Wangjili
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天体物理概论

天体物理概论

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第一章

获取宇宙信息的来源有天体含有的高能粒子发射,引力波辐射,电磁波按波长从长到短(光子能力从小到大)分为射电、红外、可见光、紫外、X射线和γ射线。

  1. 射电波长在1mm,将10cm~1mm的称为微波;微波波段最重要的观测目标是宇宙微波背景辐射。
  2. 红外1mm~0.76um,主要是对恒星和星系早期演化进行研究,并探测大红移的红外星系,以及“褐矮星”、暗伴星等低温天体
  3. 可见光0.76um~0.4um
  4. 紫外0.4um~10nm,不能穿透地球大气,因此必须利用空间观测设备,主要用于研究宇宙中的元素丰度、星际介质和恒星大气,深入了解星系的化学演化。
  5. X射线10nm~0.001nm,属于高能天文学,研究恒星晚期演化、特别是对于探测黑洞和宇宙暗物质有重要意义。
  6. γ射线<=0.001nm,搜寻γ射线,对较强的γ射线源进行高灵敏度、高分辨率的成像以及光变和光谱的测量。
  7. 大气窗口:可见光和波长30m~1mm的射电波
  8. 光学窗口:22um~1um的红外光
  9. 宇宙射线:宇宙带电粒子的射束,常常具有极高的能量,宇宙线也可以衰变为亚原子粒子,但这些粒子极难探测,此外还有中微子、引力波

射电望远镜的基本技术指标有两项:灵敏度和分辨率。

  1. 灵敏度:主要取决于接收天线的有效面积及信号处理系统的信噪比;
  2. 分辨率:主要受到电磁波衍射的限制

分辨率θ与电磁波长λ和望远镜天线口径D之间的关系为θ=1.22*λ/D,单位是弧度。
因为射电波的波长比可见光波长大许多,所以要提高射电望远镜的分辨率,必须使接收天线的口径非常大。

恒星是指自身能够通过核反应而发光的天体,一个星系中约有10的11次方到10的12次方颗恒星。疏散星团(包含几十到几百颗恒星),球状星团(包含大约10的6次方颗恒星),星际介质(气体、尘埃)

第二章

天体的基本特征量:大小、质量、温度、辐射功率(光度)、化学成分以及年龄和距离等。
视星等是地球或空间探测器观测到的天体亮度的一种度量,分为6个等级,最亮的星位1等。不仅与恒星的实际亮度有关,还与它到观测者的距离有关。
绝对星等:把一个视星等为m的星移到10秒差距(10pc,1pc约等于3.26光年)的距离,并把此时的视星等定义为它的绝对星等M。(E10/E=r*r/100)
m-M=5lgr-5,m-M称为距离模数,表示距离使星光变暗的程度(以星等表示),绝对星等的数值越小,恒星的实际亮度就越亮。
地球大气的消光改正。恒星移动到接近地平位置时,星光就发暗发红,这是由于星光被大气吸收和散射的结果,称为大气消光。星光变暗变红使得视星等要变大一些。

光度:恒星的实际亮度,定义为恒星整个表面发射的所有波段的总辐射功率。它是恒星本身所固有的、表征其辐射本领的量,太阳的光度L=3.8*10^33 erg/s

本文作者:Wangjili
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