2025年大学《天文学》专业题库- 宇宙中银河系形成的相关机制

2025年大学《天文学》专业题库——宇宙中银河系形成的相关机制考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列哪一项不是现代星系形成理论的主要框架？A.大爆炸理论B.冷暗物质模型C.星系团形成理论D.恒星演化理论2.引力坍缩在银河系形成过程中起到了什么关键作用？A.使气体和尘埃冷却B.将星云物质聚集起来形成原恒星C.形成星系盘D.引入暗物质3.以下哪种现象是星系合并的直接证据？A.星系核球的形成B.星系旋臂的结构C.星系际气体D.星系核的活动4.恒星形成过程中的反馈机制主要指什么？A.恒星内部的核聚变反应B.超新星爆发、星风等对周围环境的影响C.恒星间的引力相互作用D.恒星形成过程中气体和尘埃的吸积5.暗物质在银河系形成过程中主要起到了什么作用？A.提供可见的光和热B.形成星系盘和核球C.提供引力势阱，帮助星系形成D.冷却星云中的气体6.下列哪一项观测证据支持了单体形成理论？A.观测到大量的星系团B.观测到一些孤立的单星系C.观测到星系合并的证据D.观测到星系旋臂的结构7.恒星形成速率的观测主要通过什么来间接判断？A.星系的光度B.星系的颜色C.星系中的年轻星团数量D.星系中的气体和尘埃含量8.高分辨率模拟在银河系形成研究中主要用来做什么？A.计算恒星的质量B.预测星系未来的演化C.模拟星系合并的过程D.测量星系中的暗物质含量9.多波段观测在银河系形成研究中有什么重要意义？A.可以观测到更远的星系B.可以获取更丰富的星系信息C.可以探测到暗物质D.可以测量星系的红移10.银河系中心超大质量黑洞的存在对银河系的形成和演化有什么影响？A.提供了引力中心，帮助形成星系核球B.通过吸积和喷流等方式影响星系内的气体和尘埃分布C.引发大量的恒星形成D.导致星系快速旋转二、填空题1.根据大爆炸理论，宇宙起源于约_______年前的一次大爆炸。2.冷暗物质模型认为暗物质主要分布在星系周围的_______中。3.星系合并和相互作用可以导致星系_______的形成。4.恒星形成过程中的反馈机制主要通过超新星爆发、_______等方式实现。5.观测到星系中的年轻星团分布可以推断出_______的历史。6.暗物质的主要性质是它几乎不与_______相互作用。7.现代星系形成理论认为，星系的形成是一个_______的过程。8.星系形成过程中的气体和尘埃主要成分是_______和_______。9.通过观测星系的光谱可以获取星系的_______、_______等信息。10.除了星系合并，_______也是导致星系结构变化的重要原因。三、简答题1.简述单体形成理论和星系团形成理论的区别。2.解释什么是引力坍缩，它在银河系形成过程中起到了什么作用。3.简述恒星形成过程中的反馈机制及其对星系形成的影响。4.为什么说暗物质是银河系形成研究中不可或缺的一部分？四、论述题结合你所学知识，论述观测证据如何支持冷暗物质模型在银河系形成中的作用。试卷答案一、选择题1.D2.B3.C4.B5.C6.B7.C8.C9.B10.B二、填空题1.138亿2.暗物质晕3.核球4.星风5.恒星形成6.光子7.逐步8.氢气，氦气9.金属丰度，红移10.星系相互作用三、简答题1.解析思路：区分两种理论的核心假设和预测结果。单体形成理论认为星系是在相对孤立的环境中形成的，主要靠自身引力坍缩。星系团形成理论则认为星系是在星系团或星系团形成的早期环境中，通过引力相互作用和合并形成的。前者预测的星系盘更规则，后者预测的星系结构更复杂，合并痕迹更多。2.解析思路：解释引力坍缩的定义，即物质在自身引力作用下向中心聚集的过程。阐述其在银河系形成中的作用，即引力坍缩是星云物质克服阻力，聚集起来形成原恒星和原星系团的关键初始步骤。3.解析思路：解释反馈机制的概念，即恒星形成活动（特别是大质量恒星）对周围环境产生的影响。说明其主要方式，如超新星爆发冲击波压缩周围气体，星风加热和驱散气体等。阐述其影响，如反馈机制可以阻止星系中心过快地形成恒星，将气体推到星系盘的外部，从而影响星系的总体结构和恒星形成历史。4.解析思路：说明暗物质不可见，不与电磁相互作用，因此难以直接观测。解释其在银河系形成中的关键作用，即提供主要的引力势阱，帮助星系克服气体压力，快速聚集和形成星系盘。强调如果没有暗物质，现有的观测结果（如银河系旋转曲线、星系团的形成和演化）难以解释，因此暗物质是不可或缺的一部分。四、论述题解析思路：1.引出CDM模型：简述冷暗物质模型的基本思想，即宇宙中大部分物质由不与电磁相互作用、运动速度较冷的暗物质构成。2.旋转曲线：重点论述旋转曲线的观测证据。解释观测到的银河系旋转曲线，即星系外围恒星的轨道速度不随距离中心远近而减小，甚至保持恒定。说明根据经典力学和可见物质分布计算出的速度应随距离减小。对比两者，指出CDM模型预言的暗物质晕的存在可以很好地解释观测到的旋转曲线，即暗物质晕提供了额外的引力，维持了外围恒星的高速度。3.星系形成模拟：论述基于CDM模型的计算机模拟结果。说明这些模拟能够成功预测星系团和星系的形成过程，以及星系在宇宙演化中的结构和分布。强调模拟结果与观测结果的一致性，例如星