银河系河外星系与活动星系PPT课件

天文学基础星系,.,1,第四讲银河系、河外星系与活动星系,1。银河系基本性质银河系太阳所在的星系,天文学基础星系,.,2,银河,天文学基础星系,.,3,银河系整体示意图,光学波段,天文学基础星系,.,4,银河系整体示意图,近红外图2m,天文学基础星系,.,5,银河系整体示意图,射电图21cmHI,天文学基础星系,.,6,银河系整体示意图,X射线图,天文学基础星系,.,7,银河系整体示意图,Gamma射线图,天文学基础星系,.,8,思考题,银河系主要由哪几部分组成?太阳在什么地方?年老和年轻的恒星分别在什么地方最有可能发现?恒星在什么地方形成?如何知道星系中存在暗物质晕?晴朗的天空为什么是蓝的?为什么云是白的?,天文学基础星系,.,9,银河系的研究历史(I),1610年意大利天文学家Galileo首先用望远镜仔细地观测了天空，发现银河由无数个恒星组成。1750年英国教士Wright认为太阳是无数呈球壳状分布的恒星中的一颗。1755年德国人Kant提出了银河系是无数“宇宙岛“之一。是一个由恒星组成的旋转的扁平盘。,天文学基础星系,.,10,银河系的研究历史(II),1785年英国天文学家WHerschel第一个对太阳附近的天空进行了巡天观测，对不同方向的恒星进行计数，计算不同方向恒星的数密度。得到了第一幅银河系的整体图。,结论是：银河系是扁平状的，太阳在中心附近。Herschel被认为是银河系天文学之父。,天文学基础星系,.,11,银河系的研究历史(III),1922年荷兰天文学家Kapteyn首次利用照相底片进行了太阳附近不同方向恒星的计数，用统计视差的方法计算了恒星的距离，估计出银河系直径位50，000光年，厚度为10，000光年。,结论一样：银河系是扁平状的，太阳在中心附近。,天文学基础星系,.,12,太阳在银河系中的位置,Shapley(美国，1885-1972):球状星团的空间分布(1920)推翻了日心说,500年,GlobularCluster：球状星团,人马座方向,天文学基础星系,.,13,Shapley的银河系模型,球状星团是银河系的子系统。围绕银河系中心球对称分布太阳岛银心的距离为16kpc银河系是扁平的，直径100kpc,天文学基础星系,.,14,早期银河系模型比较,Kepteyn1900,Shapley1920,天文学基础星系,.,15,早期模型的比较和问题,因为都是在可见光观测，银河系盘上的尘埃有很大的影响。,天文学基础星系,.,16,银河系基本性质,尺度：核球：半径大约3kpc银盘：半径大约15kpc银晕：半径大约50kpc太阳离银心大约8kpc物质：核球：各种年龄，金属丰度的恒星和星团，有气体，尘埃银盘：比较年轻的恒星，气体，尘埃疏散星团，旋臂银晕：年老的恒星，球状星团,天文学基础星系,.,17,银河系基本性质,1。旋臂结构2。自转曲线3。暗物质,4。恒星成分5。星团分布6。星际介质,天文学基础星系,.,18,银河系的旋臂(SpiralArm),天文学基础星系,.,19,旋臂维持机制:密度波,引力增强,天文学基础星系,.,20,银河系自转曲线确定银河系质量,“银盘自转”恒星/星云绕转运动,观测结果:,天文学基础星系,.,21,自转曲线-可视物质Vs.暗物质,引力效应,银河系几乎所有可视物质都在大约15kpc以内,如果只有可视物质,当r15kpc后,V应下降实际情况:自转曲线变平,观测结果,Keplerianmotion：M：可视物质,天文学基础星系,.,22,其它星系,许多河外盘星系也有类似情况应有相当数量的不可见物质,以维持高轨道速度,天文学基础星系,.,23,银河系主要成分之一恒星的运动,恒星：所有的恒星都绕银心运动，较差运动太阳：V=220km/s,r=8.5kpc,P=(2r/V)=2.4亿年太阳诞生以来绕银河系中心转20次,旋臂：包含亮O,B型星(大质量,年青星),HII星云英仙臂,人马臂,猎户臂,巨尺臂,天鹅臂,天文学基础星系,.,24,银河系恒星分布,星族I(POPI):银盘上圆轨道运动年轻,金属含量高,星族II(POPII):银晕里随机运动,轨道偏心率大年老,金属含量低,天文学基础星系,.,25,银河系主要成分之二星团:疏散星团(OC)和球状星团(GC),球状星团M22,疏散星团M67,球状星团(GlobularCluster)105-7颗恒星组成,结构紧凑,球对称分布,疏散星团(OpenCluster)102-3颗恒星组成结构松散,不规则分布,天文学基础星系,.,26,星团的空间分布特征,GC:分布在银河系晕中银心对称年老恒星组成,OC:分布在银盘上银面对称年轻恒星组成,天文学基础星系,.,27,银河系主要成分之三星际介质,恒星之间并不是没有东西的存在星际介质:气体(99%)和尘埃,磁场,荷电粒子气体中:90%H,其它主要是He1.冷气体:原子氢(H)或分子氢(H2)2.热电离气体(一般在年轻恒星周围)(HII区)恒星的发源地,天文学基础星系,.,28,1。原子氢HI,温度:100K密度:10-100atoms/cm3.,H原子21cm谱线观测来研究,天文学基础星系,.,29,银河系HI21cm图,天文学基础星系,.,30,2。分子云,H2CO,NH3,CH,OH,CS,等100多种分子尘埃,巨分子云GiantMolecularCloud(GMC):质量:106M直径:150l.y.银河系内有几千个GMC巨分子云内部核区:直径2-3l.y.温度100K密度107-109molecules/cm3.这些区域是恒星形成开始的地方,天文学基础星系,.,31,银河系HI和分子氢H2的分布,HI,H2,天文学基础星系,.,32,尘埃(dust)的分布(1%),可见光红外波段,猎户星云OrionNebula,天文学基础星系,.,33,马头星云尘埃的分布,天文学基础星系,.,34,典型的尘埃,尘埃形成:恒星演化到红巨星时,在它的冷的外壳会形成尘埃然后随红巨星星风扩散到星际介质中.,天文学基础星系,.,35,尘埃的影响,消光extinction星光变暗1/红化reddening尘埃尺度与波长相当短波被散射,看上去会较红红化效应,天文学基础星系,.,36,早晚太阳为什么红,看到蓝天,看到红太阳,光的散射与波长有关,天文学基础星系,.,37,银河系星际介质主要成分,空气：1019atomscm3地面实验室：107atomscm3,天文学基础星系,.,38,银河系Summary,GlobularCluster球状星团OpenCluster疏散星团Bulge核球Halo晕,天文学基础星系,.,39,银河系Summary,天文学基础星系,.,40,Endofthispart,天文学基础星系,.,41,太阳在宇宙中的位置,天文学基础星系,.,42,1.太阳附近10光年内,太阳,最近的天体4.22光年,10光年,银河系中心方向,天文学基础星系,.,43,2.太阳附近250光年,银河系中心方向,太阳,天文学基础星系,.,44,3.太阳附近5000光年,银河系中心方向,太阳在猎户座旋臂上,人马座旋臂,猎户座旋臂,英仙座旋臂,天文学基础星系,.,45,4.太阳在银河系中的位置，离中心3万光年,10万光年,银河系中心,太阳,天文学基础星系,.,46,太阳所在的星系叫银河系,银河系光学波段图,大麦哲伦云,小麦哲伦云,银河系中像太阳一样的恒星大约有1000多亿颗，人肉眼可见的大约只有6000颗恒星,太阳,银河系中心,距离3万光年,天文学基础星系,.,47,5.银河系附近卫星星系，50万光年,太阳,大麦哲伦云,人马座矮星系,小麦哲伦云,银河系,天文学基础星系,.,48,6.本地星系群，500