清华大学天文学导论笔记
清华大学天文学导论 10活动星系核

?当抛射物的运动方向接近于观测者的视线方向,且运 动速度 v =βc 接近于光速时,其视横向速度为
The Gamma Ray (MeVGeV)Sky as observed by EGRET on the Compton Gamma Ray observatory The bright sources above and below the Milky Way are blazars
3C 279
? one solar mass per year of gas flowing through such a disk would be sufficient to produce about 3 x 1012 solar luminosities -- roughly 15 times the luminosity of the entire Milky Way galaxy!
2.2 赛弗特星系
?赛弗特星系是旋涡星系,具有不寻常的类似恒 星的亮核,而且其光学谱有许多突出的发射线
?美国天文学家赛弗特 (Karl Seyfert) 于1943年首先发 现一批这样的旋涡星系,赛弗特星系因此而得名
NGC 1566
亮核
旋涡星系
NGC 4151逐次深度曝光像
赛弗特星系与正常星系发射线的比较
?活动星系核的喷流(抛 射物)似乎以超光速向 外运动(天球上横向)
?如对类星体3C279的3 年时间的VLBI射电观测 表明喷流中最外围团块 的运动速度接近光速的 4倍
M87喷流的视超光速运动
视超光速运动的几何解释
?这种超光速现象并不表明喷流的运动是超光速的,而 是由观测几何效应引起的,故称为视超光速运动
?相对论性电子在磁场中作圆轨道或螺旋轨道运 动时产生的辐射(和电子逆康普顿散射)
《天文学导论》第7章

第7章太阳系§7.1日心体系的确立一、托勒密宇宙地心体系要点:1地球位于宇宙中心静止不动2.每个行星都在一个叫“本轮”的小圆形轨道上匀速转动,本轮中心在叫做“均轮”的大圆形轨道上绕地球匀速转动。
3.水星和金星的本轮中心位于地球与太阳的连线上,本轮中心在均轮上一年转一周;火星、木星和土星每年绕其本轮中心转一周。
4.恒星在“恒星天”的固体壳层上,每天绕地球转一周。
二、哥白尼的宇宙日心体系要点:1.太阳才是宇宙的中心。
2.水星、金星、火星、木星、土星五颗在圆形轨道上匀速地绕太阳公转。
3.月球是地球的卫星,它绕地公转。
4.地球每天自转一周5.恒星离地球比太阳远得多。
缺陷主要有三个:1.把太阳作为宇宙的中心,且认为恒星天是坚硬的恒星天壳;2.保留了地心说中的行星运动的完美的圆形轨道;3.认为地球匀速运动。
三、科学实践对宇宙日心体系的证实1.伽利略的发现2.开普勒发现行星运动三定律(1)轨道定律:所有行星运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
(2)面积速度定律:行星的向径在单位时间内扫过的面积相等。
因此,行星在近日点附近比在远日点附近转动得快。
(3)周期定律:行星绕太阳运动的周期的平方与它们轨道半长径的立方成正比3.牛顿发现万有引力定律并对开普勒三定律作了修正4.光行差和周年视差的发现5.海王星的发现四、行星的视运动及其解释1.地内、地外行星相对于太阳的视运动金星也像月球一样会出现周期性的圆缺变化,从地球上看到的金星被太阳照亮的部分有时多些有时少些,这就叫位相变化。
2.行星相对于恒星的视运动行星视运动3.行星的会合运动(行星会合运动方程式)对于地外行星:对于地内行星:注:以E和T分别表示地球和地外行星的恒星周期;S表示行星的会合周期。
§7.2太阳系天体的运动和结构特征一、行星和卫星的轨道运动1.共面性、近圆性和同向性2.提丢斯法则3.规则卫星和不规则卫星二、太阳系天体的自转(金星、天王星比较特殊)三、太阳系天体角动量分布异常§7.3太阳一、太阳的概况日地平均距离、太阳的大小(线半径、表面积)、质量、密度、化学成分、表面温度和运动(较差自转)。
清华大学天文学导论-11宇宙学

~105 galaxies
宇宙大尺度上的均匀性
约100万个星系在约30度天空范围内和约20亿 光年距离以内的分布 在这个尺度上,每个方向的星系计数大致相同
宇宙小尺度上的非均匀性
距离最近(约5亿光年距离以内)的15,000个 星系的全天图。在这个尺度上,宇宙中星系 的分布根本不均匀而是趋于成团的
• 物理规律的普适性
宇宙学原理的两个推论:
• 宇宙中的物质分布是均匀的(空间尺度足够大) • 宇宙是各向同性的
宇宙学原理表明宇宙既要均匀又要各向同性 数十年的观测证明宇宙学原理是经得起检验的
1.1 宇宙中物质是均匀分布的(Homogeneity) 宇宙在大尺度上(大于几亿光年的超团尺度) 均匀 迄今没有发现尺度超过 ~6亿光年的结构 (→ 宇宙是无边界的)
天文学导论
第11讲 宇宙学
A man said to the universe: “Sir, I exist!” “However,” replied the universe, “The fact has not created in me A sense of obligation.”
Stephen Crane (1871—1900)
宇宙的临界密度 critical mass density
一个天体表面的逃逸速度由其质量和半径(即 平均密度)决定 宇宙的膨胀速度同样由其质量和大小即平均密 度ρ决定 宇宙密度存在一个临界值 ρc ≈ 8×10-30 gcm-3 • ρ > ρc ,引力大得将停止并反演宇宙膨胀 • ρ = ρc ,引力太弱,宇宙将永远膨胀下去 • ρ < ρc ,宇宙也将永远膨胀下去
John C. Mather 1/2 of the prize NASA Goddard Space Flight Center Greenbelt, MD, USA b. 1946 George F. Smoot 1/2 of the prize University of California Berkeley, CA, USA b. 1945
清华大学天文学导论-3辐射与天文望远镜综述

玻尔原子模型 (1915)
• (非热谱 non-thermal spectrum)
维恩位移定律 Wien's Law
温度降低,黑体谱的峰值向长波方向移动
• 冷物体主要辐射在长波(低频) • 热物体主要辐射在短波(高频)
恒星颜色
恒星温度
斯忒藩-玻耳兹曼定律 Stefan-Boltzmann Law
单位时间单位面积,温度高黑体比温度低黑体 的辐射能量多得多
“H II regions (H II 区)” : 所有氢被邻近的炽热 恒星的强烈(紫外)辐射所电离的区域
等离子体 Plasmas
等离子体:气体云中的原子大部分完全被电离, 宏观电中性,微观包含自由运动的离子和电子 宇宙中的大部分物质处于等离子体状态
• 恒Байду номын сангаас内部基本上是等离子体
4。多普勒效应 Doppler Effect
关于天文望远镜的常见误解1
(wrong) 放大作用:大型望远镜把天体放得更大
• 获得很高倍率很容易(改用短焦距目镜) • 大型望远镜倍率通常100至200倍,极少超过500倍
(Right) 聚光作用:使(暗弱)天体的图像更 亮更清晰
关于天文望远镜的常见误解2
(wrong) 望远镜究竟可以看到多远的天体?
如何知道接收的辐射是否有多普勒位移?
证认一个特定的谱线系列(如氢的巴尔末线 系)。由其所有谱线的移动方向及大小得知天 体是靠近还是远离观测者及其视向速率的大小
天文学笔记

天文学笔记
笔记如下:
1. 太阳系:太阳系是由太阳、八大行星、卫星、小行星、彗星等组成的一个天体系统。
2. 恒星:恒星是宇宙中最常见的天体之一,它们是由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体。
3. 星系:星系是由恒星、星际气体和尘埃组成的巨大天体系统,它们通常由数百万到数十亿颗恒星组成。
4. 宇宙学:宇宙学是研究宇宙起源、演化和结构的学科,它探索宇宙的本质和宇宙的未来。
5. 黑洞:黑洞是一种极为神秘的天体,它由极度密集的物质组成,其引力非常强大,甚至连光也无法逃脱。
6. 引力波:引力波是由黑洞、中子星等极端天体产生的一种涟漪,它是爱因斯坦广义相对论的重要预言之一。
7. 行星形成:行星形成是一个复杂的过程,它涉及到恒星周围的气体和尘埃逐渐凝聚成行星的过程。
8. 宇宙射线:宇宙射线是来自宇宙深处的高能粒子,它们对地球和人类的健康都有一定的影响。
9. 星座:星座是指天空中一组恒星所组成的图案或区域,人们常常根据星座来识别方向和时间。
10. 天文台:天文台是用于观测天体的设施,它们通常配备有各种天文仪器,如望远镜、光谱仪等。
清华天文学导论复习资料

天文学导论复习资料88个星座天狼星:官方名为大犬座α星双星、聚星、星团最亮的星:天狼星牛郎织女相距16光年头顶的星空取决于你在地球表面上的纬度和当地时间(经度)天体在天球上东升西落所经历的轨迹(星轨)称为天体的周日视运动太阳每天东升西落,于当地正午通过子午线达到最高点(上中天)太阳连续两次到达子午线(正午)的时间间隔,称为一个太阳日,即一天,定义为24小时世界时与本地时间的转换:北京时间= UT + 8小时北极:所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行,从不下落在各地:九十度-纬度=可见星的角度天赤道平面与地面的夹角= 90 度-观测者所在地理位置的纬度在地球上无论何时何地:天赤道总是与地平面精确地相交于正东正西方向总能看到1/2天赤道特例:在地球两极,天赤道=地平线天赤道是一个方向,不是一个位置天体的运行轨迹平面与地平面的夹角为:90 度-观测者所在地理位置的纬度(=天赤道与地面的夹角)所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动在北京:向东看天体从东偏北方向升起天体向西偏北方向落下在南半球?北半球:北逆南顺赤道上所有星在地平面上12小时所有星垂直于地平面升起和下落,“可见所有星”任何通过子午线的天体都处于距离地平面的最高位置:过中天太阳一年的轨迹是8,赤道是线段地球公转+ 地球自转轴倾斜是星辰周日视运动规律变化的原因每晚同一时刻,看到的星空在连续向西移动每(白)天同一时刻,太阳相对于背景恒星的位置也在连续向东移动整个天球包括太阳一天转动一圈,但通过仔细观察你会发现这个规律并不完全正确,因为每昼同一时刻,太阳位置相对于星星向东缓慢移动每晚同一时刻,星星位置(通过子午线时刻)在缓慢向西移动(TiQian)太阳再回到原处(相对于相同的背景星)的周期为一年(~365.24天)太阳在天球上的周年视运动的轨迹(大圆)称为黄道太阳共走了360 度每天向东移动大约1度~ 2个太阳视直径太阳日(= 24小时):太阳连续两次到达子午线的时间间隔(“地球相对于太阳的自转”)太阳时恒星日(sidereal day):恒星连续两次到达子午线的时间间隔(地球相对于任一恒星的自转)恒星时恒星有方向,太阳有位置一个特定星星一个月后升起的时间将提前约2个小时:30 d ×4 分钟/天= 120 分= 2 小时一年后这颗恒星将在同一时刻升起:2 小时x 12 月/年= 24 小时天赤道和黄道面相交的两点分别称为春分点和秋分点在假想的天球上描述天体相对于参考点的距离(即天体的坐标),天文学家使用“角距离”而非长度单位(千米等)两个天体之间的距离常用它们与观测者视线方向之间的夹角表示,即角距天体的大小则用天体两个边缘与观测者视线方向之间的夹角表示,即角大小:以角度表示的视直径赤经用小时、分和秒的时间单位来表示,起点为春分点,在天赤道上由西向东由0小时增加到24小时(即“恒星日”对应太阳日的23小时56分)地球“24小时”自转一周360度赤经“1小时”对应地球自转15度北极星Polaris:RA = 2小时31分,Dec = 89 度15 分天狼星Sirius: RA = 6小时45分, Dec = –16度43分赤经越大越晚上天北京某晚某时刻的地方恒星时为7小时,天狼星的位置在子午线以西15分,天赤道以南16度43分的地方那么,半年后的北京同时刻的地方恒星时大约是多少?北京那时晚上能否看到天狼星?答案:地方恒星时为19小时天狼星的时角=19小时-6小时45分=12小时15分晚上不可见参考起点:已知太阳在春分(夏至、秋分、冬至)时的视赤经 + 恒星时定义东经120度北京时间正午12点的地方恒星时(近似!)换算为北京时间晚上某时刻的换算为某天的北京时间晚上相同时刻的换算为北京经度的北京时间晚上相同时刻的北京的地方恒星时北天极的位置以北黄极为中心画一大圆(黄道固定+)天赤道移动春(秋)分点缓慢向西移动,每26,000年沿天赤道巡回一圈岁差:每年的二分点提前来临恒星的赤经和赤纬坐标以26000年为周期在非常缓慢地变化赤经和赤纬每100年大约变化1.4度,即恒星的赤经每20年增加约1分恒星的赤经和赤纬应标明年份,如公元1950.0年, 或2000.0年尽管在短期内改正微小,但对精确观测或经过相当长一段时间(如50年)这种改正效应是显著的月相:地球人所看到的月球被太阳所照亮的一半的大小月亮的会合周期(synodic period) :新(满)月到新(满)月的时间间隔,~ 29.53 天月球相对于背景恒星也向东漂移,但月亮的漂移非常快,一天大约13度月球回到原处(相对于背景恒星)的周期约为27.32 天,即月球的恒星周期月球的公转周期是恒星周期~ 27.23天鑽石環(贝利珠)日食分为:日全食、日偏食、日环食月食和新月的区别?地球本影直径大于2.5倍月球直径月全食可持续大约1小时40分。
清华大学天文学导论11宇宙学共98页文档

28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一, 也是成 功的利 器之一 。没有 它,天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ,徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿.丘吉 尔。 30、我奋斗,所以我快乐。--格林斯 潘。
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
清华大学天文学导论笔记终审稿)

清华大学天文学导论笔记公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]天文学史开普勒三定律(椭圆轨道、运行速度、轨道与周期)引力摄动:另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动:水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论钟慢效应:μ介子寿命为×10-6s,以光速运动也仅能行进600m,而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。
引力透镜:由于质量对光的吸引,若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系(透镜星系),观测者可能观察到多个像(爱因斯坦十字、双爱因斯坦环)天体视运动天体的周日视运动:由于地球自转导致的天体视运动太阳:东升西落,与当地正午通过天子午线达到最高点,两次通过子午线间的时间为一太阳日(24h)北京东经度,东八区标准东经120度,北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分赤道参考系:把天空幻想为大球,北极指向北天极,南极指向南天极,赤道扩展为天赤道。
北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。
天赤道与天极的弧距离总是90度,与地平面相交于正东正西方向,且恰好看到一半。
天球自东向西旋转,每小时旋转15度,所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。
地平参考系:以正头顶为天顶,子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。
本地参考系中天体位置在始终改变。
赤道上,一切星体都垂直于地平面升起和落下,所有星体都可见且在地平面上方12个小时周年视运动:天球坐标系上恒星的坐标固定,由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。
这也导致了每天同一时间天空状况不同(因为太阳时制)太阳:太阳在天球上的位置始终自西向东移动,每年环绕天球一周,其在天球上的轨迹称为黄道。
太阳绕天球一周的时间是天。
太阳日:24h,太阳连续两次到达子午线的时间。
恒星日:23h56min,恒星连续两次到达子午线的时间。
恒星日表明了地球自转的真实周期。
由于太阳一直向东运动,所以恒星比太阳运动的快一点。
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天文学史开普勒三定律(椭圆轨道、运行速度、轨道与周期)引力摄动:另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动:水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论钟慢效应:μ介子寿命为×10-6s,以光速运动也仅能行进600m,而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。
引力透镜:由于质量对光的吸引,若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系(透镜星系),观测者可能观察到多个像(爱因斯坦十字、双爱因斯坦环)天体视运动天体的周日视运动:由于地球自转导致的天体视运动太阳:东升西落,与当地正午通过天子午线达到最高点,两次通过子午线间的时间为一太阳日(24h)北京东经度,东八区标准东经120度,北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分赤道参考系:把天空幻想为大球,北极指向北天极,南极指向南天极,赤道扩展为天赤道。
北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。
天赤道与天极的弧距离总是90度,与地平面相交于正东正西方向,且恰好看到一半。
天球自东向西旋转,每小时旋转15度,所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。
地平参考系:以正头顶为天顶,子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。
本地参考系中天体位置在始终改变。
赤道上,一切星体都垂直于地平面升起和落下,所有星体都可见且在地平面上方12个小时周年视运动:天球坐标系上恒星的坐标固定,由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。
这也导致了每天同一时间天空状况不同(因为太阳时制)太阳:太阳在天球上的位置始终自西向东移动,每年环绕天球一周,其在天球上的轨迹称为黄道。
太阳绕天球一周的时间是天。
太阳日:24h,太阳连续两次到达子午线的时间。
恒星日:23h56min,恒星连续两次到达子午线的时间。
恒星日表明了地球自转的真实周期。
由于太阳一直向东运动,所以恒星比太阳运动的快一点。
由于我们使用太阳时,恒星每天升起、穿过子午线、下落的时间都要提前约4分钟,经过一个太阳年后回到原地。
4min/day=360degrees365.24days24×60min360degrees月球视运动:月球也在天球上向东漂移,天后回到原处。
月球的盈亏周期称为交合周期,为天黄道与节气:黄道与天赤道夹角为度,且相交于春分点和秋分点。
按顺序距这两点最远的点是夏至点和冬至点。
天球坐标系把地球的经纬网络透射到天球上构成了赤道坐标系,在赤道坐标系中恒星的赤道坐标固定不变赤纬(Dec, declination):用δ表示,天赤道0度,北天极+90度,南天极-90度赤经(RA, right ascension):用α表示,从春分点算起,在天赤道上由西向东分为24小时。
例子:Polaris: RA=2h31min, Dec=89?15’Sirius: RA=6h45min, Dec=-16?43’若A星比B星的RA大1h,则通过子午线、地平线时,B比A早1h恒星时:某地某时刻的恒星时等于此时此刻与子午线重合的赤经。
恒星日比太阳日短,所以恒星时比太阳时快。
时角τ=θ –α,τ <0表明恒星在子午线以东。
-6<τ<6时天体可见。
地轴进动:北天极在不断运动,带动天赤道移动,春分点向西移动,每20年约移动1min辐射与望远镜光源相对于观测者的运动会导致观察到的辐射频率改变,称为多普勒效应。
Δλλ0=v v因此,吸收光谱中一些特征谱线(如氢的Balmer线系)会发生移动望远镜的功能:1.聚光I telescope =(v vvvvvvvvv v 0)2v 0 2.减小衍射,提高角分辨率δ=1.22λD telescope大气窗口:地球大气层对可见光、小部分近红外线和部分无线电波透明,其他波段的光会被完全吸收(水蒸气阻止红外辐射2~10km ,臭氧阻止紫外辐射20~40km ,原子和分子阻止高能射线)空间望远镜:可以接受更广的波段(红外观测深空),不受天气和大气扰动的影响太阳系太阳系内绝大部分质量(%)集中在太阳。
除太阳外太阳系绝大部分质量集中在气态巨行星(木星、土星、天王星、海王星)所有行星围绕太阳公转的方向都一致,且和太阳的自转方向一致。
而且大部分行星的自转和公转同向。
类地行星1.靠近太阳2.铁(镍)核心和岩石外壳3.没有或极少卫星4.体积小,质量不大而密度大5.大气稀薄水星铁质,0卫星,地面阳光亮度极大无法观察,布满陨石坑,稀薄大气,主要是气态钠和氦气,表面昼夜温差极大金星距地球最近的行星,等,云层反射率极高。
自转轴方向与公转方向相反,也和其他行星相反,自转轴几乎与公转平面垂直,没有四季之分。
自转周期243天。
气压为地球的90倍,90%二氧化碳、3%氮气、少量二氧化硫,温室效应严重,表面各处温差很小且没有昼夜温差,是太阳系最热的行星。
表面被硫酸云覆盖,因此陨石坑很少地球平均比重,是密度最大的行星,1卫星。
最深处为铁镍的地核,内核固态外核液态,天然放射性物质维持地热。
地心旋转导致了地球磁场,磁轴不通过地球中心。
地磁场俘获太阳风中的带电粒子并导向两磁极,导致了极光。
月球和太阳导致了潮汐月球月球内部活动已经停止,有简单和复杂环形山,引力太小不能舒服大气,温度从-100摄氏度到130摄氏度,平均表面温度-42摄氏度。
月球成因火星质量仅为地球的1/10,大气压为地球的1%,大气主要为二氧化碳,平均气温极低,温差极大,气候剧烈变化,多风多沙尘暴。
可能有水。
没有活火山但有火山活动痕迹,有极深的峡谷。
2卫星,已潮汐锁定类木行星1.体积大,质量大,密度小(比重~)2.拥有许多卫星3.岩石或者铁和信,液态4.大气层浓密,自转较快木星与赤道平行的云带,太阳系内体积和质量最大的行星,比重,自转周期10小时,导致两极扁平。
内部引力坍缩,引力势能转化为热能,导致木星向外辐射能量超过从太阳得到的能量,但未发生核反应。
主要成分为氢和氦,气压极大核心为金属相的氢,所以磁场十分强大,有持续300年的大红斑和暗淡光环,四颗伽利略卫星,61卫星土星密度最低,为,与木星相似,光环和卡西尼缝。
光环的内外围有一颗卫星,称为牧羊卫星,其引力作用将离群的碎片拉回光环。
有31~61颗卫星最着名的是土卫六Titan(最大的土星卫星,浓厚的氮气大气,甲烷湖泊,生命)。
天王星轨道周期84年,60K,主要成分为H和He,大气中的甲烷散射蓝光,大气较为平静。
自转轴几乎与公转平面平行,所以季节变化极端。
与土星和木星相似,有岩石核心,有光环。
海王星与天王星极为相似,蓝色。
大气活跃,有小黑斑矮行星谷神星(火星与木星之间,所含淡水比地球多),冥王星(密度,大气主要为氮,轨道偏心率极大,周期248年,自转周期天,与第戎构成双行星,且互相潮汐锁定)小行星带阿登型:地球轨道以内阿莫尔型:地球轨道外侧阿波罗型:地球与火星之间特洛伊型:与木星轨道相同最大的小行星是谷神星,岩石,铁/镍,碳三种彗星是太阳系构建过正中遗留的碎片,反映了太阳系的起源。
与小行星成分相同,由夹杂了岩石的水冰构成。
分为开放轨道(双曲线,仅经过太阳一次)和封闭轨道(椭圆,周期)彗星可能来源于柯伊伯带或者太阳系最外侧的球壳状的奥尔特云。
流星流星体一般小于10米,可能来自小行星带或者彗星残留。
流星是流星体高速进入地球大气层时的发光的现象。
地球穿过彗星轨道时,彗星一路散落的残骸会进入地球大气层形成流星雨。
流星落到地面形成陨石,陨石的年龄和太阳系相同,可能含有氨基酸,是原始生命的征兆。
太阳系的起源太阳自转,行星公转、大部分行星自转均同向,且太阳的自转轴与行星轨道垂直,内行星金属含量高且致密,外行星密度小,富含氢,小行星的化学成分与行星、卫星都不同。
星云假说尺度数光年的星云被超新星冲击波出发,引力克服气压坍缩,尺度减小,自转加快。
自转方向上的离心力平衡引力,径向坍缩减慢,自转轴方向的坍缩不受影响,星云变得扁平,坍缩为原始恒星和吸积盘。
吸积盘中尘埃互相吸引,密度涨落产生了一些~100米的小天体。
一些小天体在互相碰撞过程中被击碎,一些吸引尘埃增长到1公里以上的星子,星子可以保持稳定并吸引更小的小天体而增长,最终生长为行星。
吸积盘内部尘埃下落距离更长所以内盘更热,挥发性物质只能在外盘保留,内盘保留了难熔物。
原始行星周围也形成了吸积盘,最终形成了卫星。
也有一些卫星是被俘获的小行星(火星),或星子与地球碰撞的残骸。
小行星和彗星是未能长大的星子系外行星恒星太亮,导致无法发现其周围的行星。
但是可以在系外恒星周围发现尘埃环,因为反射光亮度随反射体直径平方增强,单位体积中反射体数目随直径立方增多,所以颗粒越小,散射的恒星光越多。
观察系外行星:1. 可以通过直接成像的方法发现系外行星,2. 也可以通过观测恒星在垂直视线方向的摆动来推测行星轨道。
3. 还可以通过多普勒效应观测恒星在视线方向的运动测量行星轨道。
4. 行星挡在恒星前的时候恒星会变暗5. 当恒星-行星系统从引力透镜后面经过后,亮度会提高系外行星与太阳系行星的区别1. 存在“热木星”:质量巨大,与恒星极为靠近2. 轨道偏心率极大系外生命:1. 超级地球:岩质,质量与地球相近(5~10倍)2. 存在液态水3. 大气、光谱由于生命活动而发生变化太阳太阳的直径为109倍地球直径,平均比重,核心比重150,72%H(w),26%He(w)太阳是气态恒星,表面自转速度不同,赤道自转周期25日,极点附近35日。
辐射区:核反应产生γ光子,激发其他物质释放能量较低的光子,导致辐射转移:光子数增多,能量降低。
对流区:能量以对流形式传播,气体温度降低,光子被吸收的概率增加,因此辐射转移的效率下降,对流称为主要传热手段。
光球层:太阳的光学表面层,非常薄,气体密度恰好可以使光线通过,又不会被更外层的原子吸收。
温度5800K。
从核心产生的γ光子需要数万年才会以几千个可见光光子的形式到达太阳表面(光球层)(random walk)一些气体在对流层吸收能量上升到光球层,释放热量变冷以后在沉降会对流区,形成米粒组织。
色球层:光球层之上,亮度低,温度比光球层高,有针状体细小突起日冕:密度极低,可以延伸到太阳半径10倍以上,温度高达106 K太阳的能量来自于热核反应,5%以电子中微子的形式释放,其余以电磁辐射形式释放。
太阳黑子是光球层中温度较低(4200K)的区域,数目变化以11年为周期,太阳黑子成对出现且有强磁场相连,磁场阻止了对流层热气体上升至光球层,从而导致黑子温度较低。
太阳黑子数目和地球气候有相关性。
日珥是色球层中被太阳磁场束缚的气体爆发后产生的强劲气流耀斑是更猛烈地爆发,会释放强大的紫外线、可见光和太阳风。
耀斑爆发的粒子云可达,以太阳风形式1~2天抵达地球。
太阳风:来源于日冕,飞离太阳的的侄子和电子,速度400~500km/s,约经4天抵达地球。