天文学导论复习资料汇编.docx

1、天文学导论复习资料汇编第一讲 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

2、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

3、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

4、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

5、以东一颗恒星的时角、赤经和当地的恒星时之间的关系为 = ） 0, 在子午线以西（ 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

6、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 Mv 8m-16m 光度很低 有效温度 Teff 5103- 4104 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

7、 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： L107-1010 L 爆发能 E1047-1052 ergs（其中中微子占99%，动能占 1% ，可见光辐射占 0.01%） 膨胀速度 v103-104 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

8、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

9、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 64 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