2025年大学《空间科学与技术》专业题库- 地外星系的观测与研究

2025年大学《空间科学与技术》专业题库——地外星系的观测与研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内。）1.下列哪一种星系类型通常被认为是由旋涡星系和椭圆星系合并而成的？A.不规则星系B.星系群C.活动星系核D.球状星团2.哈勃定律描述了宇宙的膨胀，其公式为v=H₀d，其中v代表星系的什么？A.亮度B.视星等C.红移D.自转速度3.下列哪种观测方法主要利用星系发出的射电波来研究星系？A.光学观测B.射电观测C.红外观测D.X射线观测4.星系核的活动性通常与哪种天体密切相关？A.超新星残骸B.中子星C.超大质量黑洞D.白矮星5.冷暗物质模型是解释星系形成的一种主要理论，其核心观点是暗物质主要分布在星系的什么区域？A.中心区域B.星系盘面C.星系晕D.星系旋臂6.下列哪种宇宙学参数的测量对于确定宇宙的年龄至关重要？A.宇宙膨胀速率B.宇宙微波背景辐射温度C.暗物质密度D.宇宙的哈勃常数7.星系合并过程中，通常会发生剧烈的恒星形成活动，这种现象被称为？A.星系风B.核球形成C.星座形成D.星系星暴8.下列哪种观测技术能够提供关于星系化学成分的详细信息？A.星系成像B.星系光谱分析C.星系红移测量D.星系光度测量9.空间望远镜相比地面望远镜，在观测星系方面的主要优势是什么？A.更高的分辨率B.更短的曝光时间C.更少的大气干扰D.更广的观测波段10.恒星形成速率较高的星系通常表现出哪种特征？A.椭圆形状B.活动星系核C.柔和的星系光谱D.明亮的HII区二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上。）1.根据星系形态，星系可以分为______星系、______星系和______星系。2.宇宙膨胀的速率通常用哈勃常数______来表示。3.射电望远镜通常采用______和______两种基本类型。4.活动星系核的中心通常是一个______，其发射出强烈的电磁辐射。5.星系形成的主要理论包括______模型和______模型。6.星系演化过程中，恒星的形成和死亡对星系的结构和成分产生着重要的影响，例如______和______。7.多波段联合观测是指利用不同波段的观测设备对同一个天体进行观测，目的是为了获得更全面的______信息。8.暗物质是宇宙中一种重要的组成部分，它不与电磁力相互作用，因此难以直接观测，但可以通过其______来推断其存在。三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述旋涡星系的主要特征。2.比较光学观测和射电观测在研究星系方面的优缺点。3.解释什么是星系红移，并简述其意义。4.简述星系合并对星系演化的影响。四、论述题（10分。请就以下问题展开论述。）1.论述星系观测技术的发展趋势及其对星系研究的影响。五、计算题（5分。请根据下列数据进行计算。）1.假设一个星系的红移为0.5，根据哈勃定律（H₀=70km/s/Mpc），计算该星系的距离是多少兆秒差距（Mpc）？试卷答案一、选择题1.C2.C3.B4.C5.C6.B7.D8.B9.C10.D二、填空题1.旋涡椭圆不规则2.H₀3.调制解调4.超大质量黑洞5.冷暗物质核吸积6.超新星爆发星系风7.物理性质8.引力效应三、简答题1.旋涡星系的主要特征包括一个明显的核球、延伸的旋臂和相对较暗的晕。旋臂上通常有大量的年轻恒星和星云，呈现出明亮的带状结构。旋涡星系的恒星分布大致遵循指数衰减规律，中心密度最高，向外逐渐降低。2.光学观测的优点是能够提供高分辨率的图像，可以详细观测星系的形态和结构。缺点是受大气影响较大，且只能观测到星系中发出或反射可见光的成分。射电观测不受大气影响，可以观测到星系中发出射电波的各种成分，如分子云、星系风等。缺点是分辨率相对较低。3.星系红移是指星系发出的光波长相对于实验室参考系发生偏移的现象。当星系远离我们运动时，其光波长会向长波方向偏移，即红移。红移的大小与星系远离我们的速度成正比。星系红移是宇宙膨胀的重要证据，通过测量星系红移可以确定星系的距离，并研究宇宙的膨胀历史和演化。4.星系合并是指两个或多个星系相互靠近并最终合并成一个更大星系的过程。星系合并过程中，星系之间的引力相互作用会导致恒星和气体的剧烈运动，引发大量的恒星形成活动，即星系星暴。合并过程还会改变星系的整体形态，例如椭圆星系的形成往往与星系合并有关。此外，星系合并还会影响星系中心的超大质量黑洞，使其accrete更多物质，活动性增强。四、论述题星系观测技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：首先，观测设备的技术不断进步，例如空间望远镜的发射，使得我们能够获得更高分辨率、更广波段、更少大气干扰的观测数据。其次，多波段联合观测成为主流，通过结合不同波段的观测结果，可以获得更全面的星系信息。此外，大数据分析和人工智能技术的应用，使得我们能够处理和分析海量的星系数据，发现新的现象和规律。最后，国际合作和大型观测项目的开展，例如平方公里阵列射电望远镜（SKA），将为我们提供更强大的观测能力。这些技术的发展趋势极大地推动了星系研究的进展，使我们能够更深入地了解星系的形成、演化和命运。五、计算题1.根据哈勃定律v=H₀d，其中v是红移速度（这里指星系退行速度），H₀是哈勃常数，d是星系距离。红移与光速c的关系为v=cz，其中z是红移