第一節(jié)恒星和星系下

第一節(jié)恒星和星系下第1頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一天體的概念及類型天體的概念地球大氣以外的宇宙空間各種星體的通稱。天體的類型聚集態(tài)天體云霧狀天體星際物質(zhì)肉眼可見的天體類型第2頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一聚集態(tài)天體第3頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一云霧狀天體第4頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星星云行星行星及其衛(wèi)星彗星流星體第5頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一1997年回歸的海爾-波普彗星第6頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一隕石流星第7頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一木星及木衛(wèi)一第8頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)恒星和星系恒星星系第9頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的運(yùn)動(dòng)一、恒星恒星的距離恒星的發(fā)光和光譜恒星的亮度和光度星座的劃分恒星的多樣性恒星的概念恒星的演化第10頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星是由熾熱氣體組成的、能夠自身發(fā)光的球形或類似球形的天體。

質(zhì)量巨大在自引力作用下，呈球形或類球形中心溫度很高，通過核反應(yīng)發(fā)射可見光

恒星的概念第11頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度一般為幾十～幾百KM/S。

視向速度和切向速度

自行：由恒星運(yùn)動(dòng)引起的在地球上觀測角度的差異。

據(jù)測定，恒星的自行量均很小，最大的為巴納德星10″31/年，相當(dāng)于從16KM外看3個(gè)硬幣的寬度。在已測定的30萬顆恒星的自行中，>1″/年只有400余顆，一般<0″1/年。

第12頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一視向速度和切向速度自行V視V切地球第13頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一10萬年前10萬年后現(xiàn)在北斗七星的自行第14頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的距離距離的測定

——周年視差法天文學(xué)上的距離單位恒星的距離天文單位(A.U)：光年(L.Y)：秒差距(P.C)：日地平均距離。光在真空中一年所走的距離。周年視差為1秒的恒星距離。1A.U=1.496×108KM

1L.Y=9.5×1012KM

=63240AU1P.C=3.26LY=206265AU恒星距離（p.c）=1／周年視差（"）第15頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一周年視差示意圖基線視差1"1p.c周年視差：地球軌道半徑對于恒星的最大張角。第16頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一有關(guān)天體的距離最近的恒星：4.22光年（半人馬座α）牛郎星：16光年織女星：26光年北極星：682光年第17頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一星座及其劃分星座的概念星座的劃分恒星的命名相互鄰近的恒星所組成的圖形及這個(gè)圖形所占據(jù)的區(qū)域

星座＋希臘字母

1928年，國際天文學(xué)聯(lián)合會將全天劃分為88個(gè)星座。

黃道天區(qū)12個(gè)，北天天區(qū)29個(gè)，南天天區(qū)47個(gè)主要星座第18頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一星座的由來第19頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一黃道12星座白羊座金牛座雙子座巨蟹座獅子座室女座天秤座天蝎座人馬座摩羯座寶瓶座雙魚座第20頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的命名第21頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一主要星座春季星空夏季星空秋季星空冬季星空大熊座牧夫座室女座獅子座天鵝座天琴座天鷹座仙后座飛馬座仙女座仙王座獵戶座大犬座小犬座雙子座御夫座金牛座洪恩在線——天文大觀/art/twdg第22頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一第23頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一第24頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一第25頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一第26頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的發(fā)光和光譜發(fā)光條件光譜型質(zhì)量發(fā)展階段不同光譜型的差別主要在于星光顏色，而星光的顏色代表著恒星溫度的高低。

光譜型顏色溫度(K)O藍(lán)3～5萬B藍(lán)白2萬A白1萬F黃白7500G黃6000K橙4500M紅3000第27頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的光譜光譜：不同波長的光波按波長順序排列成的一條光帶。光譜具有不同的類型。

第28頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的光譜型第29頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的亮度和光度亮度和視星等光度和絕對星等亮度指恒星看上去的明亮程度，光度是恒星本身的發(fā)光強(qiáng)度。影響亮度的因素：恒星的光度恒星的距離影響光度的因素：恒星的溫度恒星的體積E1／E2＝d22／d12絕對星等：恒星距離為10秒差距時(shí)的視星等。

絕對星等和視星等的換算第30頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一視星等的由來古希臘學(xué)者喜帕恰斯根據(jù)肉眼觀測，將全天最亮的21顆星的亮度定為1等，將肉眼剛好能看到的星定為６等。介于其間的星按亮度大小分別定為2、3、4、5等。這便是古代的視星等。1２３４５6０-1…………7后人通過測定，１等星平均比６等星亮100倍。根據(jù)這個(gè)關(guān)系，人們推算出星等每相差１級，其亮度相差2.512倍。即：E1／E2＝2.512

ｍ2－ｍ１第31頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一有關(guān)天體的視星等天體視星等太陽-26.74月亮-12.7金星-4天狼星-1.45北極星2肉眼可見的最暗星6第32頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一絕對星等和視星等的換算設(shè)一顆星，其距離為ｄ秒差距，視星等為ｍ，亮度為Em當(dāng)其距離為10秒差距時(shí)，絕對星等為M，光度為EMEM／Em＝2.512m－MＥM／Em＝d2／102即：2.512m－M＝d2／102（m－M）lg2.512＝lgd2－lg1020.4（m－M）＝2lgd－2M＝ｍ＋５－５lgd兩邊取對數(shù)：第33頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的多樣性（一）按組合形式來分：單星、雙星、星團(tuán)1、單星：一般的恒星都是單個(gè)存在的。2、雙星：空間距離接近，彼此之間具有力學(xué)上的聯(lián)系，相互環(huán)繞轉(zhuǎn)動(dòng)的兩顆星。

3、星團(tuán)：許多恒星集中分布在一個(gè)較小的空間，彼此具有物理聯(lián)系，形成一個(gè)稠密的恒星集團(tuán)。單星雙星星團(tuán)第34頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的多樣性（二）按恒星光度變化來分：變星、新星、超新星1、變星：有些恒星的光度在短時(shí)期內(nèi)會發(fā)生明顯的、特別是周期性的變化，這樣的恒星叫變星。2、新星：亮度在短時(shí)間內(nèi)（幾小時(shí)至幾天）突然劇增，然后緩慢減弱的一類變星。3、超新星：爆發(fā)規(guī)模更大的變星，亮度的增幅為新星的數(shù)百至數(shù)千倍。新星超新星第35頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的多樣性（三）按恒星光度和溫度的關(guān)系來分（赫羅圖）：主序星、白矮星、巨星、超巨星1、主序星：恒星的光度隨溫度的升高而增大。2、白矮星：溫度很高，但光度較小，說明其體積小。3、巨星：溫度較低，但光度較同溫度的主序星大，說明該星體積很大。4、超巨星：溫度高低不一，但光度都較大，說明其體積均很大。

第36頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的多樣性（四）脈沖星和中子星脈沖星：周期性發(fā)出的射電脈沖訊號的一類恒星。中子星：由中子組成的恒星。脈沖星實(shí)際上是具有強(qiáng)磁場的、快速自轉(zhuǎn)的中子星。第37頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的演變同自然界一切事物一樣，恒星經(jīng)歷著從發(fā)生、發(fā)展到衰亡和轉(zhuǎn)化的過程。原恒星階段：星云在引力作用下，不斷收縮，逐漸聚集成團(tuán)，形成比較密集的氣體球。引力勢能轉(zhuǎn)化為熱能，內(nèi)部溫度升高并輻射能量，向著赫羅圖的主序上的某個(gè)位置移動(dòng)。主序星階段：“移”到主序后，內(nèi)部溫度高到足以“點(diǎn)燃”核火，發(fā)射可見光，熱核反應(yīng)代替引力收縮。恒星的特點(diǎn)取決于恒星的質(zhì)量。巨星階段：恒星中心區(qū)域的氫核燃料耗盡，核反應(yīng)停止。外層的氫開始核反應(yīng)，恒星膨脹。這時(shí)，進(jìn)入紅巨星區(qū)域，到了它生命的“晚年”。死亡階段：核反應(yīng)完全中止，恒星迅速坍縮。依質(zhì)量不同，演化為矮星、中子星或黑洞。恒星演化示意圖第38頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一二、宇宙的起源與演化宇宙的含義大爆炸宇宙學(xué)簡介哲學(xué)——無限的宇宙科學(xué)——有限的宇宙演化過程觀測證據(jù)

宇宙的未來

第39頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一大爆炸演化過程100億度基本粒子10億度化學(xué)元素幾千度氣態(tài)物質(zhì)

宇宙的演化由熱到冷。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系在不斷地膨脹，物質(zhì)密度從密到稀，如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。第40頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一大爆炸理論的觀測證據(jù)天體的年齡星系的退行宇宙背景輻射各種天體的年齡都小于200億年哈勃定律：遠(yuǎn)處的星系正急速地遠(yuǎn)離我們而去，且星系退行速度與它們的距離成正比

自大爆炸至今，宇宙剩余的溫度大約為3k

第41頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一宇宙的未來——取決于宇宙的質(zhì)量

沒有足夠的引力阻止膨脹，宇宙膨脹將永無止境。質(zhì)量足夠大——閉合的宇宙由此產(chǎn)生的巨大的引力會使得膨脹最終停止并接下來收縮，最終回復(fù)到大爆炸發(fā)生時(shí)的極高密度和極高溫度狀態(tài)。質(zhì)量不夠大——開放的宇宙第42頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一北斗七星第43頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一金牛座中的雙星（兩星彼此相距45天文單位）第44頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一疏散星團(tuán)形態(tài)不規(guī)則包含幾十至二、三千顆恒星很容易用望遠(yuǎn)鏡區(qū)分巨蟹座疏散星團(tuán)金牛座昴星團(tuán)球狀星團(tuán)武仙座球狀星團(tuán)，250萬顆恒星，2.5萬光年半人馬座球狀星團(tuán)人馬座球狀星團(tuán)球形或扁球形包含1～1000萬顆恒星星團(tuán)中央十分密集第45頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一新星爆發(fā)1975年天鵝座新星爆發(fā)前后第46頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一超新星爆發(fā)超新星1987A爆發(fā)前后1987A遺跡（1994.2）第47頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一超巨星赫羅圖（光度－溫度坐標(biāo)圖）溫度高低光度大小第48頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一質(zhì)量對主序星的影響質(zhì)量大的恒星參加核反應(yīng)的物質(zhì)多，產(chǎn)生的能量大，故光度大，溫度高。大質(zhì)量恒星的核心溫度更高，核反應(yīng)消耗氫的速度比較快，因此其生命歷程相對來說要短得多。影響恒星壽命的長短影響恒星溫度的高低第49頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星的死亡較小質(zhì)量恒星較大質(zhì)量恒星巨星階段之后，恒星的外殼一直向外膨脹，形成行星狀星云。中心部分收縮為一顆密度極大的白矮星。經(jīng)歷超新星爆發(fā)，星體物質(zhì)大量拋射到宇宙空間，核心遺留下來兩種特殊形態(tài)的天體——中子星或黑洞。第50頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一星云——恒星的誕生地獵戶座星云M16鷹狀星云第51頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一原恒星形成示意星云在引力作用下收縮星云碎裂繼續(xù)收縮為原恒星開始核反應(yīng)進(jìn)入主序階段第52頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一獵戶座紅巨星第53頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一太陽成為紅巨星后的地球景觀第54頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一恒星演化示意圖第55頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一二、星系

星系是由大量恒星和星云構(gòu)成的天體系統(tǒng)。銀河系河外星系星系命名星系分類第56頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一星系命名按所在星座命名按星表序號命名梅西耶星表：M31星云星團(tuán)新總表：NGC224星云星團(tuán)新總表(NewGeneralCatalogue)簡稱為NGC,共收錄7840個(gè)星云、星團(tuán)和星系。后面的數(shù)字是天體在該表中的編號。仙女座星系第57頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一梅西耶星表梅西耶星云星團(tuán)表（Messiercatalogue）由法國天文學(xué)家梅西耶編制，收錄天體109個(gè)，簡稱M。M后的數(shù)字是天體在該表中的編號，稱為梅西耶號數(shù)。CharlesMessier第58頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一星系的哈勃分類外形呈正圓形或橢圓形，中心亮，邊緣漸暗。

外形呈旋渦結(jié)構(gòu)，有明顯的核心，有幾條旋臂。外形沒有明顯的核心和旋臂，呈不規(guī)則的形狀。

旋渦星系不規(guī)則星系橢圓星系第59頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一橢圓星系按星系橢圓的扁率從小到大分別用E0-E7表示M87E1室女座M49E4室女座NGC205E6仙女座NGC3115E7六分儀座M89E0室女座第60頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一旋渦星系中央無棒狀結(jié)構(gòu)的旋渦星系，用S表示中央有棒狀結(jié)構(gòu)的棒旋星系，用SB表示M65Sa獅子座M66Sb獅子座M51Sc獵犬座M95SBb獅子座M109SBc獅子座M58SBa室女座第61頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一不規(guī)則星系不規(guī)則星系中含有更多的塵埃和氣體，用Irr表示大麥哲倫星系第62頁，共69頁，2023年，2月20日，星期一銀河系銀河系結(jié)