撞 吸引
5. 原行星盘：内热外冷
6. 固态的原行星吸积大气
7.卫星的形成
月球可能是星子和地球碰撞的残骸
火星的两个卫星可能是俘获的小行星
8.原太阳和原行星的最后凝聚
像星云坍缩一样，原太阳和原行星也在自引力的作用下开始坍缩，最终形成一个太阳和（被若干个卫星环绕的）若干个行星
●太阳系的故事：微缩版
太阳系是恒星和行星形成理论的一个具体验证
星云坍缩为原太阳和原行星盘
由岩石组成的类地行星形成于内太阳系
巨大外行星的核的形成和内行星一样，由星子形成，但是外行星能够俘获并束缚大量气体外行星的卫星形成于其周围的小吸积盘
小行星和彗星是存活到今天的星子
月球可能碰撞的残骸
各个行星形成的年代和顺序？
第六讲系外行星与地外生命
●尘埃盘(Dust Disks)暗示行星的存在
●尘埃反射星光的总亮度是一个行星的10^12 倍
每块岩石的（反射）亮度正比于r2，岩石的数目反比于r3
●探测系外行星的5大技术
1.直接成像法
北落师门b（Fomalhaut b）：年轻的行星
HR 8799bcd：放大版的太阳系
2.天体测量学法
3.视向速度法
4.行星掩食法
5.微引力透镜法
●脉冲星是倾斜的自转磁中子星
●系外行星的统计特征：（与太阳系大不同）质量大，距恒星近
第七讲太阳与恒星
●太阳是靠自身引力而束缚在一起的一个气态球，主要成分为氢和氦。太阳核心的温度和压力异常大，使得氢聚变为氦（热核聚变），释放出巨大能量
●太阳化学成分
?以质量计：
?氢：72%
?氦：26%
?其它元素：2%
?以粒子数计：
?~ 90% 氢
?~ 10% 氦
?等离子体态
●太阳温度
中心: 1.5 x 10^7 K
光球层: 5800 K
日冕: 10^6 – 10^7 K
（太阳黑子: 4800 K ）
●太阳的较差自转:太阳不是固体，其表面的自转速度在不同纬度是不同的，赤道附近转得最快，两极最慢
?太阳黑子和许多太阳活动都是由较差自转造成的
●太阳结构
1.太阳核心
至20%半径处，密度最大，50%太阳总质量
温度高达1500万K
等离子（气）态：离子自由游荡
太阳的引擎：通过氢聚变为氦的热核反应，释放出巨大能量
2.辐射区
至太阳半径70%处，能量以辐射转移形式向外传播的区域
太阳核心产生的是伽马射线光子
辐射转移
3.对流区
能量以对流形式向外传播的地方，至半径99%处（即太阳的外层）
离核心越远，气体温度越低（约200万K），开始变得不透明，光子很容易被吸收，辐射转移的效率因而很低，因此在太阳最外层，对流取代了辐射转移成为传播能量至太阳表面更重要的方式
4.光球层Photosphere：“发光的球体”
?对流区的上部是光球层，即我们每天所看到的太阳，是太阳“大气”中非常薄的一层，厚度仅500千米，气体密度为地球大气的10%
?我们之所以看到光球层，是因为它的气体密度正合适。在它之下的气体密度太大，光线不能直接通过；在它之上的气体密度则足够稀薄，能让光球层发出的光线顺利通过，8.3分钟到达地球
所以，光球层界定了肉眼（光学）可见的太阳的“表面”，其温度约为5800K
5.色球层
?光球层之上的气体是一层约2000公里厚的色球层，温度更高，特征温度为105K，底层大气
?色球层比光球层暗得多，所以通常只能在日全食时才能看见它（色球仪）
?色球层并非球形，而且有很多称为针状体（spicule）的细小突起
6.日冕
?日冕是太阳大气的最外层，和色球层一样也通常只能在日全食时才能看见（日冕仪）?日冕密度非常低，但可延伸至太阳半径的10倍之远，温度更高达106K （？）
●太阳的能量产生机制
1. 开尔文收缩假说
2.爱丁顿热核聚变
●太阳中微子
?p-p 链产生的其中一种粒子是电子中微子，质量很小，不带电
?大约5%的太阳能量是以中微子的形式释放出去（其它95%以辐射形式）
●太阳活动
1.太阳黑子
太阳黑子是太阳光球层上的小的黑暗区域，温度只有约4200K
太阳黑子的数目变化有一个11年的周期
黑子经常成对出现，每对极性相反。因此每对黑子皆有磁力线相连，而且南北半球黑子极性相反
2.太阳日珥
日珥是巨大的拱形状的气体云，可上窜至太阳光球层以上相当于数个地球直径的太阳大气层的色球层。
3.太阳耀斑
?太阳耀斑是更猛烈的突然爆发现象：
?放射出强大的X射线、紫外线、可见光和太阳风
?加热色球层和日冕内的气体
?日珥和耀斑都明显和太阳的磁场和黑子有关
4.太阳风.
太阳风主要是飞离太阳的质子和电子。日冕是太阳风的源头
●日振波：振动频率依赖于太阳内部结构，与温度、密度和化学成分等因素相关
●恒星的基本特征：恒星是一个被自身引力束缚的气态球，而其质量大至足以在其核心产生热核反应
●通常用相隔半年时间（地球轨道的相对两侧）的恒星位置改变的角大小的一半来表示，称为恒星的视差
●p=1角秒所对应的距离定义为1秒差距
1pc = 3.26光年= 3.08 x 1016 米
恒星越远，其视差越小
●恒星视亮度用视星等apparent magnitude 表示，即以恒星视亮度（照度）I 的对数来表示
m = - 2.5 log 10 ( b / b 0)
●视星等越大，则恒星越暗
视星等相差1等，亮度之比为2.512
如果恒星的距离倍增，亮度变为1/4，则星等约增加1.5
●表示天体辐射本领的量是绝对星等或光度（辐射功率）
视亮度和光度成正比，和距离平方成反比
恒星光度相差悬殊：106-10-4太阳光度
恒星的颜色由其表面温度决定
●赫-罗图：揭示恒星演化
位于右上角的“恒”星，表面温度很低（单位面积辐射低），但光度极大，所以星体积必定极大，称为巨星
位于左下角的星，温度高而光度小，所以体积必定小，称为矮星
?等半径线：半径相同的恒星位于斜率为负值的直线上
?恒星的半径也由其在赫-罗图上的位置得出
?半径从左下角（白矮星）到右上角（超巨星）增加
?不同等半径线上的主序星，其质量必定不同
?主序带是关于恒星质量的序列
O 型星：比太阳热、大、亮
M型星：比太阳冷、小、暗
●恒星质量决定它在主序带上的位置
●赫-罗图测恒星距离：分光视差
●双星的轨道特征
?质心位于两个椭圆的一个焦点上
?质心（位于两个天体的连线上）保持固定
?两个天体正好总是位于质心的两侧，运动方向总是相反
●双星
银河系中超过50%的恒星是和其它恒星组成双星或多重恒星(聚星)系统
目视双星
分光双星
食双星
●星团
?疏散星团open clusters
?球状星团globular clusters
第八讲星际介质与恒星形成
●星际介质
~ 99% 的星际介质是气体，即自由运动的原子和分子
星际气体（interstellar gas）极端稀薄：
●星际介质中大约1%质量的物质是固体颗粒，称为星际尘埃
星际尘埃可吸附其它的原子和分子 长成更大更重的物体
●改正天体的消光和红化是解释天文观测最困难的部分之一，往往增加天体特征测量的不确定性
远红外“眼”所看到的宇宙基本上不是星光，而是尘埃的热辐射
●星际云和云际气体
●星际云的特征
?与温暖的云际气体比较，星际云更冷，但更致密
?T ~ 100 K
?密度~ 1-100 atoms /cm3
?星际云的大部分成分是中性氢原子
?通常称冷而致密的气体为（星际）云
●分子云
?分子只能生存在既冷又暗的星际云中，称为分子云
?星际云最致密的核心区
?更冷: T~10 K
?更致密: 100-1,000 分子/cm3, 某些1010分子/cm3(依然是实验室中好的真空!)
?分子氢(H2)：最轻，最常见
?主要辐射射电与红外
?发射线：分子云的指纹
巨分子云
●恒星形成
分子云是恒星形成的摇篮
1.分子云坍缩为原恒星
2.原恒星变成恒星
●原恒星的特点
?原恒星不仅大而且亮（与太阳比较）
?尽管很亮但可能在可见光波段不可见
?相对较冷，大部分辐射为红外
?在初期，原恒星深埋在致密的尘埃分子云中，尘埃吸收可见光
●褐矮星既不是恒星也不是行星
●星团中的恒星同时形成
质量大即寿命短
主序恒星也在演化
第九讲小质量恒星演化
●太阳恒星演化
1.亚巨星支
?He核收缩→壳层引力增加→壳层压力增加→壳层H燃烧率加快（He核质量增加）→恒星更亮，但体积膨胀→表面温度降低→恒星更红！
亚巨星结构：非燃烧He核+ 壳层H燃烧+ 非燃烧H包层
?体积膨胀→表面温度降低，但光度增加
2.红巨星支
?He核体积持续缩小→电子开始简并(压)
红巨星结构：非燃烧简并He核+ 燃烧H壳层+ 非燃烧H包层
（恒星沿RGB是加速向上攀升的）
3.氦闪
由于简并，He核温度上升但不膨胀
氦闪后，电子简并解除
恒星进入一个新的稳定态：He在正常的非简并的核内燃烧成为C，H在壳层内燃烧成为He 4.水平支
He闪后，光度降低→恒星（H包层）收缩→表面温度上升→恒星向左下方移至水平支
水平支（HB）星
HB星结构：稳定He 核燃烧+ （+ 非燃烧He壳层）+ H壳层燃烧+非燃烧H包层
HB星和主序星的比较
?HB星保持稳定仅5千万年(He→C, H→He)：
?核心区的燃料变少
?He 燃烧的能量转换效率比H低许多
?HB星更亮→必须更快消耗燃料
5.渐进巨星支
当核心He枯竭→引力>压力→C核坍缩至电子简并→C核半径减小，引力上升→壳层压力上升→加快壳层He和壳层H的燃烧→简并C 核质量(非半径，仍坍缩) 增长加快→引力上升加快→壳层压力上升加快→
红超巨星
AGB星结构：简并非燃烧C核+ He 壳层燃烧+ （非燃烧He壳层+）H壳层燃烧+ 非燃烧H包层
太阳的C 核不会燃烧！
?简并C 核质量(和温度T) 增加→加快壳层He 和H燃烧→… →互相促进→… （C 核收缩）
6.恒星质量损失
在AGB结束时，恒星质量损失失控
7.行星状星云
行星状星云常为环形，环绕着恒星演化后所遗留下来的白矮星。气体壳层不断膨胀，年龄不超过5 X 104 年
8.成为白矮星
简并的恒星灰烬称为（碳）白矮星，很热但很小
9.白矮星冷却为黑矮星
●白矮星（WD）
?白矮星是密度高、体积小、光度低、表面温度高的白色星
?绝对星等M v~ 8m-16m →光度很低
?有效温度T eff~ 5×103- 4×104 K：光谱O到K型
?暗弱→仅很近的白矮星才易观测到
?单星或双星成员
第十讲大质量恒星演化
●脉动变星
?造父变星（Cepheid variables）：最高质量最亮的脉动变星
?原型：Delta Cepheid
?周光关系：测量邻近星系的距离
●大质量恒星有高速星风
●
?当核心He枯竭→ C 核坍缩（不简并）→温度上升到T >= 8x108 K → C 开始燃烧?C燃烧产生大量重元素：钠、氖、镁
?结构：C核燃烧+ He壳层燃烧+ H壳层燃烧+ …
Fe 是热核聚变所能合成的最重元素
●不同质量恒星的演化结局
●超新星的主要特征
?光度：L～107-1010L⊙
?爆发能E～1047-1052 ergs（其中中微子占99%，动能占1% ，可见光辐射占0.01%）?膨胀速度v～103-104 kms-1
?产物：膨胀气壳（超新星遗迹）+ 致密天体（中子星[脉冲星]或黑洞）
?Ia型无致密残骸
●超新星的爆发机制
?Ia（热核）超新星：小质量双星系统中吸积白矮星的C（He，O）爆燃
?Ib/Ic, II型（核坍缩）超新星：大质量恒星的核坍缩
●大量中子形成于：
恒星演化的内部核反应（慢过程）
超新星爆发时（快过程
●星体物质几乎全为中子，且简并，中子简并压可以抗衡引力，形成新的稳定物态，即中子星
与一般恒星相比，中子星的温度很高
●中子星的结构
表层大气~cm（没显示）
外壳~0.3 km, 固态金属（Fe, e－）
内壳~0.6 km, 原子核、游离中子、电子
内部：超流中子和超导质子
核心: 超子/奇异物质？（夸克）
●脉冲星
●黑洞
●X射线双星
X射线辐射机制
吸积物质引力势能→动能→热能→X射线辐射
第十一讲银河系
●银河系的整体结构
(1)银盘(disk) ：旋臂(2) 核球(bulge)：棒状
(3) 球状星团（~150）(4) 银晕(halo) (5) 银冕(corona
●银河系的自转是较差（非刚体）转动
●银河系的旋涡结构
?银盘
?构成：星族I恒星、气体和尘埃
?直径：D ~ 30 kpc
~ 10万光年
?厚度：h ~ 70-300 pc
?→ D >> h
?显著特征为旋臂
?正发生恒星形成
●核球和银心
?核球（银心）在人马座方向，椭球形？，大小~6×4 kpc，恒星分布十分密集
?强射电、红外和伽马射线源：Saggitarius A *（Sgr A*）
?人马座最强的射电源
第十二讲星系
●椭圆星系
?主要由星族Ⅱ恒星构成，没有星系盘，没有或仅有少量星际气体和尘埃（中心），颜色偏红
?中心区域最亮，亮度向边缘递减
●旋涡星系
按照核球的大小和旋臂的缠卷程度，旋涡星系又分为Sa, Sb, Sc三个次型。Sa型核球最大，旋臂缠卷最紧；Sc型核球最小，旋臂缠卷最松
●棒旋星系
按照棒的大小和旋臂的缠卷程度，棒旋星系可以分为SBa,SBb, SBc三个次型。其中SBa型棒最大，旋臂缠卷最紧；而SBc型棒最小，旋臂缠卷最松
●透镜状星系
?介于椭圆星系和旋涡星系之间的、无旋臂的盘星系。在形态上，透镜状星系与旋涡星系的主要差别是没有旋臂；与椭圆星系的主要差别是有星系盘?根据核心是否有棒状结构，符号相应为S0或SB0。主要由年老恒星组成，气体很少●不规则星系
?外型或结构没有明显对称性的星系，符号为Irr
?无旋臂和中心核区。富含星际气体、尘埃和年轻恒星
●星系距离的测量：标准烛光法
标准烛光源1: 主序星
标准烛光源2: 造父变星
标准烛光源3: Ia超新星
●星系质量越大→光度越高
谱线宽度?光度
●哈勃定律
星系谱线（宇宙学）红移得到的星系退行速度V 与星系的距离 D 成正比，即著名的哈勃定律: V ＝H0×D
其中H0为哈勃常数(Hubble's constant)
●根据成员星系的多少（形状），星系聚集为
?星系群(group of galaxies)
?星系团(cluster of galaxies)
●本星系群
?由银河系、仙女星系（M 31）等附近至少40个星系组成。包含3个旋涡星系（银河系、M31、M33），4个不规则星系（大、小麦哲伦云等），20多个矮椭圆星系?银河系和仙女星系是本星系群中质量最大的两个星系，分别位于本星系群的两端，在引力作用下分别带领周围质量较小的星系相互绕转
●星系团：星系团是包含至少~50个亮星系的星系集合
不规则星系团：形态松散，主要由旋涡星系组成（室女座星系团）
规则星系团：结构致密、球对称分布，主要由椭圆星系和透镜状星系组成（后发座星系团）富星系团与贫星系团
富星系团是强X射线源
●超星系团
?由若干(几十到几百) 星系团组成的星系集团
?大小约100 Mpc，质量可达约1016M⊙
?成员星系团之间的引力作用较弱→超星系团膨胀，结构松散，无明显的核心和对称性
?质量较大的超星系团具有细长的纤维状结构，长：100-300 Mpc
宽：50-100 Mpc
厚：5-10 Mpc
?最大尺度的宇宙结构
●
星系碰撞→星系形态的变化
星系碰撞→星暴现象
星系碰撞→星系并合
●星系(团)引力质量的测定：暗物质的证据
1.自转曲线（旋涡星系）
2.无规则运动（椭圆星系、星系团）
3.热气体的X射线辐射（星系团）
4.引力透镜（星系、星系团）
●质光比：天体系统的（引力 总）质量（太阳单位）/ 光度（太阳单位）[光度 可见质量]
质光比表征暗物质与可见物质之比。其值越大，暗物质含量越多
第十三讲活动星系核
活动星系核种类繁多，并相互交叉。观测上主要分为4种类型：
Radio galaxies 射电星系
Seyfert galaxies 赛弗特星系
Quasars 类星体
BL Lac objects 蝎虎（座）BL Lac天体
1。活动星系核的观测特征
1.1 高光度
1.2 快速光变
1.3 非热连续辐射,高偏振辐射
1.4 （射电波段）特殊形态：亮核、喷流、不规则形态
1.5 强发射线：中心区高能辐射对周围气体的电离（金属线）
1.6 寄主星系Host galaxy：暗淡
2。活动星系核的主要类型
2.1 射电星系
2.1.1 致密型：致密型射电星系的射电像与光学像一致或稍小，也称为核射电星系的形态特征：晕射电星系。射电辐射来自核心
延展型：延展射电星系的射电像大于光学像，常为双瓣结构，长达
~1Mpc。射电辐射主要来自双瓣
它们本质上是一致的，可能是由于观测者视线方向的不同造成的
2.2.2射电星系的基本特征：
——射电光度（~1042-1045ergs-1）远大于正常星系（~1037-1039ergs-1）
——射电辐射一般具有非热性质
——寄主星系大多数是椭圆星系。它们往往是星系团中光度最高、质量最大的星系
——具有复杂的射电结构
Cygnus(天鹅座)A：典型的双瓣结构；最亮的射电源
室女星系团中心的巨椭圆星系;第一个观测到(光学)喷流的星系。
Centaurus (半人马座) A:非典型巨椭圆星系，可能是星系并合而成，环形尘埃带（兰巨星）
2.2 赛弗特星系
2.2.1赛弗特星系是旋涡星系，具有不寻常的类似恒星的亮核，而且其光学谱有许多突出的发射线
2.2.2根据发射线宽度的不同，赛弗特星系分为: I 型同时具有很宽的H线和相对较窄的电离金属线;Ⅱ型仅有窄线
I型II型
2.2.3
——赛弗特星系是强X射线源，弱射电辐射
——X射线辐射的快速（分钟）光变 致密核
——紫外、X射线辐射+照射并加热核心周围的气体而产生发射线
——不同类型赛弗特星系的差别可能是由于观测者视线方向的不同引起
2.3 类星体
——3C 273：第一个类星体
——类星体是观测到的最遥远、最年轻、也是辐射功率最大的河外天体
——类星体通常有喷流，射电喷流通常有双瓣结构
——与类星体相比，它们的寄主星系十分黯淡
2.4 蝎虎天体
——最亮、变化最激烈的活动星系核
——原型：蝎虎座BL （1929年发现, 恒星状，有暗弱包层 1968 证认）: BL Lac (2200+420) 2.4.1蝎虎天体的显著特征
——在相同红移（距离）处，BL Lac 天体比类星体亮（光度）10-100倍
——非热连续谱主导，发射线极弱或完全观测不到
——在γ射线波段辐射主要能量，同时有强烈的射电、红外、光学、紫外和X射线辐射，高偏振
——在TeV能段，绝大部分河外源是blazars
——寄主星系是椭圆星系
——大幅度、短时标光变→ 致密核
3。活动星系核的理论模型
?AGN的活动性源于星系的核心区域的超大质量（106-1010M⊙）黑洞，黑洞的物质吸积提供了活动星系核的能源
?黑洞吸积的物质来自于星系核心附近的气体（或恒星碰撞和星系间碰撞而剥离出的气体)
爱丁顿Eddington光度：一个稳定天体：辐射压<= 引力
AGN的类型与喷流和视线的夹角有关
AGN的外部结构与辐射
——黑洞（能源）
——吸积盘（X-ray/UV辐射)
——喷流（射电）
——寄主星系（供给养料）
5。超大质量黑洞的观测证据
?观测步骤：
?高分辨率观测→核区大小；
?核区附近气体/恒星运动→核区质量；
?质量/空间尺度比→黑洞？
第十四讲宇宙学
●
?宇宙学原理：无论身处宇宙的何处，“观测者”所看到的宇宙都是相同的
?物理规律的普适性
?宇宙学原理的两个推论：
?宇宙中的物质分布是均匀的（空间尺度足够大）
?宇宙是各项同性的
?宇宙学原理表明宇宙既要均匀又要各项同性
●宇宙在膨胀
超新星观测支持宇宙膨胀在加速
●物质相互作用的四种力
强度作用范围(m)
?强（相互作用）力1 束缚核子10-15
?电磁力1/137 束缚原子∞
?弱（相互作用）力10-5 引起放射性10-17
?引力6×10-39 束缚宏观物体∞
●
?辐射主导宇宙→物质主导宇宙
?在最大的尺度上，宇宙是物质和辐射的均匀混合体
?宇宙中的物质包括可见物质与暗物质
?辐射主要来自微波背景辐射
?→目前的宇宙是物质主导的
●暗物质的成分:
?热暗物质(hot dark matter, HDM)：粒子质量很小，速度接近光速（如中微子）→宇宙大尺度结构→小结构（自上而下）
?冷暗物质(cold dark matter, CDM)：粒子质量较大、速度较慢（WIMPs）→宇宙小尺度结构→大结构（自下而上）
1.1人类天生就是追星族已完成1 1.地面上在建的最大的光学望远镜口径为（）米。 A、10 B、20 C、30 D、40 我的答案：C 得分： 25.0分 2.【单选题】大型望远镜一般不包括哪种类型？（） A、光学 B、射电 C、空间 D、手持双筒 我的答案：D 得分： 25.0分 3.【单选题】中国贵州在建的射电望远镜口径为（）米。 A、10 B、30 C、300 D、500 我的答案：D 得分： 25.0分 4.伽利略第一个使用改进过的望远镜观察星空。（） 我的答案：√ 1.2古人观天已完成 1.陶寺遗址中发现的圭尺是用来观测（）的。
A、月相 B、太阳影子 C、星象 D、气候 我的答案：B 得分： 25.0分 2．【单选题】“天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物”出自（）。 A、周易 B、论语 C、诗经 D、楚辞 我的答案：A 得分： 25.0分 3．顾炎武“三代以上，人人皆知天文”说的是比夏商周三代更早的时期。（） 我的答案：√得分： 25.0分 4．古人所谓的青龙、白虎、朱雀、玄武其实指代的是古人能够观测到的金星、水星、火星和木星。（） 我的答案：× 1.3斗转星移已完成 1．南半球“冬季大三角”一般不包括（）。 A、参宿四 B、参宿七 C、天狼星 D、南河三 我的答案：B 得分： 25.0分 2．四个位置方向按照顺时针顺序，正确的排序是（）。
A、西北南东 B、东西南北 C、东北西南 D、东南西北 我的答案：D 得分： 25.0分 3．自东向西不是任意星空区域的周日运动的方向。（） 我的答案：√得分： 25.0分 4．北极星在地球上看来不动，是因为地球自转轴正指着它。（） 我的答案：√ 1.4寒来暑往已完成 1．【单选题】罗马教廷与伽利略的故事及结局表明（）。 A、地心说完全谬误 B、日心说完全正确 C、教廷最终完全接受了科学 D、对不同的学术观点不应压迫 我的答案：D 得分： 25.0分 2．关于“七月流火”的解释，正确的是（）。 A、七月天气太热了 B、七月容易发火灾 C、心宿二在农历七月开始西沉 D、火星在农历七月不再上升 我的答案：C 得分： 25.0分 3．【判断题】寒来暑往的现象是地球公转加以自转轴存在倾斜角所致。（）
天文学概论复习 【绪论】 1.什么是天文学： 是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。 2.天文学的三个分支学科：天体测量学、天体力学、天文物理学 3.天文和气象的区别：大气层外vs大气层内 4.天文学观测波段： 光学波段；射电波段；Χ射线、γ射线波段；紫外线、红外线波段 5.20世纪天体物理学成就： ①两大基本理论：恒星演化和宇宙大爆炸模型 ②全波段天文学、中微子天文学 ③20世纪60年代的四大发现：脉冲星、类天体、微波背景辐射、星际分子 【星空划分与运转】 1.星座的概念：一种具有特征并容易记忆的恒星在天空投影的图案所在天区 2.星座与星官的区别： 星座有边界，恒星数目不确定；星官无边界，恒星数目确定 3.中国古代的三垣四象二十八宿 ①三垣：紫薇垣、太微垣、天市垣 ②四象：北方玄武、南方朱雀、西方白虎、东方苍龙 ③二十八宿：月亮每晚停留在一宿 4.全天88个星座，北天29，黄道12，南天47 5.寻找北极星的两种方法 ①北斗七星勺头两颗星延长五倍即为北极星 ②仙后座勺口开口方向延长开口宽度的两倍即为北极星 6.北斗七星的斗柄方向与四季关系 春夏秋冬→东南西北 7.四季星空典型的代表星座： 春夜大熊追小熊：狮子座、牧夫座、室女座 夏夜牛郎会织女：天鹅座（天津四）、天琴座（织女星）、天鹰座（牛郎星）
秋夜仙女拜仙后：飞马座、仙女座、英仙座 冬夜猎户会金牛：猎户座 【天球与天球坐标系】 1.天球的概念与特点： ⑴概念：以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进 的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。 ⑵特点： ①天球中心任意选取；②天球半径任意选取；③天体在天球上的位置只反映 天体视方向上的投影；④天球上任意两天体的距离用角距表示；⑤地面上不同点看同一天体视线方向是相互平行的 2.北天极的高度等于当地的地理纬度 3.天球上的基本点、圈：天极与天赤道、天顶天底真地平、天子午圈、卯酉圈、 四方点、黄道和黄极、二分点二至点、天极在天球上的位置 4.四个天球坐标系：基本点、圈，两个坐标，如何度量 5.不同纬度处的天体周日视运动：都是等于或平行于天赤道的小圆 永不上升和永不下落天体：δ≧（90°-Φ）vsδ≤-（90°-φ） 天体的中天：天极以南（北）过天子午圈 6.天体上、下中天时天顶距或地平高度的计算： 上中天：Z=|φ-δ| 下中天：Z=（90°-φ）+（90°-δ） 太阳中天时的高度：Z=φ-δ 7.太阳的周年视运动： 春分点：α=0hδ=0° 夏至点：α=6hδ=23.5° 秋分点：α=12hδ=0° 冬至点：α=18hδ=-23.5° 【时间和历法】 1.什么是时间： 是物质运动过程中的一种标记，它建立在物质运动和变化的基础上 2.时间计量系统建立的基础和要求：
现代天文学的发展 天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时候，人们为了指示方向，确定时间和季节，就自然会观察太阳、月亮和星星在天空中的位置，找出它的随时间变化的规律，并在此基础上编制历法，用于生活和农牧业生产活动。从这一点上来说，天文学是最古老的自然科学学科之一。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。 从十六世纪中哥白尼提出日心体系学说开始，天文学的发展进入了全新的阶段。在这之前，受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚，后来一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学，向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。十八、十九世纪，经典天体力学达到了鼎盛时期。同时，由于分光学、光度学和照相术的广泛应用，天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展，诞生了天体物理学。二十世纪现代物理学和技术高度发展，并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地，使天体物理学成为天文学中的主流学科，同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展，人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。 天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果，离不开天文观测工具——望远镜和望远镜后端的接收设备。在十七世纪之前，人们尽管已制作了不少天文观测仪器，如在中国有浑仪、简仪等，但观测工作只能靠人的肉眼。在此后的近400年中，人们对望远镜的性能不断加以改进，并且越做越大，以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。目前世界上最大光学望远镜的口径已达到10米。 二十世纪后50年中，随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入，天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段，形成了多波段天文学，并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段，天文学发展到了一个全新的阶段。 在望远镜后端的接收设备方面，十九世纪中叶，照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测，对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用，可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。 二十世纪天文学进入了黄金时代，正在为阐明地球、太阳和太阳系的来龙去脉、星系的起源和星系的演化、宇宙的过去和未来、地外生命和地外文明等重大课题作出贡献。六十年代，航天时代的到来，使天文学冲破了地球大气的禁锢，到大气外去探测宇宙；天文学开始成为全波段的宇宙科学，使我们得以考察大到150亿光年空间深度的天象。
《天文学新概论》判断题 1．12种基本粒子是指6中夸克及轻子。（√） 2．17世纪牛顿提出了万有引力定律。（√） 3．20世纪最早的最富社会影响力的科学工程是阿波罗登月工程。（×）4．FAST望远镜设计的口径是305米。（×） 5．SNO是加拿大的中微子观测台。（√） 6．北双子望远镜位于莫纳克亚。（√） 7．被称为“近代原子核物理之父”的物理学家是汤姆生。（×） 8．波长越长，光子能力越高，波长越短，光子能力越低。（×） 9．当代物理学两大基础理论包括相对论和量子力学。（√） 10．德令哈望远镜建成于1990年。（√） 11．地球板块模型是20世纪最重要的科学模型之一。（√） 12．地球上的物种只有170万种。（×） 13．地球自转是自西向东。（√） 14．地猿始祖种骨架在2009年被发现。（√） 15．地月系的质心是地球中心。（√） 16．第一个将人造卫星送入太空的国家是美国。（×） 17．费马大定律是在1994年被英国著名数学家怀尔斯证明的。（√） 18．根据爱因斯坦的讲话，在牛顿时代领头的学科是天文学，物理学是随着天文学的发展而发展的。（√） 19．哈勃是第一个放在空间站的望远镜。（√） 20．氦元素研究太阳的天文学家发现的。（√） 21．火星上发现甲烷说明火星上可能有比较活跃的地质活动。（√） 22．火星上已经发现存在甲烷。（√） 23．基本粒子模型认为宇宙中的物质由4种基本粒子构成。（×）
24．量子力学主要是解决宏观问题。（×） 25．领导研制世界上第一个宇宙X射线探测器的科学家是美国的戴维斯。（×）26．木星的自转周期和地球一样。（×） 27．目前认为最早的人类出现在50万年。（×） 28．欧洲南方望远镜位于欧洲。（×） 29．水星的自转周期分厂短，只有9个小时。（×） 30．水星的自转周期是176天。（√） 31．水星和金星没有卫星。（√） 32．太阳的周年视运动是地球公转的反应。（√） 33．太阳系中木卫一的半径是1815km，质量比是21300.。（√） 34．太阳系中卫星的总数是31个。（×） 35．天然气是完全来源于动植物遗骸。（×） 36．望远镜的滞后导致我国现代天文学比较落后。（√） 37．我过目前最大口径的射电望远镜是25米的口径。（×） 38．我们在地球上可以看到月球的背面。（×） 39．宇宙是指时间空间和天体的总称。（√） 40．月球表面和地球一样，都有大气层。（×） 41．月球表面重力是地球的1/6。（√） 42．月球面积是地球海洋面积的1/4。（×） 43．月球上没有发现水冰。（×） 44．在伽利略之前人类研究天文现象是没有望远镜的。（√） 45．在月球上发现水冰是2008美国《科学》杂志评选出来的十大科学奖之一。（×） 46．中国已经实现的登月。（×） 47．中国在南极内地建立的南极考察站是中山站。（×）
【绪论】 1. 什么是天文学: 是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、 性质和运行规律等。 2. 天文学的三个分支学科：天体测量学、天体力学、天文物理学 3. 天文和气象的区别：大气层外 vs 大气层内 4. 天文学观测波段: 光学波段；射电波段；X 射线、丫射线波段；紫外线、红外线波段 5. 20世纪天体物理学成就: ① 两大基本理论：恒星演化和宇宙大爆炸模型 ② 全波段天文学、中微子天文学 ③ 20世纪60年代的四大发现：脉冲星、类天体、微波背景辐射、星际分子 【星空划分与运转】 1. 星座的概念：一种具有特征并容易记忆的恒星在天空投影的图案所在天区 2. 星座与星官的区别: 星座有边界，恒星数目不确定；星官无边界，恒星数目确定 ① 三垣：紫薇垣、太微垣、天市垣 ② 四象：北方玄武、南方朱雀、西方白虎、东方苍龙 ③ 二十八宿：月亮每晚停留在一宿 全天88个星座，北天 29,黄道12,南天47 寻找北极星的两种方法 ① 北斗七星勺头两颗星延长五倍即为北极星 ② 仙后座勺口开口方向延长开口宽度的两倍即为北极星 6. 北斗七星的斗柄方向与四季关系 春夏秋冬-东南西北 7. 四季星空典型的代表星座: 春夜大熊追小熊：狮子座、牧夫座、 天文学概论复习 3. 中国古代的三垣四象二十八宿 4. 5. 夏夜牛郎会织女：天鹅座（天津四） 、天琴座（织女星）、天鹰座（牛郎星）
秋夜仙女拜仙后：飞马座、仙女座、英仙座 冬夜猎户会金牛：猎户座 【天球与天球坐标系】 1.天球的概念与特点: ⑴概念：以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进 的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。 ⑵特点: ① 天球中心任意选取；②天球半径任意选取；③天体在天球上的位置只反映 天体视方向上的投影；④天球上任意两天体的距离用角距表示；⑤地面上不 同点看同一天体视线方向是相互平行的 天球上的基本点、圈：天极与天赤道、天顶天底真地平、天子午圈、卯酉圈、 四方点、黄道和黄极、二分点二至点、天极在天球上的位置 四个天球坐标系：基本点、圈，两个坐标，如何度量 5. 不同纬度处的天体周日视运动：都是等于或平行于天赤道的小圆 永不上升和永不下落天体：S =( 90° -①)vs - (90° - ? ) 天体的中天：天极以南(北)过天子午圈 6. 天体上、下中天时天顶距或地平高度的计算 上中天：z=w - S | 下中天：Z= (90° - ?) + (90° - S ) 太阳中天时的高度：Z 珂-S 7. 太阳的周年视运动: 【时间和历法】 1.什么是时间: 是物质运动过程中的一种标记，它建立在物质运动和变化的基础上 2.时间计量系统建立的基础和要求: ⑴基础：观测物体的运动 2. 北天极的高度等于当地的地理纬度 3. 4. 春分点 夏至点 秋分点 冬至点 a =0 S =0 a =6h S =23.5° a =12h S =0° a =18h S =-23.5°
1.一光年大约是（C）天文单位。 (A) 3.3(B) 38(C) 6.3万(D) 1.5亿(E)不知道 2.银河系的大小约（C）光年。 (A)不足10(B) 1000 (C) 10万(D)大于1000万(E)不知道 3:为什么流星会有"尾巴"（A） A、与大气摩擦使其燃烧 B、自身是火球 C、太阳光反射4:哈雷慧星以天文学家哈雷的名字命名，它的周期是C A、72~73年B、73~74年C、75~76年 5:最早对哈雷慧星进行观测并记录的国家是？（D） A、玛雅 B、埃及 C、印度 D、中国 6:全天星空中最亮的星星是哪-颗?(A) A.天狼星B．北极星C．牛郎星D．织女星 7: "北斗七星"是(B) A.一个星座 B.一个星座中的一部分 C.由几个星座中的部分组合而成 D.一个多星聚合成的星团8:在地球上什么位置可以看到全天的恒星？(B) A北极B.赤道C.南极D.南回归线 9:宇宙中含量最丰富的元素是（A）。 A氢B氦C碳D铁 10:关于黑洞的质量，下列说法正确的是( C) A.一定是无穷大
B.不一定是无穷大，但至少应该接近无穷大 C .不一定是无穷大，而且有可能质量相当小 D .大约10个太阳质量或以上 11:星星为什么是一闪一闪的？（C） A,受其他星体的干扰B星星有时不发光 C地球大气的绕动D太阳光过亮 12:银河系大约有多少颗恒星(A) A、1000多亿颗 B、5000多亿颗 C100亿颗D、100亿亿颗 13:银河系的大小约（C）光年。 A、不足10(B) 1000(C) 10万(D)大于1000万 14:恒星是（B） A、固定不变的 B、时刻运动的 C、有时动，有时不动 15: 1等星比6等星看起来.(B) A、亮度相同 B、亮的多 C、暗的多 16:天空中的恒星有的相对发红，有的相对发蓝。蓝星与红星相比较，哪种说法正确？(D)A.更为年老B.质量较小 C.重元素较少 D.表面温度高 17:比邻星离地球多远？（B） A、3.1光年 B、4.3光年 C、15光年 D、25光年 18:双星系统中两颗子星的运动方式是（B）
第一讲天文学导论 ●古希腊天文学：毕达哥拉斯，亚里斯多德（地球中心学说），托勒密的地球中心学说 天文学的发展期：哥白尼、第谷、开普勒和伽利略 牛顿的万有引力定律 爱因斯坦的相对论 ●开普勒第一定律：（轨道形状）所有行星皆以椭圆轨道环绕太阳运行，而太阳位于椭圆的一个焦点上 ●开普勒第二定律：（行星速度）行星和太阳的（假想）连线在相同的时间内扫过相等的面积。 行星越接近太阳则运行速度越快 近日点，运动最快 远日点，运动最慢 ●开普勒第三定律：（轨道周期）行星公转周期的平方和其到太阳的平均距离的立方成正比 (公转周期)2 = (常数) x (平均距离)3 第二讲天体的视运动 ●月相与食无关 天体的视运动 月全食时月亮变为黄铜色或血红色，这是由于地球大气中的尘埃颗粒折射阳光中的红光并到达月球所致 ●内行星：水星，金星 外行星：火星、木星、土星、天王星和海王星 ●头顶的星空取决于你在地球表面上的位置和当地时间 ●北京时间正午12点（东经120度）时，北京地方时（东经116.5度）即太阳时为11点46分，所以此时北京的太阳在子午线以东约3.5度，再过约14分钟北京“真”正午 ●南北天极：不变的参考点 北天极：北极星 南天极：南十字座 ●天赤道：不变的参考点 所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动（圆弧轨迹 在地球两极，天赤道=地平线 ●天顶、地平线和子午线：本地参考系 天顶和子午线的位置不随观测者的地平线移动 相对于星星来讲，天顶和子午线的位置在变 天体的运行（圆弧）轨迹与地平面的夹角为： 90 度-观测者所在地理位置的纬度（=天赤道与地面夹角） ●在北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落 赤道上：所有星垂直于地平面升起和下落“可见所有星” ●太阳在天球上的视运动轨迹称为黄道
天文学史 开普勒三定律（椭圆轨道、运行速度、轨道与周期） 引力摄动：另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动：水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论 钟慢效应：μ介子寿命为×10-6s，以光速运动也仅能行进600m，而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。 引力透镜：由于质量对光的吸引，若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系（透镜星系），观测者可能观察到多个像（爱因斯坦十字、双爱因斯坦环） 天体视运动 天体的周日视运动：由于地球自转导致的天体视运动 太阳：东升西落，与当地正午通过天子午线达到最高点，两次通过子午线间的时间为一太阳日（24h） 北京东经度，东八区标准东经120度，北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分 赤道参考系： 把天空幻想为大球，北极指向北天极，南极指向南天极，赤道扩展为天赤道。北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。天赤道与天极的弧距离总是90度，与地平面相交于正东正西方向，且恰好看到一半。天球自东向西旋转，每小时旋转15度，所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。
地平参考系： 以正头顶为天顶，子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。本地参考系中天体位置在始终改变。 赤道上，一切星体都垂直于地平面升起和落下，所有星体都可见且在地平面上方12个小时 周年视运动：天球坐标系上恒星的坐标固定，由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。这也导致了每天同一时间天空状况不同（因为太阳时制）太阳：太阳在天球上的位置始终自西向东移动，每年环绕天球一周，其在天球上的轨迹称为黄道。太阳绕天球一周的时间是天。 太阳日：24h，太阳连续两次到达子午线的时间。 恒星日：23h56min，恒星连续两次到达子午线的时间。恒星日表明了地球自转的真实周期。 由于太阳一直向东运动，所以恒星比太阳运动的快一点。由于我们使用太阳时，恒星每天升起、穿过子午线、下落的时间都要提前约4分钟，经过一个太阳年后回到原地。 4min/day=360degrees 365.24days 24×60min 360degrees 月球视运动：月球也在天球上向东漂移，天后回到原处。月球的盈亏周期称为交合周期，为天 黄道与节气：黄道与天赤道夹角为度，且相交于春分点和秋分点。按顺序距这两点最远的点是夏至点和冬至点。
天文学导论复习资料 88个星座 天狼星：官方名为大犬座α星 双星、聚星、星团 最亮的星：天狼星 牛郎织女相距16光年 头顶的星空取决于你在地球表面上的纬度和当地时间（经度） 天体在天球上东升西落所经历的轨迹（星轨）称为天体的周日视运动 太阳每天东升西落，于当地正午通过子午线达到最高点（上中天） 太阳连续两次到达子午线（正午）的时间间隔，称为一个太阳日，即一天，定义为24小时世界时与本地时间的转换： 北京时间= UT + 8小时 北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落 在各地：九十度-纬度=可见星的角度 天赤道平面与地面的夹角= 90 度- 观测者所在地理位置的纬度 在地球上无论何时何地： 天赤道总是与地平面精确地相交于正东正西方向
总能看到1/2天赤道 特例：在地球两极，天赤道=地平线 天赤道是一个方向，不是一个位置 天体的运行轨迹平面与地平面的夹角为： 90 度- 观测者所在地理位置的纬度 （=天赤道与地面的夹角） 所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动 在北京：向东看 天体从东偏北方向升起 天体向西偏北方向落下在南半球？ 北半球：北逆南顺 赤道上所有星在地平面上12小时 所有星垂直于地平面升起和下落，“可见所有星” 任何通过子午线的天体都处于距离地平面的最高位置：过中天 太阳一年的轨迹是8，赤道是线段 地球公转+ 地球自转轴倾斜是星辰周日视运动规律变化的原因 每晚同一时刻，看到的星空在连续向西移动 每（白）天同一时刻，太阳相对于背景恒星的位置也在连续向东移动 整个天球包括太阳一天转动一圈，但通过仔细观察你会发现这个规律并不完全正确，因为每昼同一时刻，太阳位置相对于星星向东缓慢移动 每晚同一时刻，星星位置（通过子午线时刻）在缓慢向西移动（TiQian） 太阳再回到原处（相对于相同的背景星）的周期为一年（~365.24天） 太阳在天球上的周年视运动的轨迹（大圆）称为黄道 太阳共走了360 度每天向东移动大约1度~ 2个太阳视直径 太阳日（= 24小时）：太阳连续两次到达子午线的时间间隔（“地球相对于太阳的自转”）太阳时 恒星日（sidereal day）：恒星连续两次到达子午线的时间间隔（地球相对于任一恒星的自转）恒星时 恒星有方向，太阳有位置 一个特定星星一个月后升起的时间将提前约2个小时：
我对天文学的认识 【摘要】天文学就是研究宇宙中的行星、恒星以及星系的科学，以观察及解释天体的物质状况及事件为主，对于我们的生活有很大的实际意义，对于人类的自然观有很大的影响。 【关键词】宇宙测量小行星人类导航 天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。 天文学研究的对象 天文学所研究的对象涉及宇宙空间的各种星星和物体，大到月球、太阳、行星、恒星、银河系、河外星系以至整个宇宙，小到小行星、流星体以至分布在广袤宇宙空间中的大大小小尘埃粒子。天文学家把所有这些星星和物体统称为天体。从这个意义上讲，地球也应该是一个天体，不过天文学只研究地球的总体性质而一般不讨论它的细节。另一方面，人造卫星、宇宙飞船、空间站等人造飞行器的运动性质也属于天文学的研究范围，可以称之为人造天体。 我们可以把宇宙中的天体由近及远分类为几个层次： (1)太阳系天体：包括太阳、行星（其中包括地球）、行星的卫星（其中包括月球）、小行星、彗星、流星体及行星际介质等。 (2)银河系中的各类恒星和恒星集团：包括变星、双星、聚星、星团、星云和星际介质。太阳是银河系中的一颗普通恒星。 (3)河外星系，简称星系，指位于我们银河系之外、与我们银河系相似的庞大的恒星系统，以及由星系组成的更大的天体集团，如双星系、多重星系、星系团、超星系团等。此外还有分布在星系与星系之间的星系际介质。 天文学研究的内容 天文学按照研究的内容可分为天体测量学、天体力学和天体物理学三门分支学科。天体测量学是天文学中发展最早的一个分支，它的主要内容是研究和测定各类天体的位置和运动，建立天球参考系等。利用天体测量方法取得的观测资料，不仅可以用于天体力学和天体物理研究，而且具有应用价值，比如用以确定地面点的位置。目前，天体测量的手段已从早期单一的可见光波段，发展到射电、红外等其他电磁波段，精度也不断提高，并且从地面扩展到空间，这就是空间天体测量。
2013年下学期城建大学网络通识课考试（天文学新概论） 选择题 1、以下不属于特殊变星特点的是： A.光谱全部为发射线 B.大约一个太阳质量 C.对外有强烈的显峰损失 D.B和C 2.2008年11月发射的了（）空间望远镜。 A.钱德拉 B.哈勃 C.费米 D.勇气号 3.探测黑洞，研究暗物质以及探索星系形成和演化的有力工具是什么? A.多普勒效应 B.哈勃定律 C.质能方程 D.引力透镜效应 4室女座SDSSPJ1306存在着巨型黑洞质量是： A．9亿个太阳质量 B．8亿个太阳质量 C．10亿个太阳质量 D．11个太阳质量 5.星系分为两大类，分别是（）。 A．亮星系和暗星系 B．星系团和单星系 C．大星系和小星系 D．椭圆和漩涡 6.短时伽马暴持续时间小于（）。 A．200毫秒 B．100毫秒 C．2秒 D．1秒 7.（）证明了奇点是广义相对论的必然推论。) A．爱因斯坦 B．史瓦西 C．拉普拉斯
D．罗斯和霍金 8.类星体的中心是： A.氢 B.氦 C.黑洞 D.尘埃 9.属于重子的物质是 A．暗物质 B．中子 C．电子 D．光子 10、如果宇宙密度小于理论上的临界密度，那么宇宙会如何演化？A．收缩 B．膨胀 C．维持现状 D．都有可能 11、月球的昼夜温差是多少？ A．127℃ B．183℃ C．310℃ D．400℃ 12、第一个发现放射性元素的是哪个科学家？ A．费米 B．艾新德 C．居里夫人 D．贝克勒尔 13、万有引力的发现者是： A．爱因斯坦 B．普朗克 C．麦克斯韦 D．牛顿 14、不属于暗物质的性质的是（）。 A．寿命长 B．质量大 C．作用弱 D．磁场强 15、1935年5月武仙座新星爆发时它的亮度增加了多少倍？
《天文学概论》期末作业 之 谈谈对恒星的认识 姓名：舒必成 学号：2 学院：法学院 专业：法学
本学期我选修了天文学概论这门课程，通过一学期学习，我收获了很多有关天文学方面的知识，也许是因为星空本身就很神秘，充满魅力，指引着我选择了天文学选修课。在课堂上，与浩瀚的宇宙的一次次碰撞，一次次惊叹，一次次感慨；与古今思想的一点点接触，一点点欣喜，一点点感悟；使我的选修课有感叹，有乐趣，有收获，没有遗憾。 在老师的引导和种种疑问的追寻下，我对恒星的演化过程进行了一番探究，恒星就像一个长寿的人——再机缘巧合下诞生，倔壮成长后，经历漫长的黄金阶段，接着是膨胀的中年，最后慢慢的衰老。所以下面我会从恒星的四个阶段谈谈我对恒星的认识。 一、快速成长的幼年期 恒星最初诞生于太空中的星际尘埃，科学家形象地称之为“星云”或者“星际云”，其主要成分由氢组成，密度极小，但体积和质量巨大。密度足够大的星云在自身引力作用下，不断收缩、温度升高，当温度达到1 000万度时其内部发生热核聚变反应，核聚变的结果是把四个氢原子核结合成一个氦原子核，并释放出大量的原子能，形成辐射压，当压力增高到足以和自身收缩的引力抗衡时，一颗恒星诞生了。 恒星形成的初始阶段几乎完全被密集的星云气体和灰尘所掩盖。通常，正在产生恒星的星源会通过在四周光亮的气体云上造成阴影而被观测到，这被称为包克球。质量非常小的原恒星温度不能达到足够开始氢的核融合反应，它们会成为棕矮星。质量更高的原恒星，核心的温度可以达到1,000万K，可以开始质子-质子链反应将氢先融合成氘，再融合成氦。在质量略大于太阳质量的恒星，碳氮氧循环在能量的产生上贡献了可观的数量。新诞生的恒星有各种不同的大小和颜色。光谱类型的范围从高热的蓝色到低温的红色，质量则从最低的0.085太阳质量到数十倍于太阳质量。恒星的亮度和颜色取决于表面的温度，而表面温度又由质量来决定。 二、黄金的“青年时代” 主序星阶段是一个相对稳定的长时期，此过程是恒星以内部氢氦聚变为主要能源的发展阶段，是恒星的“青年时代”，也是恒星一生中最长的黄金阶段，
天外有天 ——现代宇宙学的兴起与发展王远谋101170067 匡亚明学院（大气科学学院基地班）
20世纪的天文学，天体物理学是其主流。最引人瞩目的成就是诞生了将整个宇宙作为研究对象的现代宇宙学。以爱因斯坦的相对论为理论基础，以大尺度的天文观测，特别是河外星系的普通红移和宇宙背景辐射为事实依据，宇宙学展示了宇宙整体的物理特征，将人类对宇宙的探索提升到了一个新的高度。本文就现代宇宙学的几大重要成果——宇宙的诞生（宇宙大爆炸理论的提出），宇宙的年龄（哈勃定律的提出），以及暗物质，暗能量的提出叙述现代宇宙学的兴起与发展。 关键词：宇宙年龄；大爆炸理论；宇宙膨胀；哈勃定律；暗物质，暗能量
在近代自然科学产生以前，传统的观点（亚里士多德）认为，宇宙是一个有边有界的的世界，宇宙的最外层是由恒星天构成，恒星天是宇宙的边界。 在牛顿的无限无边的宇宙图景中，宇宙是一个三维的欧几里得空间，在任何一个方向均可无限延展下去。在这个无限大的“箱子”中，布满了无限多的天体，这些天体在万有引力作用下按牛顿定律运动。然而，这种宇宙图景在解释经验事实上遇到了困难，出现了“引力佯谬”“光度佯谬”等。 “光度佯谬”由奥尔柏斯在1826年提出，表达如下。 按照牛顿的宇宙图景可以作以下推论： 1.在无限的空间中，充满了无限多的星体。 2.每颗星星虽然有生有灭，但从整体上看，可以认为宇宙的物质密度保持常数。 3.时间是无限的，从整体上讲，星体可以无限期存在。 4.无限远处星体的光，总可以通过无限长的时间传到地面。 5.在地面上，黑夜将像白天一样光亮。 这显然是荒谬的。 1.哈勃定律 1929年，哈勃发表了《河外星系距离与视向速度的关系》一文，提出了闻名于世的“哈勃定律”，给出了简明的哈勃公式—— 河外星系离我们越远，它逃离的速度也越快，且二者成正比关系。 这表示我们所在的宇宙是在不断地向外膨胀，这种膨胀是一种全空间的均匀膨胀。因此，在任何一点的观测者都会看到完全一样的膨胀，从任何一个星系来看，一切星系都以它为中心向四面散开，越远的星系间彼此散开的速度越大。 早在1912年，施里弗(Slipher)就得到了“星云”的光谱，结果表明许多光谱都具有多普勒(Doppler)红移，表明这些“星云”在朝远离我们的方向运动。随后人们知道，这些“星云”实际上是类似银河系一样的星系。1929年哈勃(Edwin Hubble)对河外星系的视向速度与距离的关系进行了研究。当时只有46个河外星系的视向速度可以利用，而其中仅有24个有推算出的距离，哈勃得出了视向速度与距离之间大致的线性正比关系。现代精确观测已证实这种线性正比关系 v d H 其中v为退行速度，以千米／秒为单位，d为星系距离，以百万秒差距为单位, H为比 例常数，称为哈勃常数,这就是著名的哈勃定律。 哈勃定律有着广泛的应用，它是测量遥远星系距离的唯一有效方法。只要测出星系谱线的红移，再换算出退行速度，便可由哈勃定律算出该星系的距离。哈勃定律中的速度和距离不是直接可以观测的量。直接观测量是红移和视星等。因此，真正来自观测、没有掺进任何假设的是红移-视星等关系。在此基础上再加上一些假设，才可得到距离-速度关系。 哈勃这一发现的意义真是无可估量，使人类对于宇宙的认识产生了飞跃的、质的提高，他因而也被人们尊称为“星海将军”、“宇宙边疆开拓者”、“星系天文学之父”。可以说，没有哈勃一系列的开创性工作，就不会有后来的“大爆炸”学说。
一、太阳系 1.太阳系行星，拥有卫星超过50颗的行星有：土星和木星，根据最新数据，土星62颗，木星66颗。 2.太阳系的几层疆域：海王星是最外侧的行星，它的轨道外被称为柯伊伯带，大多数短周期彗星来自此处。柯伊伯带外是日球层的边缘，强劲的太阳风粒子到了这里也已经是强弩之末。再向外就是奥尔特云，这里是长周期彗星的故乡。 3.天空中月亮与太阳看起来大小几乎相等，它们的角直径都约等于0.5度，但并不完全相等。如日环食时，月球无法完全遮盖太阳，说明此时月球看起来比太阳小。 4.太阳系8大行星中，质量比地球小的有3个：水星、金星、火星。 5.月亮总是以一面对着地球，所以在地球上是看不到月球的背面的。 6.月亮“十五不圆十六圆”是因为月球公转轨道是椭圆，月球公转速度不是均匀的。 7.如果自转轴不倾斜，地球纵然公转也不会有一年四季的变化。 8.太阳通过消耗自身物质来释放能量，每秒钟消耗的质量达到400万吨。 9.木星是太阳系中卫星最多的行星。太阳系行星卫星中比月亮大的有4个。太阳系中半径最大的卫星是木卫三。 10.一般来说，彗星的彗尾的方向和彗星的运动方向没有关系。一般彗星是由彗头和彗尾两大部分组成，彗头又包括彗核和彗发两部分。彗尾的方向一般总是背着太阳延伸的，当彗星接近太阳时，彗尾是拖在后边，当彗星离开太阳远走时，彗尾又成为前导。 11.人如果站到月球上，地球便成为天上的天体。蔚蓝色的地球，有圆或缺的变化，但没有东升西落运动（因为月球总是以一面对着地球）。 12.“半个月亮爬上来”的时间是在半夜时分。这应该是下弦月。著名的的《枫桥夜泊》“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠，姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”描写的则是半夜落山的上弦月。 13.太阳常数是在大气层外单位面积日照功率。τ=1.367×103W/m2，具体计算见27页 14.太阳黑子有平均11年的变化周期，相邻周期黑子磁场极性相反。故从磁场角度，太阳磁场周期为27年。 15.现行公历称为格里历，属于太阳历（阳历）；我国农历属于阴阳历；而回历又属于太阴历（阴历）。 二、恒星 16.2002年1月麒麟座V838突然爆发，亮度比太阳大60万倍，一举成为银河系中最亮的天体。另外，原为2~4等星的船底座η亮度在1820年骤增，比太阳亮3000万倍，成为当时南半球最亮的天体。但20年后，它又降为8等星。20世纪以来它又再次喷发增亮，目前绝对星等为-11。 17.银河系中的球状星团年龄较大，广泛分布在以银晕中，与太阳距离普遍较远；疏散星团较为年轻，多位于银河中央平面（银道面）附近，又名银河星团，与太阳距离普遍较近。 18.发射星云的典型代表是猎户座大星云，反射星云的典型代表是昴星团云，暗星云的典型代表是马头星云。 19.与脉冲星的脉冲周期长短直接相关的中子星的物理量是年龄。越年轻的中子星，周期越短，转的越快。 20.钱德拉塞卡极限描述的是白矮星的质量上限，数值为太阳质量的1.44倍。 21.奥本海默极限则是中子星质量的上限，数值在2至3个太阳质量之间。 22.天狼A,B是一对目视双星。按发现方式，双星分为目视双星、食双星、分光双星、密近双星。 23.中子星是因为引力冲破了电子简并压力屏障而形成的。 24.要使木星变成黑洞，需将它的全部物质压缩到28cm范围之内。如果将银河系的全部物质压缩成黑洞，其引力半径将0.5至1光年之间。一个太阳质量的黑洞的引力半径约 2.95km（引力半径，即史瓦西半径或临界半径，符号Rg。 Rg=(2GM)/c2） 25.如果已知恒星的视星等和绝对星等，则可以比较容易地确定恒星的距离。 26.星等计算公式：M=m+5-5lgD，M是绝对星等，m是视星等，D是距太阳距离，单位秒差距（pc），（1秒差距=3.26光年）。故恒星距离变为2.512倍，视星等加1；亮度比较公式：E2/E1=5√(100(m1-m2))，E是视亮度。即恒星绝对星等减1，亮度变为 2.512倍。（注意：星等越小，说明越亮。） 27.分波段进行的光度测量称为分光光度测量。与光度有关的其它计算参见142、143页。 28.明线光谱是原子的特征。通过分析恒星光谱可得知恒星大气化学成分、表面原子压与大 29.织女星曾作为标准0星等。目前共有21颗一等星，其亮度排名见课本附录。
现代天文学及空间技术展望 在具体的了解天文学之前，对气的了解只限于世界各民族都有自己的神话传说，内容不一，但几乎都有“开天辟地”或“创世”的故事。说来并不奇怪，只有在开天辟地之后，才能演出一幕幕“女娲补天”、“嫦娥奔月”、“夸父逐日”的戏剧来。“天地”、“世界”都是通俗的说法，，其实指的就是“宇宙”。《淮南子，齐俗训》说：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”。就是说，“宇”表示空间，“宙”表示时间，而“宇宙”既表示空间和时间，又是自然界万物的总称。任何客观存在的具体物质都有自己的结构，都在运动和变化；同样，“宇宙”这个客观存在也应该有结构，也要不断地演化。结构就是形态和组成，演化通俗地讲就是指生长老死。研究宇宙结构和演化的科学叫宇宙学。在外国，对宇宙结构也有各种各样的说法和理论。古代巴比伦人认为，大地犹如拱起的乌龟，天空乃是半球形的穹庐。古代印度人认为，大地驮在象背上，大象站在龟身上，海龟浮在海洋上。古希腊对于宇宙结构有不同的学说，有人认为地球是一个浮在水面的扁盘；有人认为地球是一个球，居于世界的中央，这大概是“地球中心说”的雏形；也有人认为，地球绕轴旋转分昼夜，绕日旋转成周岁，这大概可算是“太阳中心说”的前驱了。”制造科学根据。 天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的. 在宇宙结构问题上带革命性的学说，是十六世纪波兰天文学家哥白尼提出的“太阳中心说”。它认为，太阳是宇宙的中心，地球和水星、金星、火星、木星、土星等绕太阳旋转天穹的视运动只不过是地球自旋的反映而已。这个学说冲破了教会的重重阻力，打破了中世纪黑暗的沉闷空气，把科学从僧侣统治下解放出来，功绩是伟大的。它推翻了日动地静的说法，在太阳系范围内，符合实际情况。但是，它认为太阳是宇宙的中心，这显然是不正确的。在哥白尼身后，布鲁诺；伽利略等人把哥白尼的学说朝前发展，认为宇宙是无限的；天上无数个星星就是无数个世界，所以太阳并不是宇宙的中心。对无限的宇宙来讲，根本无所谓中心，或者说，处处是中心. 哥白尼的学说第一次把宇宙学放在科学的基础上。其后，开普勒根据他的老师第谷的大量观测资料，总结出行星运动的三大定律；特别是牛顿发现了万有引力定律和总结出动力学三大定律后，经典的现代宇宙学形成了。从二十世纪爱恩斯坦的广义相对论到二十一世纪霍金的黑洞理论学说，现代天文学对宇宙的起源有了新的理解和定义。 进入新世纪以后我国的航天事业发展越来越快，神州飞船不断发射，在中国的载人航天“三步走”计划中，中国最终要建设的是一个基本型空间站，它的规模不会超过现有的“和平号”或国际空间站。基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备了20吨以上运载能力的火箭，才有资格发射核心舱。为此，我国在海南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。同时，我国还在天津新建总装场。 在最近我国神州八号成功发射，“神八”升空，神舟八号无人飞行器，是中国“神舟”系列飞船的第八个，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。神八已于2011年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。升空后，“神八”将与此前发射的“天宫一号”实现交会对接，并和此后的神舟九号、十号一起组成中国首个空间实验室。2011年11月16日18时30分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离，返回舱已于11月17日19时许返回地面，标志着中国人有了自己独立研发的空间站。此举不仅意味着中国的技术与产业链已经延伸到当今世界的科技高端，同时也标志着中国的市场能量与潜在机会又有了新的拓展，中国不仅有条件在高科技市场中占有一席之地，还将在更广泛的市场上获得更多话语权。中国的空间活动,运载火箭和卫星。我国50年代末开始发展空间技术，建立了一些实验室并开展基础研究。1965年我国开始搞人造卫星，第一颗人造卫星于1970年发射成功。其重量为173公斤，
第四章、太阳和磁流体力学 1，太阳的基本情况 2，太阳活动现象及对地球的影响 3，光谱观测 4，太阳观测设备 5，阿尔文的太阳磁流体力学 阿尔文1908年5月30日生于瑞典。在乌普沙拉大学毕业，1934年获得博士学位。当他还是博士研究生的时候，他就创立了一个关于宇宙辐射起源的理论。 阿尔文善于提出新概念、新思想，从天文现象中发现新的物理规律，更善于把自己发展起来的理论用于解释复杂的天文现象。他是太阳和宇宙磁流体力学新学科的奠基人。 瑞典天文学家阿尔文因为对宇宙磁流体动力学的建立和发展作出的卓越贡献而荣获1970年度诺贝尔物理学奖，这是对他近40年科学生涯最公正的评价。 1，太阳的基本情况 太阳的基本情况 太阳是距离我们最近的 恒星；中等质量的壮年恒星； 日地距离149597870千米； 半径比地球大109倍，体积 是地球的130万倍；质量为 99×1030千克，是地球的 33万倍；太阳是气体球，平 均密度为1.409克/厘米3。 太阳的结构 内核：热核反应，产能区； 辐射层；对流层；
光球：光亮的球层，温度 6000K； 色球：温度比光球高, 波长656.28纳米的红光很 强； 日冕：温度百万度； 射电辐射来自日冕。 太阳化学组成 太阳有68种元素 氢78.4% ；氦19.8％；氧0.8%；碳0.3%；氮、氖、镍各占0.2%；其余元素均在0.1%以下。 太阳元素”的发现 1868年8月18日，法国天文学家詹逊在印度观测日全食时，发现日珥的两条钠线旁边还有一条橙黄色明线（D3），不知是什么元素的谱线。在当时化学家所列的表格中，没有一种物质有这条黄线，不能和已知的地球上任何元素的谱线不相对应。于是把这种元素命名为氦，原意为“太阳”，曾称”太阳元素”。 27年后，一位名叫雷姆塞的英国化学家终于在地球上也找到了氦。 2，太阳活动现象及对地球的影响 太阳磁场 从纵的方向看，太阳各层大气里的磁场很不相同；从横的方向看日面各部分磁场相差很大，既有大范围的大尺度磁场，也有直径不到几万千米的小尺度磁场。 太阳黑于磁场是最强的磁场。太阳活动都与磁场有关，磁场是活动区最本质的特征。在磁结构复杂的活动区，还能观测到耀斑、射电爆发、日珥等。太阳黑子相对数变化的11年周期
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