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认识星空_华中农业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.超新星的分类主要依据它的参考答案:光谱_光变曲线2.下图中哪段时期火星在向西“逆行”？【图片】参考答案:03/06-05/183.Cygnus X-1被认为一个黑洞候选体，做出这一判断的依据是【图片】参考答案:X射线光变时标小于1s，说明辐射X射线的天体的直径不超过km_由伴星谱线的多普勒位移，推测出另颗星的质量大于中子星质量上限4.以下关于星族III恒星的描述错误的是参考答案:星族III恒星发出的可见光辐射随宇宙膨胀已经红移到了微波波段5.一般来说星团中的成员星具有相同的参考答案:化学元素丰度_年龄6.1980年代，维拉·鲁宾通过以下哪项工作使科学界广泛接受暗物质存在的观念的？参考答案:观测漩涡星系的旋转曲线7.人类第一颗人造卫星是哪个国家发射的？参考答案:苏联8.黑洞能产生以下物理效应参考答案:时间膨胀_引力透镜_潮汐力_引力红移9.最早用望远镜发现了木星的4颗卫星的科学家是？参考答案:伽利略10.下列关于中子星的说法正确的是？参考答案:其是由英国女天文学家乔瑟琳•贝尔于1967年发现。
_其又被称为“脉冲星”。
_其直径为几十千米，质量相当于太阳的质量，密度极高，约为水的10的14次方倍，大体相当于原子核内部的密度。
_一个重要特征是存在强度极高的磁场，超过10的12次方高斯。
11.下面关于木星的结构说法正确的是？参考答案:木星内部7000千米的深处，氢呈液态。
_深度大约60000千米处，存在一个由岩石、金属和氢元素化合物组成的固态内核。
_从木星表面到内部，温度和密度都越来越高。
12.活动星系核的统一模型包含的结构有【图片】参考答案:超大质量黑洞_喷流_吸积盘_气体云13.发现火星上最大峡谷水手谷的探测器是？参考答案:水手9号14.关于双星，以下说法正确的是参考答案:双星研究有助于检验广义相对论_双星研究有助于测量恒星的质量_双星研究有助于寻找黑洞15.下列关于赫罗图说法正确的是？参考答案:赫罗图的横坐标也可用恒星的光谱型、色指数，纵坐标也可用恒星的绝对星等表示。
§1. 类星体与活动星系核§1.1 活动星系核的分类活动星系(active galaxy)是一类特殊的星系, 其上存在着猛烈的活动现象或剧烈的物理过程，如超过恒星内部核反应的产能，相对论性高能粒子的产生，非热辐射，高能X 和γ射线，物质的喷射和爆发现象等。
但是，活动星系上的这些现象和过程主要发生在星系的核心，或者是从核心引发出来。
活动星系的核心即为活动星系核(active galactic nuclei, 简称AGN)。
在现代一般的文献中，除非特别指明，并不严格地区分活动星系和活动星系核，两者都用AGN 表示。
严格地定义活动星系核是很难的，至今没有一个统一的量化标准。
通常是根据活动星系核的主要观测特征来判断。
AGN 的观测特征主要有：(1) 明亮的致密核区。
有些AGN ，如类星体，只能观测到致密核区，其巨大的辐射光芒掩盖了星系的其余部分；有些AGN ，虽然可观测到星系，但致密核区的辐射占了星系总辐射的相当大的部分。
AGN 的光度在1043 ～ 1048 erg s -1,比正常星系高得多。
但尺度很小，一般认为，小于0.1 pc.(2) 在某些波段，如射电、光学、X 射线等，存在非热致连续辐射。
此时，谱呈幂律形式：νF ∝αν−，且辐射是偏振的。
或者，在某些波段的辐射是热致的，或以热辐射为主，但热辐射并不起源于恒星。
(3) 存在强的原子和离子发射线。
(4) 连续辐射的强度，发射线的强度和轮廓，偏振等可能随时变化。
(5) 具有比正常星系更强的发射高能光子（X 和γ射线）的能力。
具有以上全部或部分特征的称为活动星系核。
有些天体，如类星体，具有以上全部特征，是活动性最强的AGN 。
有些天体，只具有部分特征，如蝎虎天体，也是典型的AGN 。
有些星系，如银河系，中心有星系核，可能满足上面的(2)～(5)，但核的辐射功率小，与整个星系的辐射相比微不足道，这种星系核不称为活动星系核。
活动星系核包含很多品种。
活动星系核（AGN）统一模型简述天体物理系PB04203071 汪洋活动星系核是近来天体物理学中非常活跃的研究领域。
因为活动星系核涉及到天体物理中的最基本的问题，他在能量产生、辐射机制和宇宙论这些基本问题中占有关键的地位。
通过对活动星系核的研究，能够验证一些在实验室条件下无法产生的物理过程，验证一些重要的物理规律。
活动星系核的研究主要是源于对于特殊星系得研究。
与普通星系相比，特殊星系表现出不同寻常的特殊性质：包括形态上有致密的核区；核区有很高的光度，有强射电、红外和X 光辐射，且光度变化快，有较强的偏振；它们的光谱中会都有较宽的发射线，以及在通常情况下很难出现的高激发、高电离的禁线；在动力学特征上，特殊星系中在核区周围可以观察到高速的、非圆周运动的天体。
可以看到，特殊星系得特殊性主要的就集中在它的核区上。
由于观测到的特殊星系有很多不同的形态（正是因为他们不同于通常星系，无法划分类别，才将其归于特殊星系中），所以各种活动星系核之间有很大的差别。
也正因为如此，对这些星系核的分类以及建立模型是非常重要的。
最理想的情况是，用一个模型就能个解释所有的这些现象，这样显然就会对研究产生极大的帮助。
而且统一的模型也符合物理规律的“简单，普遍”的性质。
而直到目前的研究，有一种理论能够很好的解释AGN的很多性状，这就是黑洞吸积盘的模型。
这个模型也迄今为止被认为是比较完美的一个模型。
这个理论的基本思想使：在这些活动星系核的中心有一个巨大的黑洞，在黑洞周围围绕着星际尘埃形成巨大的吸积盘。
这正是活动星系和巨大能量的来源，高能射电、红外、X光辐射，以及光谱中的禁线等等，都可以用黑洞吸积模型所产生的极端条件来解释。
另一方面，活动星系核的活动周期，光度，谱线的不同可以用吸积盘的遮蔽来解释，AGN的不同主要是由于观测上的原因。
这就是黑洞吸积盘模型的一个示意图：一个环状的吸积盘围绕在中央黑洞的周围。
要了解活动星系核的这个模型，首先应该先直到对于活动星系和分类以及他们的特性和相互之间的不同，这样才能够对于怎样用统一模型去解释活动星系核有所理解。
2．主要学术成绩、创新点及其科学意义着重阐述近几年来在基础研究方面所取得的创新性研究成果，在国内外同行中处于何种水平，有哪些优势（5000字以内）；本群体主要从观测和理论角度出发，注重理论与观测密切结合，研究星系层次上的天体物理过程，最近几年的主要成果列举如下：2.1海量星系光谱数据物理分析方法的研究如何从海量光谱数据（基于SDSS或LAMOST）中抽取星系、活动星系相关的物理信息是基于光谱巡天数据开展星系和活动星系研究的基础。
基于主成分分析法(PCA)，李成等发展了一套独立的模型星系谱的方法, 通过与模拟样本的比较, 该方法能很好给出星系中恒星的光谱和速度弥散、以及星系的分类。
该方法被应用于Sloan数值巡天的大星系样本。
同时, 陆红琳、周宏岩等发展了一套基于独立成份分析法（ICA）对星系星光模拟的算法, 通过和PCA方法比较,发现ICA模型只需要一半的基成分就能重构星系的光谱, 对模拟样本的测试表明, 基于该方法除了能给出星系的恒星速度弥散、星系的平均内红化外，还能够较好地给出星系中星族的平均年龄、恒星质量。
该方法还能很好应用于活动星系与寄主星系的星光分开。
这些方法在星系的演化以及在星系和核活动关系方面的研究中获得了广泛的应用。
2.2高红移Lyα发射线星系的研究高红移星系的研究是当代河外天文研究的重要研究课题，是研究宇宙结构形成的物理过程和区别宇宙学模型非常重要的对象，研究宇宙的再电离过程有力工具，以及研究星系演化的必由之路。
由于观测的限制，特别是缺乏有效的候选天体发现方法，这方面的研究在国际上也是过去几年一直努力但没有突破。
王俊贤和他的合作者利用窄、宽带滤光片结合非常有效地找出一批高红移发射线星系的候选者，并用大望远镜光谱证实。
发现包括红移4.5,5.7和6.5在内的高红移星系300多个，获得Chandra 观测数据研究高红移Lyα发射线星系的X射线性质，排除了活动星系的贡献。
三篇相关研究论文被国际权威杂志《天文与天体物理年评》（ARA&A）综述文章正面引用。
活动星系核统一模型总结学号：姓名：张林专业：粒子物理与原子核一．统一思想和原则类星体和活动星系核的射电和高频辐射显示出明显的各向异性。
因此可以想象，对于同一个活动星系核，如果从不同的方向进行观测，一定会观测到不同的景象。
也就是说，活动星系核的分类可能强烈的依赖于观测的取向。
Osterbrock （1978）在研究Seyfert星系时就指出，Seyfert2星系光谱中未观测到宽发射线可能是由于取向效应，光学厚的尘埃环挡住了来自宽线区的辐射。
Blandford和Rees认为，当我们沿着射电轴（喷流）的方向观测射电噪活动星系核时，就会观测到blazar 现象，因此blazar 实际上也是正常的射电噪活动星系核。
基于这些想法，发展起了“统一模型”。
企图用最少的参数统一描述包括类星体在内的各种活动星系核。
通常又分为强统一模型和弱统一模型。
强统一模型只有一个内禀参数，即观测者的视线相对于活动星系核对称轴的取向，各种活动星系核的差异全由取向决定。
从不同的方向看过去，将看到不同类型的活动星系核。
而弱统一模型则有更多的参数，总光度（光学光度和射电光度）和取向。
在这类模型中活动星系核包括射电噪和射电宁静这两个类型。
AGN标准模型（洋葱模型）要素1.超大质量黑洞2.吸积盘3.喷流辐射能源来自于超大黑洞对物质的引力吸积，吸积盘粘滞致使引力势能转换为辐射能，Seyfert~107Mo,Rs≤1013cm。
辐射区各部分的尺度如下：紫外/光学连续辐射~1015cm；X-射线辐射~Rs；宽线区~1016cm；红外≥1017cm；窄线区≥1018cm在这个模型中，各种活动星系核的对应关系是：Seyfert 1—BLRG ；Seyfert 2—NLRG ；BL Lac —FR Ⅰ；类星体/OVV —FR Ⅱ；射电宁静类星体很可能就是高光度的Seyfert 1。
二．统一模型的验证1.两类Seyfert 星系支持Seyfert 2为低态Seyfert 1的论证有（1）尘埃环的存在，导致Seyfert 2光谱中没有宽发射线，又由于假设尘埃环上“散射介质”的存在，所以Seyfert 2的AGN 连续谱相对于恒星连续谱的强度比Seyfert 1弱，同时在一些Seyfert 2 星系的光谱中确实观测到宽发射线。
活动星系核统一模型总结
学号：12011011220 姓名：张林专业：粒子物理与原子核
一．统一思想和原则
类星体和活动星系核的射电和高频辐射显示出明显的各向异性。
因此可以想象，对于同一个活动星系核，如果从不同的方向进行观测，一定会观测到不同的景象。
也就是说，活动星系核的分类可能强烈的依赖于观测的取向。
Osterbrock （1978）在研究Seyfert星系时就指出，Seyfert2星系光谱中未观测到宽发射线可能是由于取向效应，光学厚的尘埃环挡住了来自宽线区的辐射。
Blandford和Rees认为，当我们沿着射电轴（喷流）的方向观测射电噪活动星系核时，就会观测到blazar 现象，因此blazar 实际上也是正常的射电噪活动星系核。
基于这些想法，发展起了“统一模型”。
企图用最少的参数统一描述包括类星体在内的各种活动星系核。
通常又分为强统一模型和弱统一模型。
强统一模型只有一个内禀参数，即观测者的视线相对于活动星系核对称轴的取向，各种活动星系核的差异全由取向决定。
从不同的方向看过去，将看到不同类型的活动星系核。
而弱统一模型则有更多的参数，总光度（光学光度和射电光度）和取向。
在这类模型中活动星系核包括射电噪和射电宁静这两个类型。
AGN标准模型（洋葱模型）要素
1.超大质量黑洞
2.吸积盘
3.喷流
辐射能源来自于超大黑洞对物质的引力吸积，吸
积盘粘滞致使引力势能转换为辐射能，
Seyfert~107Mo,Rs≤1013cm。
辐射区各部分的尺度如下：
紫外/光学连续辐射~1015cm；
X-射线辐射~Rs；
宽线区~1016cm；
红外≥1017cm；
窄线区≥1018cm
在这个模型中，各种活动星系核的对应关系是：Seyfert 1—BLRG ；Seyfert 2—NLRG ；BL Lac —FR Ⅰ；类星体/OVV —FR Ⅱ；射电宁静类星体很可能就是高光度的Seyfert 1。
二．统一模型的验证
1.两类Seyfert 星系
支持Seyfert 2为低态Seyfert 1的
论证有（1）尘埃环的存在，导致
Seyfert 2光谱中没有宽发射线，又由
于假设尘埃环上“散射介质”的存在，
所以Seyfert 2的AGN 连续谱相对于
恒星连续谱的强度比Seyfert 1弱，
同时在一些Seyfert 2 星系的光谱中
确实观测到宽发射线。
（2）Seyfert 2
星系NGC 1068 的AGN 连续谱偏振
度高达16%，在它的线偏振光谱中探测到宽发射线，。
（3）在seyfert 2 星系中观测到“电离锥”，电离锥的出现意味着各向异性，计算产生于电离锥的氢线的光子数Q （H ）和从观测的连续光谱推得的光子数Q obs (H)，Q （H ）/ Q obs (H) 1，也就是说对于观测者，核心的许多电离辐射源隐藏起来了。
2.统一模型的统计检测
统计方法是选取观测性质差异取决于朝向差异的“总群”，比较天体来自同一“总群”。
但集合内禀光度范围类似的，可能存在关联的各类AGN 样本是极其困难的。
几种可能性：
1.扩展的射电辐射：射电源的组成=扩展的陡谱部分+致密的平谱核，等号右边第一项有高度方向性、聚束的特点，第二项则有假定各项同性，那么核主导的射电源可能是核流量/瓣流量（R ）大，靠近视线；而瓣主导的可能是R 小，聚束成分不靠近视线。
统计上相当于区分“平谱源”和“陡谱源”——与方向有关。
2.硬X 射线辐射：硬X 射线的主要不透明源是来自电子散射，观测发现Seyfert 2硬X 射线光度低于Seyfert 1，这是由于电子柱密度不同，统计上相当于支持Seyfert 2是被减弱的Seyfert 1。
3.远红外辐射：推测遮蔽环对远红外不透明，尘埃环光谱与方位有关。
4.扩展的窄线辐射：原则上说，扩展窄线区发射线总光度不受遮蔽环的影响。
3.射电宁静类星体
射电宁静类星体可能是高光度的Seyfert 1 星系。
如果统一模型也适用于类星体，那么应该有很多二型类星体，但迄今为止的巡天，只发现了极少的窄线类星体，可能的原因有（a ）现有的巡天方法不利于发现二型类星体，（b ）由于强辐射场的作用，尘埃环可能被破坏了，或者不存在，或者变薄了，屏蔽不了中心源和宽线区，(C)这类天体可能存在，但并没有把它们分类为二型类星体。
例如极亮远红外星系，和类星体相当，光度大，红外强，谱线窄。
三．统一模型的研究结果
射电宁静类星体 Seyfert 2 宽线射电星系系
1.射电宁静天体
有利于Seyfert星系统一的论据：（1）偏振光谱；Seyfert 2散射光谱中出现Seyfert 1光谱（2）窄线光谱在统计上不可区分。
并非所有Seyfert 2都是Seyfert 1的论据：（1）Seyfert 2 连续谱非偏振，
或非单次散射？（2）未知的高偏振；（3）类星体都是I型的，那么II型类星体
在哪里？
2.射电噪天体
射电噪类星体中的难题：（1）单边喷流与双向喷流的问题；（2）陡谱源的问题；（3）扩展射电源尺度问题；
统一模型对难题的解答：射电噪类星体与 FR II 统一，即某些类星体被认
证为FR II。
3.射电噪天体与射电宁静AGN的统一和关系
观测对AGN 统一体系的支持：（1）Seyfert 星系与类星体的主要差别是中
心源光度；（2）Seyfert 1与 Seyfert 2 的主要差别是视线被遮挡的问题；窄
线射电星系（NLRG）与宽线射电星系（BLRG）存在类似关系；（3）Blazar是视
线靠近射电轴向的AGN。
射电噪与射电宁静 AGN 统一的可能性：
黑洞自转速率由星系并合决定：1. 小-小并合——低质量高自转黑洞，早型星
系中的低光度射电源？2. 大-小并合——大质量低自转黑洞，射电宁静 AGN？
3. 大-大并合——大质量高自转黑洞，射电噪 AGN？
总结宽线区和窄线区的基本参数
宽线区：
宽线光谱谱线相对强度和轮廓存在多样性；存在允许线及半禁线，谱线混杂；同一光谱中，不同发射线的宽度也可能不同；宽发射线观测多在可见光波段；其他（如红外，紫外）也有；宽发射线也有光变，且与连续谱光变强烈相关——光学厚模型。
：108—1011cm3-, 依据：缺[OⅢ]λ4363，4959，5007，有CⅢ] λ1909。
电子数密度n
e
温度T：104K ，依据：光致电离模型，否定热加宽。
电离参数：0.1 ，依据：谱线强度和光致电离模型。
宽线区尺度：0.01—0.1pc , 依据：（对seyfert1）反响映射。
1pc , （对QSO）。
云的运动速率：103—104km·s1-,依据：谱线宽度。
覆盖因子：0.1, 依据：Lyman系限处的吸收，光致电离模型。
窄线区：
窄线光谱有禁线出现（宽发射线光谱中无禁线，只有允许线！）Seyfert I 型星系与Seyfert II 型星系的区别，前者同时存在宽发射线和窄线，且都为允许线，后者只有窄线，但存在禁线或半禁线。
辐射来自空间延展区域（非致密，非紧凑）；禁线辐射各向同性，窄线自吸收效应可忽略，窄线流量观测中的方向依赖性源自尘埃？
电子密度：103—106cm3-，依据：禁线强度比。
温度T：104K ，依据：禁线强度比。
电离参数：0.01 ，依据：谱线强度和光致电离模型。
窄线区尺度：0.1kpc—>1kpc, 依据：光致电离模型。
云的运动速率：100—1000 km·s1-，依据：谱线宽度。
，依据：发射线强度。
云的总质量：106M
Θ。
