星系中恒星形成率指针的比较研究
樊东鑫;李金荣;潘治政;史菲;方官文;孔旭
【期刊名称】《天文学报》
【年(卷),期】2012(053)006
【摘要】With the multi-wavelength data from GALEX (Galaxy Evolution Explorer), SDSS (Sloan Digital Sky Survey), UKIDSS (UKIRT Infrared Deep Sky Survey), and Her-schel Astrophysical Terahertz Large Area Survey Science Demonstration Phase (H-ATLAS SDP), we have studied the star formation rate (SFR) indicators based on UV, Ha, and FIR, and found that the discrepancies among SFR estimates made by using different indicators are strongly correlated with star formation activities of galaxies. For those strong star forming galaxies (SSFGs), after correcting the dust attenuation and aperture effects, the SFR estimates from Ha agree with those from UV and infrared very well, only with a small scatter. For the low star forming galaxies (LSFGs), the difference between UV and Ha SFR indicators tends to increase with the age and stellar mass of galaxies. We have analyzed the reasons for those differences, and found that the recipe commonly applied to local star burst galaxies overestimates the dust attenuation of LSFGs, and then overestimates SFR(UV); and the SFR(Ha) for LSFGs was underestimated in the Max Planck Institute for Astrophysics/Johns Hopkins University catalog.%利用赫歇尔空间望远镜的H-ATLAS (Herschel Astrophysical
宇宙的形成与演化论文。 前言：这学期我们选修了宇宙的形成与演化这门课程，在这一个学期的时间里，我们跟随徐老师进行学习，了解了宇宙的形成过程，星系的组成，宇宙的演化过程等很多知识，同时，徐老师也经常给我们播放相关的视频，使一些宇宙相关理论变得更加生动和易于理解。我对天文学向来报有一种强烈的好奇与好感，选择这门课程我感到很开心。接下来，我会结合老师的讲课以及自己的课外拓展，谈一谈我对宇宙的了解和认识。 （一）宇宙的起源 目前关于宇宙的起源的理论影响较大的便是大爆炸理论。老师在课堂上给我们放过宇宙起源的主题教育片，给我影响比较深刻的便是其中几位美国学者的那种独特的思想观点。 大爆炸理论是目前人们普遍认可的一种理论。这种理论是这样解释的，宇宙在爆炸之后开始不断膨胀，导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子，并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。 现在宇宙物理学的几乎所有研究都与宇宙大爆炸理论有关，或者是它的延伸，或者是进一步解释，例如大爆炸理论下星系如何产生，大爆炸时发生的物理过程，以及用大爆炸理论解释新观测结果等。这个理论首先是建立了两个基本假设：物理定律的普适性和宇宙学原理。同时也比较自然地说明了许多观测现象，而且理论和观测结果能较好地相符。具有很强的科学性。该理论最直接的证据来自对遥远星系光线特征的研究。在课堂上，我们了解了星系谱线红移这个新的知识概念。根据哈勃定律。天文学家通过观测星系的谱线红移量，就能求出星系的视向速度，进而能得出它们的距离。 大爆炸理论的科学性令人信服，但它也存在一些问题，比如视界问题，均匀度问题和重子不对称等，其中最突出的是“原始火球”是从哪里来的? 而目前另一种理论是定宇宙永恒说。这种理论认为宇宙是处于一种稳定的状态，这就是说，一些星体湮没了，在另一处会有新的星体产生。宇宙只是在局部发生变化，在整体范围内是稳定的。我相信，随着科学的发展和研究的深入，这两种理论将不断地接受新的考验。可能会被新的理论证实，也可能被新的疑点推翻。当然也有可能产生更加科学的新的理论。不断怎样，我相信，我们对宇宙的起源的了解，会不断的更新，不断地接近最终实际。 星系的形成与分类 在宇宙中，我们把由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系。 目前，我们对星系形成演化过程比较流行的看法就是：在原始星系云收缩过程中，第一代恒星出现，在原星系的中心区，收缩快，密度高，恒星形成率也高，形成漩涡星系的星系核或形成椭圆星系整体。漩涡星系和椭圆星系内部所包含的能量是经常会发生物理变化，用自身的自传离心力阻止赤道的进一步收缩。因而让它们的扁率各不相同，气体的随机运动和恒星辐射加热等因素，使部分气体未结合成成星胚，并因碰撞作用而沉向赤道面，从而形成旋涡星系和不规则星系，结果使星系从形成之初就已经定形并保持下来，不再显著变化。在几亿年期间，由原星系形成的为年轻星系最终变成了我们现在所熟悉的宇宙星系。 美国天文学家哈勃是研究现代宇宙理论最著名的人物之一，同时也是河外天文学的奠基人。他把宇宙中的星系按其形态或叫结构类型划分成了四类：（1）、椭圆星系。椭圆星系是从圆球星系发展演化而成的（2）、旋涡星系。旋涡星系在宇宙中也有多种形态，而且也有一个发展演化的过程。一开始从不规则的形态向规则形态逐步发展演化（3）、不规则星系。不规则星系也能逐渐发展演化为规则星系。
论星系的形成与演化 摘要：宇宙演化是通过大爆炸形成各种天体，与宇宙随后在万有引力作用下收缩，引发新宇宙再生的脉动循环方式进行。同时，要研究恒星的起源，就必须首先解决星系起源问题，因为恒星是在星系演化过程形成的。不首先解决星系的起源与演化问题，恒星起源模式就是空中楼阁，镜中水月，根本不能认为具真正可信的基础。 关键词：大爆炸宇宙星系恒星 引言：学习了现代自然科学技术概论，我深深的了解到了宇宙的奥妙，宇宙中的星系更是我们我们无法预料的。尤其是对于我这样一个男生来说，能够真真切切的了解星系是多么令人心驰神往的事情。人类正在逐渐的探索其中的秘密，我相信这将会给我们带来无限的惊喜与期待。 一、宇宙起源与演化的真正正确模式 （一）宇宙的起源 关于宇宙的起源，虽已提出了不少不同理论模式，并且有的模式还被十分人们推崇，但这些被推崇的模式，其实许多都是具有不合理性的。例如爱因斯坦宇宙模式，认定万有引力只在很小距离有效，一旦天体间距离大于一定数值后，引力就变斥力，就完全是一种根本不合理的假定。因为有谁能为这种随距离增加。就会引力消失与斥力产生，真正提出一种可信机制？又有谁至少可从纯理论上说明，万有引力为何就只在近距离内才有效？所以这种模式虽然从表面上看，似乎建立在非常严谨数学模式上，但模式本身其实根本没有任何 科学性可言。大爆炸理论认定宇宙是由一奇点大爆炸产生。但这一奇点又怎么产生？不首先解决这一问题，就认定宇宙是这一奇点大爆炸后的演化产物，同样也很难让人觉得真正可信。另外在一般大爆炸理论中，也同样存在忽视万有引力存在的问题。而一旦认定有万有引力存在时，大爆炸后产生的宇宙，就决不会是一直进行膨胀了……。其它的一些宇宙演化模式，在此不一一进行评论，但这些宇宙演化模式，同样也都存在一些这样那样的问题。事实上万有引力，是以客观存在的物质性引力作用粒子作基础的，并且这种引力作用粒子，是一种即可吸收到与之接近天体物质内，对天体产生引力，又可随原子对同样具物质粒子性的光电辐射的发射与吸收，而进出物质原子，因而是一种的实实在在的客观存在物质粒子。并且这种物质性引力作用粒子，也同样可由于光电等辐射粒子，在空间内的运动，而散布到无限远的宇宙空间。所以万有引力即使对无限远的天体，也同样是存在作用的，绝不会因空间距离变远，引力就变为斥力，而要建立真正正确的宇宙及星系的起源与演化模式，就绝对不可忽略万有引力的作用问题。其实要建立正确的宇宙起源与演化模式，就必须以客观存在的宇宙空间内已知天体特征作为基础，任何不以客观存在天体特征作为基础，而去假定一些根本不具客观合理性的条件，作为建立宇宙起源与演化模式的基础条件，全都不可能建立真正正确合理的模式。那么根据现有宇宙内的各种天体特征，要建立正确的宇宙起源与
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？
§2.3 星系形成和演化 星系形成和演化也是天体物理研究一个基本问题, 同时星系作为宇宙的基本单元在了解宇宙的物质分布、化学演化等方面起独特的作用。在暗物质晕基础之上的星系形成理论框架已经建立, 近年来随大规模的星系巡天开展以及大望远镜的深入观测,人们对星系中主要的物理过程有了更为深入的认识。 在本篇的第一小节我们首先介绍基于暗物质晕模型的星系形成与演化的图像，截止目前，这个图像已经取得了巨大的成功，对我们理解宇宙中的星系形成与演化的过程起着至关重要的指导性作用。然而，一方面，对理论的检测与验证直接依赖于对星系的观测结果；另一方面，星系的形成与演化的过程中牵涉到的物理过程远比目前的理论计算所能包含的更为复杂，对这些复杂具体物理过程的研究需要更为细致的观测与分析,以及观测与理论研究之间的进一步相互促进。鉴于此，我们在本篇将花费更多的笔墨介绍星系和形成与演化领域观测方面的进展。实际上这方面的研究范围非常广泛，受限于撰稿人的视野和篇幅，我们只能选取有限的研究领域进行介绍。我们在第二小节简单介绍原初（第一代）星系的形成以及宇宙再电离观测给出的限定；随后介绍高红移星系的探测，这方面的观测使得我们可以直接获得宇宙不同时期星系形成与演化的图像；之后的三小节中，针对星系形成与演化过程中的一些关键物理过程，我们覆盖了星系中的恒星形成与演化，星系形态的形成与演化，以及星系的化学演化等研究领域的内容。 2.3.1 星系形成理论 从3.2节我们了解到，宇宙中占主导的物质是冷暗物质，冷暗物质结构形成是等级成团。暗物质在红移z～20-30左右塌缩最先形成较小（百万到千万太阳质量）的维里化的结构--暗物质晕（参见 2.2）；这些暗晕经历并合、吸积等过程形成更大的暗晕结构。重子和暗物质在线性增长阶段很好混合，而在非线性塌缩阶段重子由于存在耗散过程而与暗物质分布出现偏差。暗晕先维里化，重子在暗晕的引力场中冷却、进一步下落最后形成星系。在这种图像中, 首先星系形成也是等级式, 在红移z~20-30是形成小星系, 这些小星系之后通过并合、吸积形成大星系; 其次星系形成过程可以分二个阶段考虑, 暗晕的形成和演化以及与重子相关的星系形成过程。如3.2.2所述，对暗物质的纯引力作用过程现在已经有相当好的理解，任何红移的暗晕结构和演化可以从数值模拟给出，这样就可以把主要精力放在目前还没有很好理解的重子物理过程上。 暗晕的性质和演化在星系的形成和随后的演化中扮演极其重要角色。每个暗晕包含的气体质量和气体性质由暗晕性质决定；其次暗晕之间的巨大吸引力促进它们之间并合，在暗晕中的星系随后也会并合，产生增大星系同时产生星系形态的变化；最后，暗晕的引力场也决定星系从周围吸积气体的过程。 联接暗晕和星系一个重要概念是暗晕占据数分布P(N|M,z), 它描述一个特定红移z和质量M的暗晕中，找到N个一定性质星系的概率。这个概念最早由Jing et al. (1998)等
关于宇宙形成与演化的几种理论 引言：宇宙学是一门年轻又古老的学科，人类对宇宙的起源在不断地探索着。 当我们回望人类漫长的探索宇宙的进程时,在我国历史上最早认识宇宙，是有“科圣”之称的伟大的科学家张衡。也可以说是人类历史上认识宇宙的先驱。在后来主要是西方国家对宇宙探索有很大的进展，尤其是近几百年，其中对宇宙的形成与演化有很多的著名的观点，主要形成的观点有相对论原理、宇宙膨胀模型、大爆炸宇宙论等。霍金在《时间简史》中比较全面的描述了整个宇宙的图景，他还还提出了自己的很多观点，本着一种好奇心,想了解一下关于宇宙学的观点 , 所以借助史蒂芬·霍金的《时间简史》及其他书籍，将宇宙学的一些观点在这里罗列出来。在这里主要写了膨胀中的宇宙、大爆炸宇宙理论以及黑洞中的奇点与量子效应观点，这些观点在宇宙学中都具有重大的意义。 希望我们对宇宙理论有更多的认识和了解，宇宙学是一门古老而年轻的学科, 希望更多的人去了解宇宙学、研究宇宙学、了解我们所处的宇宙空间。让我们更早的回答出我们一直想知道的问题：我们从何而来，又到何处去? 1、宇宙膨胀模型 在人们认为宇宙是膨胀之前爱因斯坦曾提出过静态的宇宙模型。广义相对论主要的是把强大的引力场解释成为时空弯曲的几何特征，所以它也是一种引力理论。爱因斯坦根据自己建立的广义相对论对宇宙进行了考察，他引入了一个常数——“反引力”，此力和其他力是不一样，没有什么源引起，是时空中固有的。爱因斯坦认为时空有膨胀的趋势，但刚好可以用此力平衡宇宙中所有物质与物质间的作用力，因此爱因斯坦设想这样一个有限无边的静态宇宙模型。 在宇宙空间中，物质分布是均匀的，宇宙大尺度特征不随时间变化而变化（又物质没运动）[1]。静态宇宙模型虽与事实不相符合，但它为现代宇宙学研究开启了新的起点。就在爱因斯坦和其他一些物理学家讨论非静态宇宙的预言时，1922年俄国物理学家、数学家弗里德曼用广义相对论着手解释它，他根据广义相对论方程解得的动态解，认为宇宙是不稳定的，有可能是脉动的。（他曾对宇宙提出过一个非常简单的设想：我们不管从哪个方向看，也不管从何地进行观察，宇宙看起来都是一样的。弗里德曼指出，仅从这两观念出发，就可以预言宇宙是不稳定的。此观点在后来不久被哈勃证明了。[2]）后来天文学家勒梅特又一次独立的的到这样一个模型：得到宇宙中的物质在均匀的同时在向各个方向膨胀或者是在收缩的宇宙模型。 1924年现代宇宙图像才被奠定，这一年哈勃证明了除我们所处的这个星系，还有许多其他的星系，在他们之间是一个巨大的空虚的空间，也称为太空。哈勃用100英寸的望远镜在威尔孙山对太空进行观测时，埃德温·哈勃发现恒心在整个空间之中不是均匀分布的，而是有很多的恒心大量地集中在星系之中。埃德温·哈勃对来自星系的光利用多普勒效应进行了测量，这样就可以对星系是蓝移还是红移进行确定。哈勃曾预想对于我们现在正所处在的星系中来看宇宙中的其他星系，飞向我们星系和离开我们星系的其他星系是一样多的。这是存在于一个不变的宇宙中应该有的，但是事实总是给人惊奇，埃德温·哈勃测量出的结果发现，所有的星系几乎都是在红移，而且，哈勃发现当星系离我们越远时，他离我们而去的速度越快，也就是说红移的大小与星系离我们的距离是正比，这也是著名哈勃定律。[3]也就是说，宇宙不是人们想象的那样宇宙是静态的，它是随着时间在不断的变化，它是在膨胀，所有的星系之间的距离不断的增加。从而静态
银河系的形成和演化 银河系的形成和演化摘要银河系是宇宙中数以百亿计星系中的一员.自威廉?赫歇尔以来，人们对银河系结构和运动状态的认识已有200多年历史，而有关银河系起源和演化的探索则只是在最近半个多世纪内才成为天文学的研究热点?文章在简述银河系认识史的基础上，对有关银河系形成 和演化这一重要天体物理问题做了概要的评述，其中包括银河系厚盘的发现及其可能的形成机制. 1银河系 的研究简史聶早在15世纪中期，法国大主教尼 古拉就已猜测夜空中的众多繁星都是十分遥远的太阳.1584年，意大利思想家布鲁诺(Bruno G)进一步明确提出宇宙无限的概念，并认定太阳只是一颗普通的恒星.不过，鉴于这些天才的猜测缺乏实测科学依据的支持，学者们并没有给以充分的关注?聶对银河系本质的认识首先归功于望远 镜的问世.1608年，荷兰人利伯希(Lippershey H )在一次偶然机会中发明了望远镜.1609年，伽利略率先把自制的望远镜对准银河，他发现银河实际上由无数颗恒星构成，只是因为这些星星既多又暗，且密集在一起，肉眼无法加以分辨，在晴朗夜空中形成了一条模糊而又不规则的银白色光带一—银河.1750年，英国天文学家赖特( Wright T )正确指出，银河和天空中所有的恒星构成一个扁平状的巨大恒星系统，
但他并没有给出观测证据?聶首先通过实测探究银河系 结构的是著名英国天文学家、天王星发现人威廉?赫歇尔(Herschel W).从1770年代起，赫歇尔开始用恒星计数方法研究银河系结构?在几十年内所作的1083次观测中，他总共计数了117,600颗恒星，就当时的条件来说工作量非常大，赫歇尔为之付出了极大的心血.1785年，赫歇尔在观测的基础上加上若干理论假设，建立了天文学史上的第一个银河系模型(见图1).聶赫歇尔的工作具有重大历 史意义，它证实了作为一个恒星系统的银河系的客观存在，使人类的视野从太阳系范围大大地拓展了.这是继哥白尼建 立日心说之后，天文学发展史上的又一个重要里程碑，赫歇尔因此被后人誉为恒星天文学之父.在赫歇尔的模型中，太阳 仍然位于那时所认识的宇宙范围一一银河系的中心.基于赫 歇尔当时在天文界中有着很高的声望，这一不正确的概念维持了130余年.篇1830年代发明了照相术，荷兰天文学家卡普坦(Kapteyn J )首先意识到这可以为天文学家提供一种全新的观测手段，他正确地认定，借助照相方法重做恒星计数工作，可望得出比赫歇尔更好的结果.经过不懈的努力， 卡普坦于1922年发表了他的银河系模型：银河系主体具有盘状结构，直径5.5万光年，厚1.1万光年，包含了474亿颗恒星；太阳位于靠近盘中心的位置上，离中心约为2000—2300光年，世人称为“卡普坦宇宙”.遗憾的是，尽管卡
利用星系群研究星系的形成和演化取得重要进展 星系群是同一系统的星系集合，它和宇宙学结构形成理论中的物质分布单元--暗物质晕--有着直接的联系，因此研究其特性对了解暗晕的特性、星系在暗晕中如何形成等有非常重要的意义。根据暗物质晕的物理特性，项目组发展了一套基于暗晕的自适应星系群寻找方法：借助暗晕的特征半径（垂直视线方向）和特征运动学尺度（沿视线方向--由于星系的本动速度会引起红移畸变效应）来寻找星系群。利用这种方法获得的星系群使得我们从观测上直接测量暗晕占据数、条件光度函数、可靠重构物质密度场等成为可能。 项目组在这一研究方向取得了如下主要成果：（1）建立了自适应星系群寻找方法，并应用于2dFGRS[他引65次]；（2）直接从2dFGRS星系群中测量了可作 （3）建立了SDSS-DR2为研究星系形成过程的重要判据的暗晕占据数[他引69次]； 星系群表，从中发现了星系颜色、恒星形成率、形态相对暗晕质量的依赖关系[他引161次]；（4）通过对不同暗晕中星系颜色双峰分布的研究，评判了当前半解析星系形成模型在气体剥离和AGN反馈处理方面的不足[他引67次]；（5）建立并向国内外同行公开释放了SDSS-DR4星系群表，目前已被20余个研究团组采用[他引73次]；（6）从SDSS星系群中实测了条件光度函数、化石星系群的比例等[他引39次]。 除了以上的主要成果外，项目组还获得了一系列暗物质晕中：中心星系和卫星星系的光度、恒星质量、颜色、结构、运动学特性等的分布测量；进而探讨了星系形成过程中产生这些观测特征的多种物理机制。这些直接测量结果，将有助于我们分别探讨中心和卫星星系的形成历史、卫星星系对中心星系演化的贡献等。在2005-2010年间，项目组在美国ApJ、英国MNRAS等权威天文学杂志发表了43篇SCI文章；这些论文被他人引用1100余次。最后，图1显示了最新的SDSS-DR7星系群和ROSAT X-射线星系团的交叉证认情况，相关星系群表、X-射线星系团表将在近期公开释放。
淮阴工学院 公选课结课论文 作者: 学号： 学院: 专业: 题目: 星系天文概论的收获认识---------------- 论宇宙与生命的意义 2015 年11 月
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公选课论文外文摘要
目录 1 引言 (1) 2 宇宙中生命的诞生 (1) 2.1 生命的构成及作用 (2) 2.2 生命的发展 (2) 3 宇宙的诞生发展 (3) 结论 (5) 参考文献 (6)
1 引言 从古至今，天空都总是留给人无限的遐想与繁杂的思索。从开天辟地的盘古到夸父逐日；从太阳神阿波罗到月神阿尔忒弥斯；从天圆地方到地心说。古代人对天象都有极大的兴趣。他们或观今夜天象，已知天下大事，或以星座占卜。人类都把自己的构想和希望寄托给力天空。 2 宇宙中生命的诞生 天文学家发现宇宙中生命诞生是普遍现象。宇宙星系内部有大量含氮有机物存在。近日美国宇航局寻找地球以外生命物质存在证据的科研小组研究发现，某些在实际生命化学反应中起到至关重要作用的有机化学物质，普遍存在于我们地球以外的浩瀚宇宙中。研究结果表明，在宇宙深处存在生命物质、或者有孕育生命物质的化学反应发生，这在浩瀚的宇宙中是一种普遍现象。上述研究来自“美国宇航局艾姆斯研究中心”的一个外空生物科研小组。在该小组工作的科学家道格拉斯-希金斯介绍时称：“根据科研小组最新的研究结果显示，一类在生物生命化学中起至关重要作用的化合物，在广袤的宇宙空间中广泛而且大量地存在着。” 作为该外空生物学研究小组的主要成员之一，道格拉斯-希金斯以第一作者的身份将他们的最新研究成果撰文发表在10月10日出版的《天体物理学》上。希金斯在描述其研究结果时介绍：“利用美国宇航局spitzer space telescope（斯皮策太空望远镜）最近的观测结果，天文学家在我们所居住的银河系内，到处都发现了一种复杂有机物‘多环’(hs)存在的证据。但是这项发现一开始只得到天文学家的重视，并没有引起对外空生物进行研究的天体生物学家们的兴趣。因为对于生物学而言，普通的多环芳烃物质存在并不能说明什么实质问题。但是，我们的研究小组在最近一项分析结果中却惊喜的发现，宇宙中看到的这些多环芳烃物质，其分子结构中含有‘氮’元素(n)的成分，这一意外发现使我们的研究发生了戏剧性改变。”该研究小组的另一成员，来自美国宇航局艾姆斯研究中心的天体生物学家路易斯-埃兰曼德拉说：“包括dna分子在内，对于大多数构成生命的化学物质而言，含氮的有机分子参与是必须的条件。举一个含氮有机物质在生命物质意义上最典型的例子，象我们所熟悉
恒星的形成与演化 一、恒星的形成 恒星是茫茫宇宙中除太阳、月亮和少数行星之外最引人注目的天体．早在上古时代，人们就对恒星充满了好奇与幻想，中外都流行着非常动人的神话传说．然而，直到望远镜出现后，人们才对恒星有了最基本的认识，了解到恒星在天空中并不是恒定不变的．到了 2 0世纪初，爱因斯坦发表了著名的质能关系，人们对原子核反应所产生的巨大能量逐步认识，知道了恒星能量的来源，才渐渐认识到恒星本身也有生命周期，它们像人一样会出生、生长、老去直至死亡．然而，恒星的出生在相当长的时间里还是个谜，直到2 0世纪6 0年代，天文学家在星际空间发现了分子气体，以及嵌埋其中的低温原恒星( p r o t o s t a r) ，才对恒星的出生场所及过程有了最初步的了解． 经过 4 0年的研究，天文学家对恒星的出生过程有了相当充分的理解，特别对小质量恒星而言更是如此．现在已经很清楚，恒星是在以分子气体为主的星际分子云中生成的，由于分子云自身的引力作用，开始自身的塌缩并形成所谓的年轻星天体( y o u n g s t e l l a r o b j e c t s ) ，这些年轻星天体经过快速演化最终形成恒星．为了对恒星进行分类，天文学家将小于太阳质量3倍的恒星称为小质量星，3 —8倍的称为中等质量星，而大于8倍太阳质量的则称为大质量星．这一分类并不仅仅是表象的不同，事实上它代表了不同类型的恒星形成时不同的物理过程． (一)小质量恒星形成的理论与观测 一般认为，恒星是通过分子云核( mo l e c u l a r c o r e )的塌缩而形成的．在银河系内，存在一类由分子气体组成的天体，由于它们呈弥散的云雾状形态，因此被称为分子云( mo l e c u l a r c l o u d )，其总质量约占银河系可视物质质量的1％，其温度很低，大约为1 0 K ．分子云在星际空间缓慢演化，在某些局部形成密度相对较高的区域，被称为分子云核．随着分子云核的进一步演化，其内部的热运动压力不能再抵御自身的引力，便开始了所谓引力塌缩，最终形成恒星．根据研究，从分子云核演化成一颗恒星经过了以下4个阶段：( 1 )云核阶段：分子云核内气体运动压力、磁压、引力及外部压力处于基本平衡状态，云核缓慢收缩，温度开始缓慢上升，形成热分子云核； ( 2 )主塌缩阶段：当分子云核的内部压力不能抵抗自身引力时，就开始了塌缩．由于云核中心密度较高，塌缩区域最初位于中心，并以当地声速向外扩张，这就构成“先内后外”的塌缩( i n s i d e—o u t c o 1 ．1 a p s e )．塌缩形成一个致密的核心，巨大的引力能使中心温度迅速升高．由于云核的自转，外部物质不会直接落到核心，而是在核心周围形成一个致密的盘状结构，称为吸积盘( a c c r e t i o n d i s k )； ( 3 )主吸积阶段：由于角动量及磁通量守恒原理，最终成为恒星组成部分的物质并不能直接落到中心星上，而是落在吸积盘上，吸积盘通过一系列复杂的过程，将多余的角动量向外传递，使中心星的质量得以继续增加，因此，吸积盘在恒星形成活动中起了至关重要的作用．在此期间，为了释放角动量，系统还通过目前尚不可知的机制向两极方向抛射物质，形成质量外流(outflow)．恒星的大部分质量都是通过吸积获得的，巨大的引力能使中心星的温度急剧上升，从而点燃了星中心区域的氘． ( 4 )残余物质驱散阶段：质量外流在这一阶段继续存在，外流与星风的作用使恒星形成的残余物质远离中心星，星周物质以及盘物质变得稀薄，外流的开口张角渐渐变大．中心星仍然从盘中吸积物质但其速率已经很小，中心星的质量不会再有实质性的增长，更多的是准静态收缩．中心星的核心部分这时可能已经开始了氢燃烧，外部出现了对流层．当这一阶段结束时，我们就可以在宇宙空间看见一颗性质不同的恒星，被称为主序星．
一、单选题（题数：40，共 40.0 分） 1 泡利不相容原理具体指的是同一体系内的任意两个()不可能有完全相同的运动状态。（1.0分）1.0分 ?A、 电子 ? ?B、 质子 ? ?C、 中子 ? ?D、 原子核 ? 我的答案：A 2 花样滑冰运动员在冰上旋转时,哪种动作可以获得更快的转速?()（1.0分） 1.0分 ?A、 下蹲和直立、双臂向上双腿向下并拢 ? ?B、 下蹲和单足点地,其余三肢全部横向伸展 ? ?C、 张开双臂和直立、双臂向上双腿向下并拢 ? ?D、 张开双臂和单足点地,其余三肢全部横向伸展 ?
我的答案：A 3 中国古人记载的公元185年超新星爆发的文字中,有可能反映了恒星化学组成的变化的语句是()。（1.0分）1.0分 ?A、 客星出南门中 ? ?B、 大如半筵 ? ?C、 五色喜怒 ? ?D、 至后年六月消 ? 我的答案：C 4 太阳的寿命预计还有()亿年。（1.0分） 1.0分 ?A、 46 ? ?B、 50 ? ?C、 100 ? ?D、 700 ? 我的答案：B
理论上应该出现的在各个不同波段,辐射强度分布的情况,这种分布被称为( )。（1.0分）1.0分 ?A、 正太分布 ? ?B、 普朗克分布 ? ?C、 t分布 ? ?D、 泊松分布 ? 我的答案：B 6 黑洞二字分别指的是()。（1.0分） 1.0分 ?A、 这个天体是黑色的和天体存在洞穴结构 ? ?B、 这个天体是黑色的和所有的物质在视界内都往中心奇点坠落 ? ?C、 任何电磁波都无法逃出这个天体和天体存在洞穴结构 ? ?D、 任何电磁波都无法逃出这个天体和所有的物质在视界内都往中心奇点坠落 ? 我的答案：D
九年级第一章第1－4节宇宙的起源；太阳系的形成与地球的诞生；恒星的一生；地球的演化和生命的诞生自然科学 【本讲教育信息】 一、教学内容 宇宙的起源；太阳系的形成与地球的诞生；恒星的一生；地球的演化和生命的诞生 二、考点清单 （一）学习目标： 1、了解宇宙是由大量不同层次的星系构成的； 2、知道宇宙是均匀的、无边的、膨胀的。 3、知道托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”宇宙体系学说； 4、了解太阳系形成的主要学说——“星云说”。 5、知道地球是随太阳系的形成而产生的。 6、知道恒星的一生、地球的演化和生命的诞生。 （二）重、难点分析： 重点：知道恒星的一生、地球的演化和生命的诞生。 难点：知道宇宙是均匀的、无边的、膨胀的。 三、全面突破 【知识点1】宇宙的起源；太阳系的形成与地球的诞生： （一）宇宙的起源是怎样的呢？最终是否会走向终结呢？ 了解宇宙起源的有关神话传说。1、盘古开天辟地；2、欧洲神话中，上帝创造了天地和万物。 今天看来这些神话是不真实的，这是那个时代人们认识世界能力的真实写照。今天我们已经可以通过望远镜把我们的视野变得更加广阔。 “哈勃”发现：他通过对星系光谱的研究，发现星系的运动有如下特点：所有的星系都在远离我们而去；星系离我们越远，它的退行速度越快；星系间的距离在不断地扩大。 ［学生思考］所有星系都在远离我们而去，难道我们处在宇宙中心吗？ ［教师分析解释］人到其它星系上观察，别的星系也是在远离观察者，如果说我们处在宇宙中心，那么，其他任何星系都可以成为宇宙中心，即等于没有中心。 ［教师强调指出］星系不是恒星或行星，是大尺度天体，是由大量恒星及行星围绕着一个共同的中心构成的一种大型的天体系统。 （二）比较公认的宇宙论： （1）大爆炸宇宙论：大约150亿年前，我们所处的宇宙全部以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中。宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并仍将延续下去。 （2）霍金的宇宙无边界设想： 第一，宇宙是无边的。
银河系悬臂的形成 作者：王鑫 银河系，是我们太阳系所在的星系，直径约十万光年，太阳系距离银心约为2.6万光年。它确实是太大了，即便我们使用光速，穷尽一生也走不出去！但是再大，我们人类的思想也能够容得下它，只是我们对它的认识还太少，以至于在我们的头脑中还不能勾勒出它的面容，它仍然带着神秘的面纱，我们只能看到它的轮廓。因此我们还需要认真的去了解它，弄清楚它是如何形成的，又是如何运动的。如果要推理星系的形成，必须先了解一下它的恒星是如何运动的。 我们来分析一下银河系内各恒星系的运动过程。如果我们要分析银河系恒星们的运动过程，首先应当确定是什么力在主导着他们的运动，是万有引力吗？分析一下。 百度百科“银河系”中指出：银河系“就像许多典型的星系一样，环绕银河系中心的天体，在轨道上的速度并不由与中心的距离和银河质量的分布来决定”。这一点告诉我们万有引力定律在星系内是不适用的。 首要的证据来自银河系系内所有恒星的公转周期几乎一致的事实。不论距离银心远还是近，几乎所有的恒星都以相同的周期在公转，也就是它们公转的角速度相同，线速度出现由银心向外不断增大。万有引力定律重要的规律是，越远离中心天体引力越小，向心力就越小，同时天体的公转周期会不断增大的现象，而银河系从哪一方面都不相符。这种情况使用万有引力，已经不能解释了，也就是万有引力定律在这里失效了，不管用了。 那么恒星的运动是受怎样的力驱动的呢？ 要了解这一点，我们需要确定银河系是在不断膨胀的，还是在逐渐缩小的？根据众恒星公转的情况可以分析出，银河系是在不断的膨胀。那么我们还能否寻找到膨胀的其他证据吗？ 看一下银河系的结构，能否发现一些蛛丝马迹。银河系是棒旋星系，拥有几个主悬臂，悬臂的宽度是内窄外宽，结合暗能量的空间性质以及恒星不断释放核能即释放暗能量来扩展空间，我们可以知道，银河系的悬臂的宽度与诞生时间的早晚存在关联，越早的宽度越大，即银河系外侧的悬臂年龄比内侧的要大，这样也证明，银河系是在不断的膨胀的，形象一点的话：银河系正在慢慢的长大。那么据此我们可以这样推测：银河系的形成是由银核向外喷发物质，物质逐渐聚集并形成恒星，恒星进行核聚变释放大量的能量，这些能量就是暗能量，它对外表现出空间负压强，正在慢慢的推动着恒星间的距离在扩大，于是乎，随着新恒星的不断产生并外移，加上银核的自旋便逐渐形成了悬臂，恒星的燃烧悄无声息的在扩展着这整个星系，这样就形成现如今的银河系。 如果上面的推理是正确的，那么以下几点必然成立。首先，星系的悬臂物质的平均密度应当相差无几，恒星的密度在悬臂的窄处和宽处几乎相等。第二，恒星围绕星系中心公转的速度基本相同，这一点是由暗能量决定的，因为暗能量是造成时间膨胀和速度膨胀的最直接原因，时间和速度的膨胀结果致使恒星公转角速度相同线速度不同。 至此，我们分析出了，在星系层面上，万有引力并非是恒星运动的主要力量，此时的主导力量是暗能量提供的空间斥力。有的人会认为，仅凭上面这几点来作
星系的解释及造句 导读：星系拼音 【注音】：xingxi 星系解释 【意思】：恒星系的简称。 星系造句： 1、这是一个星系还是两个？ 2、还有谁对这片星系有兴趣的？ 3、然而，右边那个遥远的星系的变形，却是一个假相。 4、我们好像都知道什么是星系，是吗？ 5、首先，几乎图片上每一颗模糊的黄色光斑都是一个完整的星系。 6、上面这张照片中几乎每个星点都是一个星系。 7、天文学家们发现了一颗来自其他星系的行星，他们相信这颗行星的大小至少相当于木星。 8、正如你所看到的那样，这个星系拥有多个核心。 9、是不是很小呢，但是这已经足够在星系中播下光和生命的种子了。 10、我认为到底黑洞在最初的星系形成过程中扮演什么样的角色，这仍然是不清楚的。 11、这条光带就是我们这个漩涡星系的银盘。 12、这一观点是非常富有挑战性和兴趣性的，暗示着生命体不仅
可能在太阳系内部彼此传播，还有可能向太阳系外的星系进行传播。 13、巨大的星体，例如太阳能够使光弯曲，但是庞大的暗物质云会产生宇宙“气泡”，由星系或星体发出的光经过这些“气泡”会被放大，扭曲和复制。 14、这是一个星系的知识和信息。 15、反而，她发现所有同一星系的星体似乎都是以近似于相同的速率作圆周运动。 16、太阳剩余的阳光已经了照亮了地平线和云彩，而恒星和银河星系把它们自己透露在天空的上方。 17、当我们向外太空移动时，从这些遥远的星系发出的光都是如此的长，我们实质上正在飞离而回到过去。 18、有时，足够的气体会积累起来导致这颗矮星发生坍缩，使得它的碳原子几乎能立即聚合，而爆炸成为I类超新星，它在几个月内的亮度能超过一个星系。 19、这个星系看起来这么好是因为它藏在一个星团后面。 20、如今，一个由天文学家组成的国际团队声称他们已经解决了这些大量的星系怪兽是如何在早期的宇宙中诞生的。 21、一组美国和欧洲的研究人员利用哈勃太空望远镜拍取了一个物体的模糊红外线图像，他们认为这是人类所观测到的最古老的星系。 22、我们的银河，如果可以从边缘看向中心，就会呈现出一个这种星系凸起形态的好例子：想象一下从侧面看一个传统意义上的飞碟，尽管它有一个又宽又平的圆盘。
银河系起源及其演化原理 1、圆锥星系基本原理 在宇宙空间里高速运行的具有星系核的两个星系，当这两个星系的星系核之间的距离很小时，如果其相对运动速度也很小，那么这两个星系核就会在万有引力作用下相互绕转，而建造成为一个质量更大的超高速旋转的星系核。这两个相互绕转星系核的质量越大相对距离越小，他们之间的万有引力就会越大，建造出来星系核的旋转速度和能量也就会越大。在这个超高速旋转的星系核内部爆发了超能量的核聚变，建造出来了金铱银铜镍铁等各种物质。这个超高速旋转的星系核就像一台巨大的核力发电机，形成一个超强的电磁场，把它建造出来的各种物质，转变成能量特别强大的高能粒子流从它的两个磁极超高速地向远方喷射。我们把这样建造出来的星系核称作两极喷流星系核，简称为喷流星系核。笔者把从喷流星系核喷射出来的高能粒子流所经过的射线叫做喷流射线。喷流星系核的能量越大，它喷射出来的高能粒子流的流量和运动速度也就越大。星系核在喷射高能粒子流的时候，会消耗其自身的能量，然而，当它俘获到其他星系或者星团等大质量天体系统以后，就会增添能量。在星系核喷射高能粒子流时，如果星系核先后喷射出来的高能粒子流运行的初速度的大小发生了变化，或者星系核的喷射方向已经发生了改变，那么就会建造出来关于星系核成中心对称的两条粗大的喷流带，笔者把这样建造出来的喷流带叫做星系喷流带。如果星系核先后喷射出来的高能粒子流运行的初速度的大小发生了突变，那么它就会建造出来关于星系核成中心对称的喷流带分支。 喷流星系核通常有两条自转轴，一条是磁轴，另一条是在万有引力作用下形成的引力轴。我们可以说，星系喷流带是在星系核磁轴绕着引力轴旋转的过程中建造出来的。星系核的磁轴与引力轴之间的夹角θ∈[ 0~π/2 ] 越大，建造出来的喷流带占据的空间就会越薄；否则就会越厚。星系核的磁轴绕着引力轴的旋转速度越大，喷流带缠卷得就会越紧密；否则，就会越松弛。一般来说，这样建造出来的喷流带都位于同一个圆锥面上，星系核的中心位于这个圆锥面的顶点上，星系核的引力轴位于这个圆锥面的轴心线上，星系核的磁轴（即高能粒子喷流射线所在的直线）位于圆锥面的母线上，星系核的磁轴与引力轴之间的夹角θ的2倍角就是这个圆锥面的顶角2θ∈[0~π] 。笔者把这样建造出来的位于一个圆锥面上的星系叫做圆锥星系。以上就是圆锥星系基本原理。 圆锥星系的核球通常是由两个椭圆星系相互吞并而成的，是恒星密集的椭球状区域，圆锥星系核位于它的中心区。在两个椭圆星系核相互靠近并超高速绕转建造圆锥星系核及核球时，围绕这两个星系核旋转的密密麻麻的恒星也会跟随着星系核一起超高速地旋转起来。在这两个椭圆星系核逐渐地演变成为一个超高速旋转的圆锥星系核的过程中，许多恒星都被拉成了环形飘带形状逐渐地被卷入到圆锥星系核里，其余恒星则会紧紧地围绕着圆锥星系核超高速旋转。这些紧紧地围绕着圆锥星系核超高速旋转的恒星也将会成批地被吸集到星系核里。在圆锥星系核成批地吸集恒星的过程中，会爆发出超能量的核聚变，并且还会引起强烈射电辐射。 圆锥星系核是圆锥星系里质量最大最明亮的射电天体，是建造圆锥星系的动力源泉。 2、各种圆锥星系建造原理 2.1、圆锥星系的种类
星系动力学基本原理 黄国有 广西北海剑桥研究中心 电子邮件：hgyphysics@https://www.doczj.com/doc/801396421.html, 摘要 本文用万有库仑力、万有磁力和万有引力研究系统的运动和结构。万有磁力在天体的形成、运动和结构中起着关键的作用。重点讨论星系环和星系旋臂形成的动力学原因。它实际上解决了星系的物质短缺问题，为暗物质问题的最后解决提供了基本方案。对彗星轨道的变化进行了讨论，为行星的俘获说提供了新的理论依据。 关键词：环星系，星系旋臂，星系环，行星轨道，彗星轨道 1 天体之间的万有库仑引力 在宇宙背景磁场（宇宙旋场）的作用下，天体都表现出自旋运动的特征，自旋的天体在吸收自旋的粒子时能产生万有库仑力的作用。质荷磁当量常数是天体在相同的宇宙磁场作用下的结果，利用质荷当量常数将天体的质量转化为与之相当的电荷量后，天体之间的万有库仑力可用下式计算。 22r Mm kD F = (1.1) 天体之间的万有库仑力公式与万有引力公式相似。在上式中，k 和D 都是常数，这样我们可以用一个新的常数来代替它们，这时，天体万有库仑力公式变为： 2 r Mm K F = (1.2) 前面的章节给出质荷当量常数的值为 1111023.3--?=sAkg D (1.3) 所以，万有库仑力常数的值为 123121040.9---?=kg s m K (1.4) 从前面的章节提供的数据分析，太阳受到宇宙星际磁场的万有磁力比银河中心提供的万有引力要弱得多，可以忽略，但太阳与银河系中心的库仑力从上式看与万有引力的数量级一样，所以不能忽略。太阳绕银河系中心运动的向心加速度主要是由万有引力和万有库仑力提供的。天文观测得出太阳的速度为220km/s ，银河中心的万有引力提供的向心加速度为160km/s,多出来的60km/s 被认为是由暗物质提供的。下面的计算证明多出来的60km/s 的向心加速度是由银河系中心和太阳之间的万有库仑力提供的。 根据万有库仑力公式与牛顿引力公式的关系，我们可以得出万有引力为太阳提供的向心加速度与万有库仑力提供的向心加速度的关系如下： 1.7222 ===kD G K G V V k g (1.5) 由此得出万有库仑力给太阳提供的向心加速度为