第一讲我们能看到什么怎么看

第一讲我们能看到什么怎么看第1页，课件共80页，创作于2023年2月获得天体信息的渠道电磁辐射宇宙线中微子引力波来自宇宙空间的由各种高能带电粒子（质子、粒子、电子等）形成的射流。与一般物质的相互作用极弱，可带出恒星内部的信息，宇宙早期的中微子可保留丰富的宇宙信息。以波动形式和光速传递的引力场。携带能量和与波源有关的信息，几乎可以无阻碍地透过地球。第2页，课件共80页，创作于2023年2月信息的收集和观测视野的扩展现代天文学已成为全波段天文学。不同波段的光子的发射起因和物理条件是不同的。波谱范围的扩展给出了某一天体的完整图象。电磁波谱被观测的发展进程第3页，课件共80页，创作于2023年2月望远镜在收集电磁波的信息中起两种作用：１）收集光子：光谱和光变曲线（反映了光度随时间的变化）。通过分析光谱，可以知道天体的物质的化学组成和同位素成分，速度场，湍动，温度，压力，磁场和引力。分析光变曲线可以探测天体的快速变化现象，这也是天体观测中一个重要的方面，这涉及到探测器的时间分辨率。第4页，课件共80页，创作于2023年2月目前，光谱观测可以：１）得到非常短的时间间隔的连续的光谱（太阳耀斑，爆发变星，吸积，Ｘ射线源等现象）；２）同时获得不同波段的天体的像（太阳活动单色光照片，日冕中处于不同激发态的发射线的日冕的Ｘ射线像）。分辨本领原则上依赖于分析光子所用的摄谱仪，实际上它还与接收到的光子数目以及探测器的灵敏度有关。光谱的分辨本领可定义为：，即能分辨来自两个不同波长（频率）辐射的能力。第5页，课件共80页，创作于2023年2月２）成像：利用望远镜可以将来自不同方向的天体辐射成像于焦面不同点上。对于点源，可确定它们在天球上的位置；对于面源，可以得到强度分布。如果要讨论天体视表面上各项物理参数的变化和分布，就必须作成像观测。成像观测中重要的是对来自不同空间方向的光线加以鉴别的能力（空间分辨率）。第6页，课件共80页，创作于2023年2月天文望远镜简介光学望远镜主要有两种：反射式望远镜(Reflectingtelescopes)折射式望远镜(Refractortelescopes)第7页，课件共80页，创作于2023年2月折射式望远镜优点是成像比较鲜明、锐利；缺点是有色差，容易变形，很难做大。Yerkes望远镜，世界上最大的折射望远镜，位于美国威斯康星州的Yerkes天文台，建成于1897年。它的物镜直径有102厘米。第8页，课件共80页，创作于2023年2月几种反射式望远镜：第9页，课件共80页，创作于2023年2月大气扰动(AtomosphericDistortion)由于不同层次大气温度不同以及大气不同层次的扭曲，造成大气对星光的折射是方向随机的。这种折射的发生是快速的，多次的，使得点光源成的像为振荡的斑点。大气扰动只对一些面积小的光源有影响。第10页，课件共80页，创作于2023年2月第11页，课件共80页，创作于2023年2月射电望远镜第12页，课件共80页，创作于2023年2月第13页，课件共80页，创作于2023年2月图片出处：NationalRadioAstronomyObservatory第14页，课件共80页，创作于2023年2月第15页，课件共80页，创作于2023年2月第16页，课件共80页，创作于2023年2月第17页，课件共80页，创作于2023年2月第18页，课件共80页，创作于2023年2月（图片提供：中国科学院高能物理研究所）（图片提供：布鲁克海文国家实验室）激光干涉引力波观测站（图片出处：/）第19页，课件共80页，创作于2023年2月恒星有多亮？第20页，课件共80页，创作于2023年2月恒星的星等——光度测量视亮度的大小取决于三个因素：1）天体的光度；2）天体的距离；3）星际物质对辐射的吸收和散射。1.恒星的光度和亮度第21页，课件共80页，创作于2023年2月2.视星等m(apparentmagnitude)第22页，课件共80页，创作于2023年2月第23页，课件共80页，创作于2023年2月第24页，课件共80页，创作于2023年2月第25页，课件共80页，创作于2023年2月恒星的颜色反映了恒星的表面温度的高低。温度越高（低），颜色越蓝（红）。第26页，课件共80页，创作于2023年2月第27页，课件共80页，创作于2023年2月第28页，课件共80页，创作于2023年2月3.绝对星等M(absolutemagnitude)第29页，课件共80页，创作于2023年2月绝对星等第30页，课件共80页，创作于2023年2月恒星有多远？第31页，课件共80页，创作于2023年2月天体距离的测量方法视差分光视差法威尔逊-巴普法星群视差法主星序重叠法变星测距谱线红移和哈勃定律等等第32页，课件共80页，创作于2023年2月视差第33页，课件共80页，创作于2023年2月第34页，课件共80页，创作于2023年2月秒差距第35页，课件共80页，创作于2023年2月第36页，课件共80页，创作于2023年2月第37页，课件共80页，创作于2023年2月变星测距有一类星的光变周期长短不同，但光度是相同的，即绝对星等相同。因此，可以先通过观测定出它们的视星等，将视星等与绝对星等比较，便可定出含有这类变星的星团的距离。这类变星光度大，是相当理想的“距离指示器”。造父变星的光变周期长，它们的光度和光变周期之间有一种确定的关系——周光关系，即光度越大，光变周期越长。因而，利用测得的光变周期可求出它们的绝对星等，进而与视星等比较，便可求出包含该星的河外星系的距离。第38页，课件共80页，创作于2023年2月谱线红移和哈勃定律观测表明，河外星系的谱线都有红移现象，而且红移的大小与距离成正比，存在哈勃关系：其中，为红移量，为哈勃常数。原则上，只要测出红移量，便可求出河外星系的距离。第39页，课件共80页，创作于2023年2月距离范围太阳系()邻近恒星()较远恒星和银河星团()球状星团()邻近星系()远星系遥远星系测定方法天体距离的流程图第40页，课件共80页，创作于2023年2月恒星有多大？第41页，课件共80页，创作于2023年2月恒星的大小第42页，课件共80页，创作于2023年2月角直径由距离求真直径迈克耳孙干涉法第43页，课件共80页，创作于2023年2月第44页，课件共80页，创作于2023年2月恒星发出的光有什么特点？第45页，课件共80页，创作于2023年2月第46页，课件共80页，创作于2023年2月第47页，课件共80页，创作于2023年2月第48页，课件共80页，创作于2023年2月第49页，课件共80页，创作于2023年2月第50页，课件共80页，创作于2023年2月第51页，课件共80页，创作于2023年2月第52页，课件共80页，创作于2023年2月恒星光谱分类第53页，课件共80页，创作于2023年2月第54页，课件共80页，创作于2023年2月第55页，课件共80页，创作于2023年2月赫罗图的横坐标也可用恒星的光谱型、色指数，纵坐标也可用恒星的绝对星等表示。第56页，课件共80页，创作于2023年2月第57页，课件共80页，创作于2023年2月第58页，课件共80页，创作于2023年2月第59页，课件共80页，创作于2023年2月第60页，课件共80页，创作于2023年2月第61页，课件共80页，创作于2023年2月第62页，课件共80页，创作于2023年2月第63页，课件共80页，创作于2023年2月恒星的质量如何测？第64页，课件共80页，创作于2023年2月恒星的质量第65页，课件共80页，创作于2023年2月第66页，课件共80页，创作于2023年2月第67页，课件共80页，创作于2023年2月第68页，课件共80页，创作于2023年2月目视双星质量的测定第69页，课件共80页，创作于2023年2月第70页，课件共80页，创作于2023年2月第71页，课件共80页，创作于2023年2月视向速度曲线(radialvelocitycurve)第72页，课件共80页，创作于2023年2月第73页，课件共80页，创作于2023年2月第74页，课件共80页，创作于2023年2月第75页，课件共80页，创作于2023年2月利用恒星质量与光度之间的关系（质光关系），也可求出恒星的质量。质光关系（mass-Luminosityrelation）由观测得出的质光关系为：第76页，课件共80页，创作于2023年2月恒星有多老？第77页，课件共80页，创作于2023年2月恒星的年龄和宇宙的年龄赫罗图法：测定恒星年龄的最基本方法。一般认为球状星团中所有恒星是同时形成的，通过对其中恒星演化历程的拟合可以求出星团的年龄。恒星演化理论告诉我们：恒星质量越大，光度越大，演化越快。演化到一定阶段，就离开主星序。因此主序星离开主星序时的年龄与质量有关。第78页，课件共80页，创作于2023年2月宇宙年龄1）动力学法（哈勃年龄和减速因子）根据宇宙的演化史，宇宙