天文学之

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1、 第二章 天文学基础础知识识 1. 星座和恒星命名 2. 地球的自转、公转和天体的视运动 3. 四季星空 4. 天球坐标 5. 天体距离及其测量方法 6. 视星等和绝对星等 7. 其它测距法 2.1 星座和恒星命名 星座是什么？ 星座是人们为了观测研究方便 把星空人为地划分为若干区域 古人划分星空形成风格各异的星座文化 公元前3000年左右 古巴比伦人把星空中亮星连起来 勾画成牛、羊、蝎子等形象 中国古代：分为为四大区，东苍龙东苍龙 ，西白虎， 南朱雀，北玄武。 二十八宿，我国古代神话话中28个神仙 古希腊人：希腊神话话中的人物 或动动物来为为星座命名， 共40多个。 星座不是有机整体 星座只

2、是某一方向范围围内所有天体 的集合(亮星） 银银河系中的恒星、星云 河外星系、类类星体 在同一个星座内的天体的距离 极其悬悬殊. 什么是黄道十二宫宫？ 太阳视视运动经过动经过 12个星座称十二宫宫，大约约每个月 经过经过 一宫宫，（12个星座大小一同，12个宫则宫则 平均占 30度）。 春 夏 秋 冬 1, 双鱼宫鱼宫 4, 双子宫宫 7, 室女宫宫 10, 人马宫马宫 2, 白羊宫宫 5, 巨蟹宫宫 8, 天秤宫宫 11, 摩羯宫宫 3, 金牛宫宫 6, 狮狮子宫宫 9, 天蝎宫宫 12, 宝瓶宫宫 黄道：太阳在天球上视视运动动的轨轨道 天文学上的一些距离： 月球：38.4万千米(平均） 日

3、地距离：15,000万千米 (AU) 金星：4,100万千米 火星：2,5576万千米（2003年8月29日） （6万年一次） 最近的恒星是半人马马座的 比邻邻星：距离地球4.3光年 牛郎星：16光年， 织织女星：25光年， 北极星：680光年 银银河系中最远远的恒星：8万光年 最近的星系（大、小麦哲伦伦星云） 16万和19万光年 仙女星系： 220万光年 远远距离星系：几亿亿光年上百亿亿光年 星座和恒星名字 古希腊人：分成48个星座， 主要是北天的恒星 1928年，国际际天文学联联合会 把全天分为为88个星座，其中沿用 了很多希腊人起的名字 各个星座大小不同，星数差别别很大 神话话人物类类：

4、仙女座，仙王座， 武仙座，猎户猎户 座， 动动物类类： 大熊座，小熊座， 金牛座，杜鹃鹃座； 仪仪器用具类类：罗盘罗盘 座， 时钟时钟 座，圆规圆规 座，六分仪仪座， 显显微镜镜座，望远镜远镜 座 书书中附录录有星座表 千亿颗亿颗 恒星如何取名 我国古代给给一些亮星起的名字 天狼、北斗、大角、牛郎、织织女、造父 国际际命名方法： 不能重名又要便于记忆记忆 姓：星座名 名：该该星座中的星以亮度排队队 以希腊字母, 例如：小熊座（北极星） 希腊字母24个， 故只能给给2112颗颗星命名 在希腊字母用完后 接着再用阿拉伯数字继续继续 排 如小熊座6星， 大熊座56星等 其它天体命名 星云和梅西叶天体

5、（M天体） 射电电源、X射线线源、射线线源、 红红外源、紫外源 超新星和超新星遗遗迹 脉冲星和类类星体 河外星系（星表） 最普通的命名法：名字位置 如脉冲星：PSR113316 2.2 地球的自转和公转 哥白尼的贡献 究竟是太阳绕地球转还是地球绕太阳转？ 行星运动规律的解释，引起宇宙观的革命 缺点： 太阳不是宇宙中心，太阳系只是银河系的普通一员 太阳不是静止不动，也绕银河系中心运动 哥白尼1543年提出日心说，到1846年才被完全证实 。 地球自转转和天体的周日视视运动动 地球 从西往东东自转转 太阳东东升西落 星空也东东升西落 只有北极星例外 天上的群星都绕绕北极星 画出一个个大小不等圆圆圈

6、 北极星变变迁的原因地轴进动轴进动 地球是椭椭球体，并斜着身子绕绕太阳公转转 太阳和月球的引力对对地球赤道隆起的部 分产产生一个力矩，导导致地球自转轴绕转轴绕 黄极 作缓缓慢的圆锥圆锥 运动动（黄极是地球轨轨道平面 的法线线方向） 约约2.6万年绕绕黄极转转一周 北极星的变变迁 现现在是小熊座 公元前3000年是 天龙龙座右枢 公元14000年将是 织织女星 地球的公转转 我们们坐在快速行驶驶的火车车上可以从 路旁景物迅速地后退判断火车车在运动动。 地球在轨轨道上运动动，如果两旁有各 种景物，我们们也可以判断地球在运动动。 但地球的近处处没有任何景物。只有远远 处处的星空可以作为为参照物。 恒

7、星离我们们太远远，须长时间观测须长时间观测 才 会发现发现 它们们位置的变变化。 星空的四季变变化是地球公转转的最 重要证证据。 地球的轨轨道运动动自转轴转轴 与轨轨道平面 的法线线成230.53。 2.3 四季星空 在地球上只能看见见背着太阳方向的天空中 的恒星 地球绕绕太阳的公转导转导 致星空也随季节节的 变变化而不同 春季星空 小熊座 星是北极星 大熊座，大熊星座中有北斗七星， 顺顺着斗勺边缘边缘 上两颗颗星的联线联线 可找到北极星 狮狮子座 头头部由六颗颗星组组成, 狮狮子座流星雨 狮子座流星雨 99年热热点天象（流星雨暴） 流星并非来自狮狮子座，是辐辐射点 实际实际 上是彗星喷发喷发

8、 或分裂的流星群物质质散布在其 轨轨道上，每当地球穿越彗星轨轨道时时，就发发生流星雨。 每年11月17日左右，地球穿越狮狮子座流星群（坦普 尔塔特尔彗星轨轨道）就发发生流星雨。 33年出现现一次流星雨暴，原因是这这个彗星的周期 是33年。 夏季星空 银银河横跨天空 天鹰鹰座 牛郎星 在银银河的东东岸 天琴座 织织女星 在银银河的西岸 天鹅鹅座 在银银河中形如大“ 十”字 天鹅鹅座X-1（X射线线源） 天鹅鹅座X-1（X射线线源），是黑洞候者， 黑洞看不见见，但在双星系统统中的黑洞 可以感觉觉到它的存在，双星观测观测 可以估 计计伴星质质量。 天鹅鹅座X-1是密近双星，质质量大于 5.5太阳质质

9、量， 是黑洞的最可能候选选者。 秋季星空 仙后座 有五颗颗相当明亮的恒星 排列成拉丁字母 W 的形状 W字开口的一面正对对着北极星 仙女座 肉眼可见见，仙女座大星云是人类认识类认识 的第一个银银河系以外的星系 仙女座大星云 人类认识类认识 的第一个银银河系以外的1920年 美国科学院“ 宇宙尺度”大辨论论 仙女座大星云是否在银银河系之外？ 没有结论结论 。 1923年哈勃证实证实 仙女座的距离为为90 万光年，远远在银银河系之外 确认认是河外星系 冬季星空 猎户猎户 座 有三颗颗亮星，好比猎猎人的腰带带 主星参宿四，红红超巨星 大犬座 天狼星，全天最亮的恒星 双星系统统，伴星是第一颗颗白矮星

10、金牛座 昴星团团有七颗颗主要亮星 蟹状星云和它的脉冲星 1054年超新星爆发发的遗遗迹 看星图图 星图图种类类繁多 星图图上的南北方向和普通地图图相反 使用地图图時，平放在地上， 使用星图图時，須要把星图图，高举过头举过头 ，抬 头头看星空 星空运转转的规规律 1，地球自转转导导致整个星空从东东向西围绕围绕 我们们 运转转一周，恒星每小时时自西向东东运行 15 度，4分钟钟1度； 2，地球绕绕太阳的公转转，每年365天 转转一周（360度）每天约约移动动1度， 这导这导 致恒星每天大约约提前4分钟钟升出 地平线线，或者过过中天。 黄道十二宫和 “ 星座文化” 星座能决定人的性格和命运吗吗？ 星

11、座书书幸运星座年 人出生的月份对应对应 一个星座 每个人都有一个星座（认识认识 12个星座） “星象学家”： 不同星座能够够决定人的不同性格、 一生机遇和机缘缘。 不同星座对对人会产产生不同 的影响吗吗？ 天体的辐辐射对对地球的影响：太阳最大， 其它恒星和星系的影响微乎其微！ 引力可能产产生影响 引力影响：太阳最大，月球次之。 和距离的平方成反比！ 恒星和星系，距离我们们太遥远远了， 对对地球的影响接近于零 撞击击地球 彗星、小行星、陨陨星等撞击击地球（影响大） 但很少发发生。 3.4 天球坐标系 借鉴鉴地球的地理坐标标 基本点 ：北极、 南极 基本圈 ：赤道、 纬纬圈，经经圈、本初经经圈 纬

12、纬度、 经经度 纬纬度：从赤道面起算 到北极090o 到南极090o 经经度：从本初经经圈起算 （通过过格林尼治天文台） 向东东方向，东经东经 0180o 向西方向，西经经0180o 杭州东经东经 120度10分,北纬纬30度15分 天球 1，用肉眼或望远镜远镜 看天体，分不清它 们们的远远近，好象是镶镶嵌在无穷远处穷远处 的球面上： 一个虚拟拟的天球！ 2，天球是以地球为为中心，但这仅仅这仅仅 是一种方法，用起来方便 3，太阳和太阳系的行星在天球上的视视运动动 4，恒星也在运动动（自行），短时时期不 会明显显看出恒星在天球上的相对对位 置发发生变变化 可以认为认为 恒星固定在天球上 天体位置

13、：观测观测 者和天体的联线联线 与天球的交点 视视运动动：天体在天球球面上的运动动 天球坐标标系 1，赤道坐标标系 2，地平坐标标系 3，黄道坐标标系 4，银银道坐标标系 只要求掌握赤道坐标标系 赤道坐标系 基本圈： 赤道、纬纬圈、经经圈 基本点： 北天极（南天极） 春分点 (3月21日） 赤纬纬 赤经经 赤道坐标标系 子午圈 春分点 地平圈 赤道 天极 赤纬纬 时时角，赤经经 赤经经从春分点起算， 时时角从子午圈算起 春分点和秋分点 地球轨 道面（ 黄道面 ）和赤 道面的 交点 赤道坐标标系 天体M的赤纬纬从天赤道起算 第一赤道坐标标系(时时角坐标标系） 时时角从子午圈起算，顺时针顺时针 时

14、时角随观测观测 地不同、时间时间 不同而变变化。 第二赤道坐标标系(赤道坐标标系) 赤经经从春分点起算，逆时针时针 赤经经不随观测观测 地及时间时间 而变变化 赤经经参考点：春分点 春分点在天球上的视视位置 和恒星一样样也作周日运动动， 所以与恒星的距离不变变 坐标值标值 不随时间变时间变 化 ，和观测观测 地位置无关 优优越的赤道坐标标系 英国著名学者李约约瑟评评价： 现现代国际际通用的是中国古代的赤道 坐标标系，而不是希腊古代的黄道坐标标系 。 坐标值标值 不随时间变时间变 化，也不受观测观测 点地理位置的影响，可唯一确定恒星 在天球上的位置。 问题问题 ： 在地球上某处处观测观测 天体

15、有没有永远远不落的天体？ 有没有永远远不升起的天体？ 在地球的北极：（北极星在头顶头顶 ） 地平圈与天赤道平行 所有天体的周日平行圈 与地平圈和天赤道平行 所有的北天的天体 都围绕围绕 着北极星转圆转圆 圈 不会落到地平圈之下 所有的南天的天体都看不到 在地球赤道地区： 地平圈与天赤道垂直 所有天体的周日平行圈都与地平圈垂直 没有永远远不会落到地平线线以下的星 也没有永不升起的星星 南天和北天的天体都可以观测观测 在其它纬纬度地区： 既有拱极星 也有永不升起的星 还还有有升有落的星 由赤纬纬与当地地理纬纬度决定 2.5 恒星距离和视差测距法 测测量距离的重要性 我们们肉眼只能知道恒星在天球上的

16、投影的 位置，不知道恒星的距离就不能确定恒星空 间间的真实实分布、运动动速度、辐辐射的真实实强度 。 距离单单位 恒星之遥远远，远远到无法用公里来做单单位 天文学家特别别定义义了3把不同的尺子 1. 天文单单位 太阳和地球之间间的距离约约1亿亿5千万里， 称为为 1个“ 天文单单位” 2. 光年, 光1年走的距离（大约约10万亿亿公里） 3. 秒差距 1秒差距等于3.26光年 近处处的恒星可以用三角测测量法 在地球上利用三角测测量法的困难难 地球上的基线线太短，地球直径1.3万 公里（1.3109光年） 最近恒星4.3光年 角度太小无法测测量 地球轨轨道提供3亿亿公里基线线，情况好转转 ， 可用测测恒星周年视视差的方法估计计距离。