天文基礎(chǔ)1恒星課件

1、恒星北京天文館 張長(zhǎng)喜1恒星的一般性質(zhì)恒星的概念，恒星,與行星不同,它們的位置看來(lái)固定不變，因而古人稱之為“恒”星，即固定不動(dòng)的星。一般來(lái)說(shuō)，恒星都是氣體球，沒(méi)有固態(tài)表面，通過(guò)自身引力聚集而成。它區(qū)別于行星的一個(gè)重要性質(zhì)是它自己能夠強(qiáng)烈發(fā)光。太陽(yáng)是一顆恒星。23恒星的距離和光度天文學(xué)上的距離單位，天文單位，即日地平均距離，為1AU=149597870千米光年，光在一年中走過(guò)的距離，1l.y.=0.9460531016米秒差距，周年視差為1對(duì)應(yīng)的距離，1pc=3.085681016米除太陽(yáng)外，距離我們最近的恒星叫比鄰星，（半人馬座）距離為4.27l.y.4恒星的距離和光度恒星的光度、照度和星等光

2、度：恒星內(nèi)部產(chǎn)生的能量，不斷向表層轉(zhuǎn)移，最終從恒星表面逸出，射向太空。光度為恒星的能量發(fā)射率，即整個(gè)星面每秒釋放的能量。照度：對(duì)于接受天體輻射的人眼或儀器來(lái)說(shuō)，單位時(shí)間入射到其單位面積的能量。表示某處感應(yīng)器感應(yīng)到的恒星的能量。亮度：我們看起來(lái)恒星的明亮程度。實(shí)際上就是照度。星等：1850年普森（pogson）把星等跟光度計(jì)測(cè)出的亮度作比較，發(fā)現(xiàn)星等相差5等，亮度之比約為100，因此有公式 m1m2=Klg(E2E1)星等系統(tǒng)：目視星等、照相星等、光電星等5恒星的大小和質(zhì)量恒星大小的測(cè)量方法：干涉法，月掩星法，對(duì)食雙星法觀測(cè)結(jié)果；恒星的直徑相差很大，大的有太陽(yáng)直徑的幾百倍甚至一兩千倍，小的只有不

3、到太陽(yáng)直徑的十分之一。恒星的質(zhì)量比較難以測(cè)定。恒星的質(zhì)量大體介于至50個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。67恒星的光譜什么是光譜？什么是恒星光譜？恒星光譜的分類(lèi)。O型：藍(lán)星，有效溫度4000030000K。 B型：藍(lán)白星，有效溫度3000010000K A型：白星，有效溫度100007500K F型：黃白星，有效溫度75006000K G型：黃星，有效溫度60005000K K型：紅橙星，有效溫度50003500K M型：紅星，有效溫度35002500K89恒星的光譜 恒星連續(xù)輻射隨波長(zhǎng)的分布，近似于溫度等于恒星有效溫度的黑體輻射能量的分布，因而恒星的連續(xù)光譜也隨光譜型而變化。 恒星的光譜分析在天體物理學(xué)中占有重要

4、地位，它可以定性或定量的測(cè)定恒星的化學(xué)成分，直接或間接的確定恒星的表面溫度、光度、直徑、質(zhì)量、磁場(chǎng)。研究恒星的視向運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)。10恒星的化學(xué)成分 恒星的化學(xué)成分是通過(guò)恒星的光譜分析方法得到的。 太陽(yáng)的化學(xué)成分：已證認(rèn)出存在的元素69種，這些元素的含量相差懸殊。按質(zhì)量而言，氫78.4%、氦19.8% 、氧0.8% 、碳0.3% 、氮0.2% 、氖0.2% 、鎳0.2% 、硅0.06% 、硫0.04% 、鐵0.04% 、鎂0.015% 、鈣0.009% 大多數(shù)恒星的化學(xué)成分同太陽(yáng)差不多。少數(shù)恒星的化學(xué)成分是特殊的。例如：在碳型星中，碳元素特別多。在S型星中，鋯和锝元素特別多。11赫羅圖和恒星的結(jié)構(gòu)

5、 什么是赫羅圖？丹麥科學(xué)家赫茨普龍(E.Hertzsprung)于1911年，美國(guó)天文學(xué)家羅素（H.N.Russell）于1913年，分別獨(dú)立的繪制了恒星的光譜光度圖。 恒星的結(jié)構(gòu)。1213恒星的自轉(zhuǎn) 多普勒原理自轉(zhuǎn)是星球的一種普遍現(xiàn)象，地球、月球、太陽(yáng)和太陽(yáng)系的各大行星都在自轉(zhuǎn)，恒星也是如此。14變星變星：凡光學(xué)波段亮度有變化的恒星，不管是由于內(nèi)在的物理原因還是外在的幾何原因，都稱為變星。分類(lèi)：內(nèi)因變星和外因變星內(nèi)因變星 ；脈動(dòng)變星，極早期演化階段的變星， 耀星，新星，15變星 超新星，超新星的爆發(fā)規(guī)模比新星還要大，它發(fā)亮?xí)r亮度的增幅為新星的數(shù)百至數(shù)千倍，拋出的氣殼速度可超過(guò)10000km/

6、s。是所有變星中最壯觀的一類(lèi)，是恒星的災(zāi)變性爆發(fā)。輻射能估計(jì)為10421043J,拋出的物質(zhì)質(zhì)量達(dá)110m,動(dòng)能達(dá)10431044J。 1617不同的恒星系統(tǒng) 雙星，為包含兩顆恒星的系統(tǒng)，在相互引力的影響下，兩顆恒星繞著它們共同的引力中心描繪出閉合的軌道。較亮的子星為主星，較暗的子星為伴星。 聚星，三顆到六、七顆恒星在相互引力作用下聚集在一起而組成的系統(tǒng)稱為聚星。三顆星組成的系統(tǒng)較三合星，四顆星在一起的叫四合星，以此類(lèi)推。在銀河系中，雙星和聚星是很多的。181920恒星的不同系統(tǒng) 星團(tuán)，是恒星的集團(tuán)，其成員星的密度顯著的高于周?chē)臻g星的密度，并且通過(guò)彼此之間的引力作用而聚集在一起。疏散星團(tuán)，它

7、的形態(tài)不規(guī)則，包含十幾至二三千顆恒星，成員星分布得較松散。球狀星團(tuán)，呈球形或扁球形，與疏散星團(tuán)相比，它們是緊密的恒星集團(tuán)。212223半人馬座，NGC513924星云和星際物質(zhì)星云一般位于銀河系內(nèi)，由氣體和塵埃組成。按照形狀、大小和物理性質(zhì)，銀河系內(nèi)星云分為行星狀星云、發(fā)射星云、反射星云和暗星云。25NGC7293262728星云和星際物質(zhì)星際物質(zhì)，又稱星際介質(zhì)，星際空間中存在的各種物質(zhì)，包括星際原子、星際分子、星際塵埃和宇宙線。29恒星的形成和演化 恒星的形成，超過(guò)一定質(zhì)量的星云，在受到外部的某種擾動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定性，從而引起收縮。收縮過(guò)程的星云可能會(huì)分裂成一些碎塊。原恒星。主序星。30原恒

8、星的噴流31恒星的形成和演化當(dāng)恒星走到主序星階段的尾聲時(shí)，此時(shí)恒星呈紅色，為紅巨星。恒星在紅巨星階段演化以后。白矮星、中子星或者黑洞。 323334恒星的歸宿-白矮星、中子星和黑洞白矮星白矮星的體積只有地球這么大，不過(guò)它的質(zhì)量卻和太陽(yáng)差不多，因此它的密度大的驚人，質(zhì)量和太陽(yáng)類(lèi)似的恒星，在進(jìn)入紅巨星階段后，內(nèi)核會(huì)逐漸收縮，成為白矮星，而外殼在強(qiáng)烈的輻射作用下會(huì)繼續(xù)向外膨脹，成為行星狀星云。 光度低，表面溫度較高，呈白色。質(zhì)量0.21.1m，質(zhì)量極限1.44m，溫度550040000K。3536恒星的歸宿-白矮星、中子星和黑洞中子星，中子星的體積比白矮星還要小的多，直徑只有幾十公里，而質(zhì)量卻比兩個(gè)太陽(yáng)還大。質(zhì)量極限23m，半徑1020km。表面密度109kg/m3，中心1018kg/m3。37恒星的歸宿-白矮星、中子星和黑洞脈沖星的發(fā)現(xiàn)