第四章天文学重要的基本概念课件

1、第四章是天文学的重要基本概念，1星距离及其测量2星大小和质量3星亮度、视在星等、热星等和热校正4星绝对星等和光度5星辐射和光谱、1、PPT学习和交流、1星距离及其测量距离的重要性：我们只能用肉眼知道恒星在天球上的投影位置。两颗彼此靠近的恒星实际上可能在深度方向上彼此远离，而远处的暗恒星实际上可能比近处的亮！2，PPT学会交流，3，PPT学会交流，如果不知道恒星的距离，就无法确定恒星的真实分布、速度、大小和质量，发射电磁波的真实强度，等等。学会交流如何测量星星的距离？方法：三角视差、光谱视差、造父视差、机械视差、集群视差、平均视差、哈勃定律等。5，PPT学习与交流，三视视差法：基线越长，可测量的

2、恒星距离越远。D=B/sin，6，PPT学习和交流，实验：什么是视差？7，PPT学习交流，视差(角度):天文学上，两个相对静止的观察者在两个不同的位置看到同一个天体的差异。星星太远，视差角太小，基线很长！太阳和地球之间的平均距离是a，8，PPT研究和通信，测量三角形视差的难度：地球上的基线太短：地球的直径约为13，000公里(1.310-9光年)，最近的恒星为4.3光年，角度太小，无法测量地球轨道提供3亿公里的基线，所以情况越来越好！9，PPT学习与交流，10，PPT学习与交流，远离单位星，远不能以公里为单位。天文学家特别定义了三种不同的标尺1)天文单位：太阳和地球之间的平均距离被称为1“天文

3、单位”，1AU=1.49597870*1011 m2)光年1 ly=0.946053*1016米，约10万亿公里，11，PPT研究和通信，1角秒，1秒，地球轨道，太阳，天文单位，3)秒：当恒星视差为假设a=1 AU是太阳和地球之间的平均距离(1天文单位)，而R是恒星之间的距离，那么1 parsec是年视差为1的恒星之间的距离。1 parsec(PC)=3.0861018cm(cm)=3.26光年(ly)=206265天文单位(au)，13。PPT学会交流。恒星越远，视差越小，恒星越近，视差越大。恒星距离与恒星视差成反比。例如，织女星的视差是0.11。14，PPT研究和交换，每六个月观察同一颗恒

4、星两次，其视在位置会发生变化，AB: 3亿公里，15，PPT研究和交换，最近的恒星，半人马座比邻星=0.76 r=1.3 PC (4.3 ly)，巴纳德星=0.55 r=1.8 PC(1。PPT的研究和交流，早期的视差测量恒星非常遥远，而且视差极小。当哥白尼创立日心说时，他试图测量恒星的视差(未成功)，以证明经过哥白尼300年的努力，1838年测量了恒星的视差。例如，天鹅座61的视差为(现代测量值为0.29，相当于12公里处一便士的开角)，17地面望远镜的角度分辨率一般小于0.01。希帕科斯卫星(1989年8月发射)的角分辨率达到0.001，测量了大约100万颗恒星的距离。三角测量仅适用于近距

5、离(30-500 pc)的恒星。恒星的年视差小于1和18，PPT学会交流，恒星的相对位置几乎不变；亮度似乎没有改变；因此，它们被称为恒星。事实上，恒星有很高的运动速度：有的可以超过每秒1000公里，而且亮度也在变化：各种变星，造父变星是一种特殊的变星，19、PPT研究和交换，造父变星造父变星造父变星1784年，造父变星被发现是一颗变星(中国称造父变星一):造父变星一最亮时为3.6，最暗时为4.6。周期性变化(5.37天)后来，越来越多的造父变星被发现，成为一种类型：造父变星，20，PPT学习与交流，周期-光度关系。在小麦哲伦星云中研究造父变星的勒维特，发现其中有25个造父变星：它们的表观星等为

6、12.5到15.5，光变周期为2天到120天；发现造父变星的周期-光度关系：更亮，变光周期更长。21.PPT研究和交流，周期-光度关系，谁知道距离，测量一批造父变星，得到光变化周期和绝对星等之间的关系。22.造父变星测距法测量造父变星的变光周期：利用周期-光度关系曲线得到造父变星的绝对星等；从m 5 5 lg r的关系计算造父变星的距离；它可以测量遥远的造父变星和包含造父变星的天体系统之间的距离，例如星团和星系。“测量尺”，23，PPT学习与交流，2星大小与质量，星大小：角度直径很小，最大不超过0.05线直径范围：大：几百到一两千倍D小：白矮星10-2D；中子星直径只有20公里，24，PPT研

7、究和通信，测量结果：根据恒星的大小，它们可以分为以下几类：超级巨星R 100-1000 R超级巨星R 10-100 R矮星R恒星的大小分布是：10-5 R(中子星)103 R(超级巨星)，25，PPT研究和通信，恒星质量：射程(理论):65米0.08米，观测和验证都很好，直接测量：太阳和一些双星，26，PPT学习恒星的表观星等、热星等和热校正、亮度：地球上每单位面积每单位时间接收的天体辐射能量。 表观亮度取决于三个因素：天体的亮度和距离以及星际物质对辐射的吸收和散射。27，PPT研究和通信，观星等：古希腊天文学家希帕科斯在公元前150年左右首次创造了一个表征恒星亮度的系统，该系统根据明暗程度分

8、为六个等级(一等星-六等星)。恒星当量越大，表观亮度越低。肉眼大约可以看到6000颗星星。28岁，PPT学会交流，眼睛看起来最亮：一等星看起来比一等星略暗；二等星看起来更暗：三等星，等等：6等星，29，PPT学会交流，恒星当量越大，表观亮度越低。1850年，普桑发现星等与亮度有一定的关系：星等按等差级数增加，亮度按等差级数减少，一等星比六等星亮100倍；两个相邻量级之间的亮度差是2.512倍：(100) 1/5=2.512，31，并且PPT学会通信。星等为m1和m2的恒星的亮度比是E1/E2=10-0.4 (M1-M2)，M1M2=2.5log (E1/E2)或m=2.5log (E/E0/E

9、)。以零星亮度为单位：普桑公式：m=-2.5 ge，32，PPT学会交流，视在星等越大，恒星越暗，33，PPT学会交流，视在星等的类型，视在星等的测量通常在一定的波段范围内进行。根据不同的测量波段，视在星等可分为视在星等、照相星等、光电星等和伪视在星等。34，PPT Learning Communication，radio Magnitude(Mr):当测量恒星亮度的辐射探测器对所有波长的辐射都同样敏感时所测得的星等；热震级(mb):由大气消光校正的震级，36，PPT研究通讯，4恒星的绝对星等和光度，视星等并不是恒星的真正发光能力，而视星等代表了观测者所接收到的能量。光度L(光度):单位时间内

10、天体辐射的总能量，是恒星的固有数量。绝对星等：天体在10度角的表观星等，它实际上反映了天体的光度。绝对星等代表恒星的辐射能力。37，PPT学习和交流，对于同一个恒星：E10/er=(10/R)-2mm=2.5 log(E10/er)=55 log R(PC)或：mm 5lg对于不同的恒星：m1 m2=2.5 log(L1/L2)mm=2.5 log(l/l)，其中l=3 M=4.75m距离模数：M-M R=10 (M-M 5)/5，38，PPT学习交流，亮度和音量之间的关系表面积(半径)越大，亮度越大。斯特凡-玻尔兹曼定律：发光度L=4R2T4=5.67032(71)10-5尔格厘米-2度-4

11、秒-1发光度大的恒星称为超级巨星，发光度大于超级巨星的称为超级巨星。那些低光度的被称为矮星。大光度超级星、大体积小光度矮星、小体积39、PPT学习和交流、光度和绝对星等指的是恒星的辐射：适用于光学、红外、紫外、射电和射线波段。光度单位：erg/秒；通常，恒星之间的光度差异很大：光度最大的恒星大约比太阳强106倍；光度最小的恒星只有太阳的10-6，40，PPT学习与交流，光度与绝对星等的关系，10，000，100，1，0.01，0.0001，-5.25，-0.25，4.75，9.75，14.75恒星的电磁辐射，43，PPT学习与交流，大气窗口地球的大气层阻挡了大部分来自太空的电磁辐射，并且只在无线电和光学波段是透明的。44，PPT研究和通信，太阳与不同辐射波段，光学，紫外线，X射线，无线电，45，PPT研究和通信，银河系与不同辐射波段，46，PPT研究和通信，螺旋星系M81与不同波段，光学中红外和远红外，X射线紫外线无线电，47，PPT研究和通信，太阳光谱，典型恒星光谱，48，PPT研究和通信吸收线来自寒冷，稀薄的恒星大气。49，PPT学习和交流，哦，做个好男人(女孩)，吻我！哈佛光谱分类：根据恒星光谱中巴尔末线的强度，先将恒星光谱从A到p分为16类，再经过调整组合后，按照温度从高到低的顺序，将恒星光谱分为O、B、A、F、G、K、m 7种光谱类型，每