天之星天文论坛(大陆著名天文论坛）

标题: 基本术语解释（逐日增加） [打印本页]

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:04
标题: 基本术语解释（逐日增加）
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拉格朗日点

一个小物体在两个大物体的引力作用下在空间中的一点，在该点处，小物体相对于两大物体基本保持静止。这些点的存在由法国数学家拉格朗日于１７７２年推导证明的。

１９０６年首次发现运动于木星轨道上的小行星（见脱罗央群小行星）在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。在每个由两大天体构成的系统中，按推论有５个拉格朗日点，但只有两个是稳定的，即小物体在该点处即使受外界引力的摄扰，仍然有保持在原来位置处的倾向。每个稳定点同两大物体所在的点构成一个等边三角形。

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作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:08
标题: 岁差和章动
在外力的作用下，地球自转轴在空间并不保持固定的方向，而是不断发生变化。地轴的长期运动称为岁差，而其周期运动则称为章动。

岁差和章动引起天极和春分点在天球上的运动，对恒星的位置有所影响。公元前二世纪古希腊天文学家喜帕恰斯是岁差现象的最早发现者。公元四世纪，中国晋代天文学家虞喜根据对冬至日恒星的中天观测，独立地发现岁差并定出冬至点每50年后退一度。牛顿是第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。

在太阳和月球的引力作用下，地球自转轴绕着黄道面的垂直轴旋转，在空间绘出一个圆锥面，绕行一周约需26,000年。在天球上天极绕黄极描绘出一个半径约为23.5°(黄赤交角)的小圆，即春分点每26,000年旋转一周。这种由太阳和月球引起的地轴的长期运动称为日月岁差。德国天文学家贝塞耳首次算出日月岁差为5,035".05(历元1755.0)，今值为5,029".0966(历元2000.0)。英国天文学家不拉德雷在1748年分析了1727－1747年的恒星位置的观测资料后，发现了章动。月球轨道面(白道面)位置的变化是引起章动的主要原因。白道的升交点沿黄道向西运动，约18.6年绕行一周，因而月球对地球的引力作用也有同一周期的变化。在天球上表现为天极(真天极)在绕黄极运动的同时，还围绕其平均位置(平天极)作周期18.6年的运动。

同样，太阳对地球的引力也具有周期性变化，并引起相应周期的章动。岁差和章动的共同影响使得真天极绕着黄极在天球上描绘出一条波状曲线。除了太阳和月球的引力外，地球还受到太阳系内其他行星的吸引，从而引起黄道面位置的不断变化，这不仅使黄赤交角改变，还使春分点沿赤道产生一个微小的位移(其方向与日月岁差相反)，春分点的这种位移称为行星岁差。行星岁差使春分点沿赤道每年东进约0".13。

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:12
标题: 微波背景辐射
二十世纪六十年代初，美国科学家彭齐亚斯和R.W.威尔逊为了改进卫星通讯，建立了高灵敏度的接收天线系统。1964年，他们用它测量银晕气体射电强度时，发现总有消除不掉的背景噪声，他们认为，这些来自宇宙的的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K的热辐射。1965年他们又将其修正为3K，并将这一发现公布，为此获得了1978年的诺贝尔物理学奖。

微波背景辐射的最重要特征是具有黑体辐射谱，在0.3-75厘米波段，可以在地面上直接测到；在大于 100厘米的射电波段，银河系本身的超高频辐射掩盖了来自河外空间的辐射，因而不能直接测量；在小于0.3厘米波段，由于地球大气辐射的干扰，要使用气球、火箭或卫星等空间探测手段才能测量。从 0.054厘米直到数十厘米波段的测量表明，背景辐射是温度近于 2.7K的黑体辐射，习惯称为3K背景辐射。黑体谱现象表明，微波背景辐射是极大时空范围内的事件。因为只有通过辐射与物质之间的相互作用，才能形成黑体谱。由于现今宇宙空间的物质密度极低，辐射与物质的相互作用极小，所以，我们今天观测到的黑体谱必定起源于很久以前。微波背景辐射的另一特征是具有极高的各向同性。这具有两方面的含义：

①小尺度上的各向同性：在小到几十弧分的范围内，辐射强度的起伏小于 0.2-0.3%；

②大尺度上的各向同性：沿天球各个不同方向，辐射强度的涨落小于0.3%。各向同性说明，在各个不同方向上，各个相距非常遥远的天区之间，应当存在过相互联系。微波背景辐射的发现被认为是二十世纪天文学的重大成就，它对现代宇宙学产生的深远影响，可以与河外星系的红移的发现相并论。

目前的看法认为背景辐射起源于热宇宙的早期。这是对大爆炸宇宙学的强有力支持。3K 背景辐射与四十年代伽莫夫、海尔曼和阿尔菲根据当时已知的氦丰度和哈勃常数等资料预言宇宙间充满具有黑体谱的残余辐射理论相符。

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:16
标题: 黄道光
黄道光和金牛座

在低纬度的地区，深夜空中的光带。一般认为是由聚集在黄道面的流星颗粒和尘埃反射太阳光形成的。热带地区的人在黄昏后的西方或黎明前的东方很容易看到它，因为黄道在该处大致垂直于地面。在北半球中纬度地区，2、3月的傍晚或9、10月的黎明是看黄道光的最好时期。沿着黄道带，在距太阳30°-90°范围内，用肉眼可看到黄道光。光度测量表明，这条光带一直延伸到对日点附近，在该处黄道光的亮度略有增强，形成能被人眼看到的“对日照”。在全天的其他部分也有一些黄道光，一般认为那是太阳 F日冕的延伸。

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:17
标题: 黄道
指太阳在星座中穿行的视轨迹的大圆；也可以说是地球围绕太阳运行的轨道在天球上的投影。黄道星座沿黄道排列，黄道与天赤道有23.5°的交角；黄道与天赤道的两个交点是春分点和秋分点。在黄道坐标系中，天体的黄经从春分点起沿黄道向东计量，北黄纬为正，南黄纬为负。南、北黄极距相应的天极都是23.5°。

黄道带

天球上黄道南北两边个 9°宽的环形区域。月球和行星的轨道都在黄道带中（冥王星除外）。黄道十二宫的一宫各占整个黄道带的1/12（或30°）实际上，黄道十二宫与太阳实际所处的黄道星座不能一一对应，黄道星座的大小和形状并不一致，而太阳每年总要穿过的蛇夫座，并非黄道十二宫之一。尽管岁差使星座东移但关于黄道十二宫的数据仍然被占星术沿用。

白羊座 3月21日---4月19日 _ 金牛座 4月20日---5月20日 `

双子座 5月21日---6月21日 a 巨蟹座 6月22日---7月22日

狮子座 7月23日---8月22日 c 室女座 8月23日---9月22日

天秤座 9月23日--10月23日 e 天蟹座 10月24日-11月21日

人马座 11月22日-12月21日 g 摩羯座 12月22日--1月19日

宝瓶座 1月20日---2月18日 i 双鱼座 2月19日---3月20日

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:18
标题: 红移
恒星或其他天体的光谱线向红端的位移。

光的红化相当于波长的增长。远离地球而去的物体，不论是由于通常的运动还是由于宇宙的膨胀，它们的光都会出现同距离速度成正比的红移。

根据广义相对论，从质量极大的物体发出的光线也会变红，这是因为光子在逃离强引力场时能量会变弱；而振动原子发出的光在强引力场中速度会变慢。

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:22
标题: 赫罗图
1911年丹麦天文学家赫茨普龙，1913年美国天文学家罗素各自独立绘出亮星的光度—温度图，发现大多数恒星分布在图中左上方至右下方的一条狭长带内，从高温到低温的恒星形成一个明显的序列，称为“主星序”。为了纪念两位科学家作出的贡献，人们称这种图为赫—罗图(HR-diagram)。
该图显示出恒星的光度和表面温度随时间变化的情形，横坐标是恒星的光谱型，按照O、B、A、F、C、G、K、M顺序排列，是恒星的温度序列。纵坐标是绝对星等，即恒星光度。大多数恒星集中在主星序，少数集中在右边中部组成巨星序，一些光度特别大的超巨星分布在图的上方。那些温度高、光度弱的白矮星集中在左下方一个较密集的区域。赫罗图对研究恒星的演化有重要作用。

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:23
标题: 星等
1850年,英国天文学家普森提出的衡量天体亮度的单位.

一个星等规定为亮度比的2.512倍,如5等星比六等星亮2.512倍,因此星等相差5等亮度便差100倍,由于星等范围太小,又引入了负星等,来衡量极亮的天体.

视星等是地球上的观测者所见的天体的亮度,太阳的视星等为-26.7等,满月约为-11等,天狼星为-1.5 等.绝对星等是在距天体10秒差距(32.6光年)处所看到的亮度, 太阳的绝对星等为4.8等;热星等是测量恒星整个辐射,而不是只测量一部分可见光所得到的星等;单色星等是只测量电磁波谱中某些范围很窄的辐射而得的星等;窄频带星等是测量略宽一点的频段所得的星等;宽频带星等的测量范围更宽;人眼对黄色最敏感,因此目视星等也可称为黄星等.

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:25
标题: 周光关系
造父变星的光变周期与光度之间的一种关系。概括地说就是造父变星的光变周期越长，其光度也越大。这种关系是美国哈佛大学天文台勒维特在研究小麦哲伦云的25个造父变星时发现的，用的是光变周期和视星等的数据。这些造父变星都位于同一个星系内，可以认为它们同地球有大致相等的距离，所以周期和视星等的关系就反映了周期和绝对星等的关系。后来的研究表明属于不同星族的变星，其周光关系也不相同：

星族I： Mp = -1.80 - 1.741 lg P, 星族II： Mp = -0.35 - 1.75 lg P. 上式中Mp为光度极大和极小时的绝对星等的平均值，P为已天为单位的光变周期。周光关系的重要性在于，只要发现造父变星，便可以确定该星及该星所在的恒星集团的距离。这是因为利用周光关系可以从光变周期P推算绝对星等M，而视星等m则可直接测量，于是距离r便可由公式

lg r = (m - M + 5 - A) / 5 算得，上式中A为星际消光对视星等的影响。周光关系既简单又精确，因此它是测定银河系内一些恒星集团的距离和邻近的河外星系距离的重要方法

作者: starfriend 时间: 2005-2-27 19:29
标题: 等效原理
引力的最基本的物理性质。在任何一个时空点上都可以选取适当的参考系，使一切物质的运动方程中不再含有引力项，即引力可以局部地消除。如果认为这种消除了引力的参考系是惯性系，那么，等效原理告诉我们在任何一个时空点，一定存在局部惯性系。伽里略最早注意到，不同物体沿斜面的下滑运动是一样的，即引力加速度与物体的组成无关。牛顿根据单摆周期的测量发现，周期只与摆长有关，而与摆捶的质量和材料无关。这些结果都表明任何物体的引力质量与惯性质量之比都是一样的。现在的精密实验将引力质量与惯性质量之比的精度提高到了10^-12。根据这个性质，只要选择适当的参考系，在所有力学方程中，引力与惯性力都可相互抵消掉。这个性质称为弱等效原理。在进一步推广，在这参考系中，力学方程和一切运动方程中的引力作用都被抵消掉，这就是等效原理，或称为强等效原理。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:07
标题: 本超星系团
包括本星系群在内的超星系团.1937年,霍姆伯格在分析了双重星系和多重星系的分布后认为,存在着一个"总星系云",尺度范围100百万秒差距.这是本超星系团最初的概念.

二十世纪五十年代中,沃库勒重新提出关于本超星系团的概念,并为后来的研究证实.沃库勒认为,本超星系团的长经为30~75百万秒差距,它是许多星系云和星系团的集合体,包括本星系群,室女座星系团, 大熊星系团以及50个左右较小的群和团. 它们共同构成一个巨大的扁平状天体系统其中亮于13.5等的明亮星系集中在天空中的一个大圆上, 这个大圆称为超星系赤道, 大圆的极坐标在国际天文学联合会银道坐标系中是银经47°.37,银纬+6°.32.本超星系团的中心在室女星系团附近银经283°银纬+75°.

对沿超星系赤道的星系视向速度的分析表明, 本超星系团可能正在自转和膨胀,目前银河系绕团中心的公转周期约为1000亿年.

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:20
标题: 螺旋星系
具有漩涡结构的河外星系，在哈勃的星系分类中用Ｓ代表．螺旋星系的螺旋形状，最早是在1845年观测猎犬座星系 M51时发现的．螺旋星系的中心区域为透镜状，周围围绕着扁平的圆盘．从隆起的核球两端延伸出若干条螺线状旋臂，叠加在星系盘上．螺旋星系可分为正常漩涡星系和棒旋星系两种．按哈勃分类，正常漩涡星系又分为 a、b、c三种次型：Sa型中心区大，稀疏地分布着紧卷旋臂；Sb型中心区较小，旋臂较大并较开展；Sc型中心区为小亮核，旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、电离氢区外, 同时还有大量的尘埃和气体分布在星系盘上。从侧面看在主平面上呈现为一条窄的尘埃带，有明显的消光现象。漩涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕，叫做星系晕。其中主要是星族Ⅱ天体，其典型代表是球状星团。一个中等质量的漩涡星系往往有１００－３００个球状星团。随机地散布在星系盘周围空间。在往外，可能还有更稀疏的气体球，称为星系晕。漩涡星系的质量为十亿到一万亿个太阳质量，对应的光度是绝对星等 -15~-21等。直径范围是５～５０千秒差距。Sa型星系的总光谱型为Ｋ，Ｓｂ型为Ｆ～Ｋ, Ｓｃ型为Ａ～Ｆ。产生总光谱的主要天体既有高光度早型星，又有高光度晚型星。星族Ⅰ天体组成星系盘和旋臂，星族Ⅱ天体主要构成星系核、星系晕和星系冕。

螺旋星系M100

作者: skystar 时间: 2005-2-28 15:24
这样的很好！呵呵！

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:28
标题: 暗星云
银河系中不发光的弥漫物质所形成的云雾状天体。和亮星云一样，他们的大小和形状是多种多样的。小的只有太阳质量的百分之几到千分之几，是出现在一些亮星云背景上的球状体；大的有几十到几百个太阳的质量，有的甚至更大。它们内部的物质密度也相差悬殊。赫歇尔父子于1784年首次注意到亮的银河中有一些黑斑和暗条。开始他们以为这是银河中某些没有恒星的洞或者缝。后来的照相研究表明，这种现象是由于一些位于恒星前面的不发光的弥漫物质造成的。这种暗区在银河系中很多，最明显的是天鹅座的暗区，银河被分割成为向南延伸的两个分支。再如猎户座著名的马头星云和蛇夫座Ｓ状暗星云，也是不透明的暗星云。在星云较薄弱的部分仍可看到一些光度被减弱了的恒星，看起来这些区域的恒星密度显得很稀疏。暗星云和亮星云并没有本质上的不同，只是暗星云所含的尘埃比较大，有很多亮星云实际上是一个更大的暗星云的一部分。球状体一种小型且密度较大的球状暗星云，也叫做巴纳德天体，只能用大型望远镜才能观测到。有人认为球状体是一些正处在引力收缩阶段的原恒星（参见猎户座大星云）。

[ Last edited by starfriend on 2005-2-28 at 03:32 PM ]

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:29
标题: 白矮星
白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多！也就是说，它的密度在1000万吨/立方米左右。　　

根据白矮星的半径和质量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万－10亿倍。在这样高的压力下，任何物体都已不复存在，连原子都被压碎了：电子脱离了原子轨道变为自由电子。　　

白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论，白矮星是在红巨星的中心形成的。　　

当红巨星的外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，于是氦开始聚变成碳。　　

经过几百万年，氦核燃烧殆尽，现在恒星的结构组成已经不那么简单了：外壳仍然是以氢为主的混和物；而在它下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。　　

与此同时，红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。　　

白矮星的密度为什么这样大呢？　　

我们知道，原子是由原子核和电子组成的，原子的质量绝大部分集中在原子核上，而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米，而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球，则电子轨道将在两公里以外。　　而在巨大的压力之下，电子将脱离原子核，成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙，从而使单位空间内包含的物质也将大大增多，密度大大提高了。形象地说，这时原子核是“沉浸于”电子中。　　一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。顺便提一下，当白矮星质量进一步增大，简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩，白矮星还会坍缩成密度更高的天体：中子星或黑洞。　　

对单星系统而言，由于没有热核反应来提供能量，白矮星在发出光热的同时，也以同样的速度冷却着。经过一百亿年的漫长岁月，年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星而永存。　　

而对于多星系统，白矮星的演化过程则有可能被改变。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:39
标题: 黑洞
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。　　

根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。　　

等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的，等一会儿我们会讲到。　　

那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。　　

我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。　　

质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。　　

这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。　　

与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。　　

在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。　　

更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！　　

“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论着。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:43
标题: 白洞
黑洞就象宇宙中的一个无底深渊，物质一旦掉进去，就再也逃不出来。根据我们熟悉的“矛盾”的观点，科学家们大胆地猜想到：宇宙中会不会也同时存在一种物质只出不进的“泉”呢？并给它取了个同黑洞相反的名字，叫“白洞”。　　

科学家们猜想：白洞也有一个与黑洞类似的封闭的边界，但与黑洞不同的是，白洞内部的物质和各种辐射只能经边界向边界外部运动，而白洞外部的物质和辐射却不能进入其内部。形象地说，白洞好象一个不断向外喷射物质和能量的源泉，它向外界提供物质和能量，却不吸收外部的物质和能量。　　

白洞到目前为止，还仅仅是科学家的猜想，还没有观察到任何能表明白洞可能存在的证据。在理论研究上也还没有重大突破。不过，最新的研究可能会得出一个令人兴奋的结论，即：“白洞”很可能就是“黑洞”本身！也就是说黑洞在这一端吸收物质，而在另一端则喷射物质，就像一个巨大的时空隧道。　　

科学家们最近证明了黑洞其实有可能向外发射能量。而根据现代物理理论，能量和质量是可以互相转化的。这就从理论上预言了“黑洞、白洞一体化”的可能。　　

要彻底弄清楚黑洞和白洞的奥秘，现在还为时过早。但是，科学家们每前进一点，所取得的成绩都让人激动不已。我们相信，打开宇宙之谜大门的钥匙就藏在黑洞和白洞神秘的身后。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:48
标题: 红巨星
当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段，步入老年期时，它将首先变为一颗红巨星。　　

称它为“巨星”，是突出它的体积巨大。在巨星阶段，恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。　　

称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低，发出的光也就越来越偏红。不过，虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大，它的光度也变得很大，极为明亮。肉眼看到的最亮的星中，许多都是红巨星。　　

在赫-罗图中，红巨星分布在主星序区的右上方的一个相当密集的区域内，差不多呈水平走向。　　

我们来较详细地看看红巨星的形成。我们已经知道，恒星依靠其内部的热核聚变而熊熊燃烧着。核聚变的结果，是把每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。　　

处于主星序阶段的恒星，核聚变主要在它的中心（核心）部分发生。辐射压与它自身收缩的引力相平衡。　　

氢的燃烧消耗极快，中心形成氦核并且不断增大。随着时间的延长，氦核周围的氢越来越少，中心核产生的能量已经不足以维持其辐射，于是平衡被打破，引力占了上风。有着氦核和氢外壳的恒星在引力作用下收缩，使其密度、压强和温度都升高。氢的燃烧向氦核周围的一个壳层里推进。　　

这以后恒星演化的过程是：内核收缩、外壳膨胀——燃烧壳层内部的氦核向内收缩并变热，而其恒星外壳则向外膨胀并不断变冷，表面温度大大降低。这个过程仅仅持续了数十万年，这颗恒星在迅速膨胀中变为红巨星。　　

红巨星一旦形成，就朝恒星的下一阶段——白矮星进发。当外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，点燃氦聚变。最后的结局将在中心形成一颗白矮星。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:49
标题: 类星体
一种光度极高、距离极远的奇异天体，它们的大小不到一光年，而光度却比直径约为10万光年的巨星系还大一千倍！璀璨的光芒使我们即使远在100 亿光年之外还能观测到它们。类星体光谱中的发射谱线存在的红移相当于很大的开普勒退行速度。根据哈勃的膨胀定律，这种巨大的退行速度意味着它们极为遥远。最早发现的类星体是1960年发现的3C48,最明亮的类星体是3C273，距离20亿光年，射电干涉测量发现3C273的红移值为0.158，表明它的射电核心正以接近光速的速度在膨胀。对如此巨大的红移有多种解释，一种是宇宙学红移，即认为红移是类星体的退行产生的，反映了宇宙的膨胀；另一种认为是大质量天体的强引力场造成的引力红移；还有的认为是多普勒红移。类星体的距离并不有效，因为红移值和视星等的统计分析并不满足于哈勃定律，3C273的距离是假设这一定律能被满足的条件下来计算出的。现在正在寻找和类星体有物理联系的天体以确定类星体的距离，尚无结果。类星体由体积很小、质量很大的核和核外的广延气晕构成。核心辐射出巨大的能量，激发气晕中气体，产生连续光谱上叠加的强且宽的发射线。导致中心体发出频谱范围很宽的辐射的机制是同步加速辐射。一般认为类星体辐射出的能量是引力能，产生于超新星爆发或超新星引力坍缩。目前还没有令人满意的理论模型来解释这种异常巨大的能量来源。类星体中的现象同星系核中的剧烈活动十分相似，有人认为类星体实际就是裸露的星系核，但若类星体红移是宇宙学红移，即退行红移，则这种活动比已知的星系核活动更剧烈，若因此假定类星体辐射不会超过星系核所发出的能量，就说明它的红移同类星体核本身的物理性质有关。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:51
标题: 脉冲星
人们最早认为恒星是永远不变的。而大多数恒星的变化过程是如此的漫长，人们也根本觉察不到。然而，并不是所有的恒星都那么平静。后来人们发现，有些恒星也很“调皮”，变化多端。于是，就给那些喜欢变化的恒星起了个专门的名字，叫“变星”。　　

脉冲星，就是变星的一种。脉冲星是在1967年首次被发现的。当时，还是一名女研究生的贝尔，发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。经过仔细分析，科学家认为这是一种未知的天体。因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号，人们就把它命名为脉冲星。　　
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作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:54
标题: 双星
对于天体物理学家来说，双星是能提供最多信息的天体，从双星可以得到比单个恒星更多的信息和恒星演化的秘密。　　

在浩瀚的银河系中，我们发现的半数以上的恒星都是双星体，它们之所以有时被误认为单个恒星，是因为构成双星的两颗恒星相距得太近了，它们绕共同的质量中心作圆形轨迹运动，以至于我们很难分辨它们，这其中包括著名的第一亮星天狼星。

天狼星主星天狼A的质量为2.3个太阳质量，其伴星天狼B是一颗质量仅为0.98个太阳质量的白矮星。按照恒星的演化理论，质量大的恒星将很快演化，将首先耗尽其氢燃料；质量小的则有着很长的寿命。而一颗质量小于太阳的恒星从其诞生到白矮星至少要经过长达一百亿年的历史；而天狼星A有2.3个太阳质量，应该比其伴星更快演化，但事实上此星明显正在进行氢燃烧，是一颗完全正常的恒星。质量大的恒星还没有耗尽氢燃料，而质量小的相反却已经耗尽了氢而处于寿命的后期。这种情况不是唯一的，英仙座的大陵五双星及其他很多恒星也有类似情况，这些对双星中都有一颗是白矮星或是中子星，甚至有可能是一个黑洞。　　

下面我们假设我们可以观测到一对双星的演变过程，作一次实地跟踪观测：　　

最初，A星的质量大约为2至3个太阳质量，B星为1.5个太阳质量。这以后，正如单个恒星演化过程一样，质量较大的恒星演化得很快， A星首先消耗掉了大量的氢元素，其外层慢慢膨胀起来，很快膨胀为一颗红巨星，其半径不断增大，而其内部已经形成了一个半径约为太阳几十分之一的白矮星氦核。当A星外壳开始进入B星的引力范围时，A星的表面物质开始受B星的引力离开A星表面流向B星表面。但由于两星相互公转以及B星的自转，流来的物质并不立即落在表面，而是先在B星周围随B星自转形成一个碟状气体盘，然后才能逐步降落在B星表面。于是A星不断有物质转移到B星，这使得A星的老化进程急剧加快，并以更快速度膨胀，甚至将B星的轨道吞没。这个过程将持续数万年。这以后，A星耗尽了它所有的剩余氢，而其巨大的外壳可以伸展到十几个太阳半径之外，但最终大部分将被B星所吸收。此刻，A星基本上全是由氦组成了，质量仅仅剩下原来的五分之一左右，而B星质量则增至原来的二倍多。这样，质量对比发生了明显变化：A星成了质量较小的致密的白矮星，而B星由于吸收了A星的大部分质量，体积增加了许多，成为双星中质量较大的恒星。在A星周围原来膨胀的外壳在失去膨胀力后一部分逐渐降落在小白矮星上；而B星正处于中年期，继续其正常恒星的演化。这就是我们现在看到的天狼星及其伴星的情况。　　

这以后，这对双星继续演化，象原来一样，质量较大的恒星将以很快的速度进行演化，并在耗尽其内核附近的氢燃料后开始了膨胀，进入红巨星阶段。此时，A星的强大引力将慢慢对B星不断膨大的表面上的物质起作用，物质开始从B星表面迅速流向A星。像从前一样，流质在A星周围形成气体盘，并不断降落在A星表面。以后的时间里，B星由于丢失大量物质而缺少燃料迅速老化膨胀；A星则可能由于吸附了大量物质而塌陷成中子星甚至黑洞。B星将终于发生超新星爆发而结束其一生，把身体的大部分质量抛向宇宙，而在其中心留下一个致密的白矮星或中子星。　　

这样一对双星就这样转化成一对仍然相互作用转动的白矮星、中子星或黑洞。由于其间复杂的引力作用，双星的演化过程比单个恒星要短得多。这些特点，使我们有机会看到恒星演化的更多奇观。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:56
标题: 星系
当遥望星空时，横贯天际、蔚为壮观的银河总能让人们欣然神往，思绪万千。仔细观察的话，我们也能看出银河实际上是由许许多多颗星星所组成的。在天文学中，我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的，占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。　　

银河并不是宇宙中唯一的星系：通过各种方法，人们已经观察到的星系已经有好几万个了！不过，由于距离太遥远，它们看起来远不如银河那么壮丽。借助望远镜，它们看起来还只像朦胧的云雾。离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云，距离我们银河系也有十几万光年。一般地，我们把除银河以外的星系，统称为“河外星系”。　　

星系在早期曾被归到星云中，直到1924年，在准确测定了仙女座星云（现应严格称为“仙女座河外星系”）的距离后，星系的存在才正式确立。　　

星系的形状是多种多样的。我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。星系在太空中的分布也并不是均匀的，往往聚集成团。少的三两成群，多的则可能好几百个聚在一起。人们又把这种集团叫做“星系团”。　　

星系和它内部的恒星都在运动中。我们都知道地球绕着太阳旋转，同时太阳也在绕银河系的中心运动，而同时银河系作为一个整体，本身也在运动着。在星系内部，恒星运动的方式有两种：它一面绕着星系的核心旋转，与此同时还在一定的范围内随机地运动（科学家称之为“弥散运动”）。　　

星系的起源和演化，与宇宙诞生早期的演化密切相关。一般看法认为：当宇宙从猛烈的爆发中产生时，大量的物质被抛射到空间中。形成宇宙中的“气体云”。这些气体云本身处在平衡之中，但是在某种作用下，平衡被打破了，物质聚集在一起，质量高达今天太阳质量的上千亿倍！这些物质团后来在运动中分裂开，并最终形成无数颗恒星。这样，原始的星系就形成了。一般认为星系形成的时期在一百亿年前左右。　　

而关于星系的演化，历史上一度曾把星系形态的序列当成演化的序列，即认为星系从椭圆形开始，再逐渐发展成透镜型、漩涡型、棒旋型，最后变成不规则型。这种观点今天已基本上被推翻。目前的看法认为这一过程与恒星形成的力学机理相关，但也仍然停留在假说的阶段。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:57
标题: 星团
恒星往往成群分布。一般地，我们把恒星数在十个以上而且在物理性质上相互联系的星群叫做“星团”。比如金牛座中的“昴星团”、“毕星团”，巨蟹座的蜂巢星团等。　　

根据星团包含的恒星数、星团的形状和在银河系中位置分布的不同，星团又分为疏散星团和球状星团。疏散星团一般由十几到几千颗恒星组成，结构松散、形状也不规则。它们一般分布在银道面附近，所以也被称作“银河星团”。在银河系内发现的疏散星团目前有一千多个，其中包括刚提到的金牛座昴星团、毕星团。　　

球状星团则由成千上万、多至几十万的恒星组成。它们聚集成球形，越往中心越密集。球状星团大多都分布在银河系中心方向。一个球状星团内的恒星差不多都是在同一时期形成的，它们的演化过程也大致相同。比较著名的如武仙座的球状星团，它由大约二百五十万颗恒星组成，离我们大约2.5万光年。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 15:59
标题: 新星
有时候，遥望星空，你可能会惊奇地发现：在某一星区，出现了一颗从来没有见过的明亮星星！然而仅仅过了几个月甚至几天，它又渐渐消失了。　　

这种“奇特”的星星叫做新星或者超新星。在古代又被称为“客星”，意思是这是一颗“前来作客”的恒星。　　

新星和超新星是变星中的一个类别。人们看见它们突然出现，曾经一度以为它们是刚刚诞生的恒星，所以取名叫“新星”。其实，它们不但不是新生的星体，相反，而是正走向衰亡的老年恒星。其实，它们就是正在爆发的红巨星。我们曾经不止一次提到，当一颗恒星步入老年，它的中心会向内收缩，而外壳却朝外膨胀，形成一颗红巨星。红巨星是很不稳定的，总有一天它会猛烈地爆发，抛掉身上的外壳，露出藏在中心的白矮星或中子星来。　　

在大爆炸中，恒星将抛射掉自己大部分的质量，同时释放出巨大的能量。这样，在短短几天内，它的光度有可能将增加几十万倍，这样的星叫“新星”。如果恒星的爆发再猛烈些，它的光度增加甚至能超过1000万倍，这样的恒星叫做“超新星”。　　

超新星爆发的激烈程度是让人难以置信的。据说它在几天内倾泄的能量，就像一颗青年恒星在几亿年里所辐射的哪样多，以致它看上去就像一整个星系那样明亮！　　

新星或者超新星的爆发是天体演化的重要环节。它是老年恒星辉煌的葬礼，同时又是新生恒星的推动者。超新星的爆发可能会引发附近星云中无数颗恒星的诞生。另一方面，新星和超新星爆发的灰烬，也是形成别的天体的重要材料。比如说，今天我们地球上的许多物质元素就来自那些早已消失的恒星。

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 16:01
标题: 星云
当我们提到宇宙空间时，我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空。其实，这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的，但远不是真正的“真空”，而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等，人们把它们叫做“星际物质”。　　

星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实，星际气体主要由氢和氦两种元素构成，这跟恒星的成分是一样的。人们甚至猜想，恒星是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质，成分包括碳合物、氧化物等。　　

星际物质在宇宙空间的分布并不均匀。在引力作用下，某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来，形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。按照形态，银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种。　　

弥漫星云正如它的名称一样，没有明显的边界，常常呈不规则形状。它们的直径在几十光年左右，密度平均为每立方厘米10-100个原子（事实上这比实验室里得到的真空要低得多）。它们主要分布在银道面（HOTKEY）附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。　　

行星状星云的样子有点像吐的烟圈，中心是空的，而且往往有一颗很亮的恒星。恒星不断向外抛射物质，形成星云。可见，行星状星云是恒星晚年演化的结果。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。

[ Last edited by starfriend on 2005-2-28 at 04:04 PM ]

作者: starfriend 时间: 2005-2-28 16:03
标题: 星族
银河系以及任何一个河外星系内大量天体的某种集合。这些天体在年龄、化学组成、空间分布和运动特性等方面十分接近。银河系所有天体分为五个星族：晕星族(极端星族Ⅱ)，中介星族Ⅱ，盘星族，中介星族Ⅰ(较老星族)，旋臂星族(极端星族Ⅰ)。晕星族分布如一个球状的晕，包住银河系；在银河系恒星聚集较密的盘状部分，当然也有晕星族的天体，但主要是盘星族和星族Ⅰ。晕星族由银河系中最古老的天体所构成，其中包括球状星团、亚矮星和周期长于0.4天的天琴座RR型变星(周期更短的天琴座RR变星属盘星族)。

中介星族Ⅱ的主要代表是垂直于银道面速度超过30公里每秒的高速星以及周期短于250天、光谱型早于Ｍ5的长周期变星。盘星族包括银核内的恒星、行星状星云和新星。中介星族Ⅰ包括光谱中出现较强的金属线的恒星和A型星, 极端星族Ⅰ集中分布在银道面附近，银面聚度最大，主要为旋臂中的年轻星如O型星、B型星、超巨星以及一些银河星团和星际物质等。各星族的年龄相差很大。晕星族最老，其中球状星团的年龄在100亿年左右；从中介星族Ⅱ、盘星族和中介星族Ⅰ到最年轻的旋臂星族，年龄依次递减。各个星族在化学组成上也有差别。一般来说，较老的星族所含有的重元素百分比要比年轻星族的低。这种差别可以用恒星演化过程加以解释，恒星进入晚年期后向外抛射物质，使恒星内部核过程所形成的重元素渗入星际物质中去，这种被“加重”的星际物质形成的恒星，其重元素含量就会相应增高，因此越是年轻的恒星包含的重元素就越多。星族概念在研究银河系的起源和演化问题上起着重要作用。

作者: starfriend 时间: 2005-3-2 14:03
标题: 光年
宇宙之大，可谓广阔无边。因此，要测量天体之间的距离，得有一把合适的“尺子”才行，不合适的“尺子”会让人难以理解。比如，你说你家离单位有一千万毫米，肯定会让人丈二摸不着头脑，但如果你说距离是10公里，别人就很清楚了。

同样道理，对于广阔的宇宙空间，天文学家必须为它找一把合适的“尺子”。

对于太阳系，天文学家用地球和太阳之间的平均距离（由于地球和太阳之间的距离时刻在变化，所以只能用“平均”值）作为“尺子”，叫“天文单位”。一个天文单位等于149597870公里。

天文单位对于度量太阳系行星的距离很合适，但要拿去测量恒星之间的距离，这把尺子就显得太小了。

为此，天文学家定义了一个单位，叫做“光年”。由于光在真空中的速度是恒定不变的（速度是每秒约30万公里），因此，光在一年的时间里走过的这段距也恒定不变。光年就是光在真空中一年时间走过的距离。一光年大约是9.5万亿公里。天文学家就用这样的一把尺子来测量恒星间的距离。比如，目前所知的离太阳最近的恒星，距太阳约4.2光年。而最遥远的恒星离太阳要超过100亿光年。

讲到这里，大家就明白了，光年是长度的单位，而非时间单位。

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