(完整版)天体物理学南京大学课件chapter09
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天体物理小知识演示文稿(共91张PPT)
不信你看！
Wow，惊呆了！！
看着只是个小星星，真实体积吓屎你！
天狼星是大犬座中的一颗双星，另一颗暗白 矮星伴星。
天狼星是一颗比太阳亮23倍的蓝白星
双星系统
双星引力波是很漂亮的漩 涡曲线~~
其实双星也叫做——恒星恋人，就像…
比双星更稀有更耀眼的是神马！！ 是四星！！
美国宇航局的“斯皮 策”太空望远镜发现 ，在长蛇星座有一个 相对年幼的星系，拥 有4颗恒星。
六，土卫二
观赏喷泉的行星际公园。
我不骗小朋友的，自己看！！！
木卫二（小球大水滴） VS 地球
再添点数据
木卫二冰层厚度平均100公里，也就是10万米深！！地球的海洋 平均深度才三公里，什么概念啊…
太平洋：平均深度3957米，最大深度11034 大西洋：平均深度3626米，最深处达9219米 印度洋：平均深度3397米，最大深度的爪哇海沟达7450米。 北冰洋: 平均深度1300米，
那，谁的密度最大呢？？？
咳咳，请翻页！（此处是为了让你有时间想一想）
天体密度——白矮星
白矮星（White Dwarf）是一种低光度、高密度、高温度的恒星。也是一 种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼 星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积和地球相当，但质量却和太阳 差不多，它的密度在1000万吨/立方米左右（地球密度为5.5g/cm3）， 一颗与地球体积相当的白矮星（比如说天狼星的邻星Sirius B）的表面重 力约等于地球表面的18万倍。
量是如此之大，半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。
同白矮星一样，中子星是处于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成 的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。根据科学家的 计算，当老年恒星的质量为太阳质量的倍时，它就有可能最后变为一 颗中子星，而质量小于个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
核天体物理课件
Wave function solutions:
Continuity condition…
Wave intensity in interior region: (after very tedious algebra)
calculated
experimental
|A‟|2 |F‟|2
Ecm (MeV)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ[very low energies, zero angular momentum]
“Gamow factor” e-2
George Gamow (1904-68)
“astrophysical S-factor”
cross sections
S-factors
Formal reaction theory: Breit-Wigner formula
• Nobel prize to Ray Davis (2002)
Ray Davis (1914-06)
(ii) g-ray astronomy •radioactive („live”) 26Al has bee observed in the Galaxy [see image on right] 26 •T1/2( Al)=720,000 years; time scale of Galactic chemical evolution: 109 years • from photon intensity: 1-2 solar masses of 26Al in Galaxy • conclusion: nucleosynthesis is ongoing
Supernova shock wave reaches gas previously ejected by central star
Continuity condition…
Wave intensity in interior region: (after very tedious algebra)
calculated
experimental
|A‟|2 |F‟|2
Ecm (MeV)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ[very low energies, zero angular momentum]
“Gamow factor” e-2
George Gamow (1904-68)
“astrophysical S-factor”
cross sections
S-factors
Formal reaction theory: Breit-Wigner formula
• Nobel prize to Ray Davis (2002)
Ray Davis (1914-06)
(ii) g-ray astronomy •radioactive („live”) 26Al has bee observed in the Galaxy [see image on right] 26 •T1/2( Al)=720,000 years; time scale of Galactic chemical evolution: 109 years • from photon intensity: 1-2 solar masses of 26Al in Galaxy • conclusion: nucleosynthesis is ongoing
Supernova shock wave reaches gas previously ejected by central star
天体(课件)
天体
宇宙的起源:
目前学术界影响较大的是“大爆炸宇宙论”
“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的， 他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里， 在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今 天的宇宙。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙 论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白， 但是人类至今还不能确定范围，也无法验证把宇宙压缩 在一个极小空间内的假设，这还只是一种臆测。
sin a / d a 206265 1 d (AU) (pc)
1 秒差距是周年视差为1″的恒星的距离。 1 秒差距 (pc) = 3.086×1018厘米 (cm) = 3.26光年 (ly) = 206265天文单位 (AU)
宇宙的结构 • 宇宙图景 当代天文学的研究成果表明，宇 宙是有层次结构的、物质形态多样的、不 断运动发展的天体系统。
开普勒
（德国人1571---1630）
一 、开普勒定律
第一定律(轨道定律) 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，
太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
说明：不同的行星， 轨道不同，半长轴 不同。
第二定律(面积定律)
从太阳到行星的连线在相同的时间内扫过
相等的面积。
t AB = t CD = t EK
则
哥 白 尼(波兰）
④与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日 地间的距离大得多。
哥白尼的日心说也有缺点和错误：
1.日心说认为太阳是宇宙的中心，实际上太
阳只是太阳系的中心天体，并不是宇宙的中 心。 2.日心说认为行星运行的轨道是圆，其实是 椭圆。
日心说也有缺陷，那么，天体 运动到底遵循什么样的运动规 律呢？
宇宙的起源:
目前学术界影响较大的是“大爆炸宇宙论”
“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的， 他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里， 在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今 天的宇宙。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙 论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白， 但是人类至今还不能确定范围，也无法验证把宇宙压缩 在一个极小空间内的假设，这还只是一种臆测。
sin a / d a 206265 1 d (AU) (pc)
1 秒差距是周年视差为1″的恒星的距离。 1 秒差距 (pc) = 3.086×1018厘米 (cm) = 3.26光年 (ly) = 206265天文单位 (AU)
宇宙的结构 • 宇宙图景 当代天文学的研究成果表明，宇 宙是有层次结构的、物质形态多样的、不 断运动发展的天体系统。
开普勒
（德国人1571---1630）
一 、开普勒定律
第一定律(轨道定律) 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，
太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
说明：不同的行星， 轨道不同，半长轴 不同。
第二定律(面积定律)
从太阳到行星的连线在相同的时间内扫过
相等的面积。
t AB = t CD = t EK
则
哥 白 尼(波兰）
④与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日 地间的距离大得多。
哥白尼的日心说也有缺点和错误：
1.日心说认为太阳是宇宙的中心，实际上太
阳只是太阳系的中心天体，并不是宇宙的中 心。 2.日心说认为行星运行的轨道是圆，其实是 椭圆。
日心说也有缺陷，那么，天体 运动到底遵循什么样的运动规 律呢？
《天体物理小知识》课件
天体物理学家参与设计和实施空间探测任务，探索 太阳系和宇宙深空中的天体。
载人航天
天体物理学家为载人航天任务提供技术支持 和科学指导，确保宇航员的安全和任务成功 。
宇宙探索
暗物质和暗能量的性质，揭示宇宙中
隐藏的物质和能量。
宇宙微波背景辐射
02
天体物理学家研究宇宙微波背景辐射，了解宇宙大爆炸后宇宙
天体物理的研究范围
总结词
天体物理的研究范围包括天体的结构、组成、演化过程、相互作用以及宇宙的 起源和演化等。
详细描述
天体物理的研究范围非常广泛，包括恒星的形成和演化、行星和卫星的物理特 性、星系的结构和演化、宇宙射线、黑洞和暗物质等。这些研究有助于我们深 入了解宇宙的起源和演化，以及天体的形成和演化过程。
值。
04
天体物理现象
黑洞
黑洞是一种极度密集的天体，其引力强大到连光也无法逃逸 。黑洞的形成通常与恒星死亡有关，当一颗质量巨大的恒星 耗尽燃料并发生超新星爆炸后，其核心可能会坍缩形成黑洞 。
黑洞的内部被称为事件视界，任何进入这个区域的物质和光 线都会被无情地吞噬，永远无法返回。尽管我们无法直接看 到黑洞，但可以通过观测黑洞对周围环境的影响来推断其存 在。
宇宙射线研究
天体物理学家研究宇宙射 线，了解其产生机制、传 播途径和与天体的相互作 用。
星系和恒星演化
通过观测星系和恒星的演 化过程，天体物理学家能 够揭示宇宙的起源、演化 和最终命运。
航天技术
卫星导航
天体物理学家利用卫星轨道和时间测量技术 ，为全球卫星导航系统提供精确的定位和时 间服务。
空间探测
行星探索
人类通过探测器对行星进行探索，已 发现多个可能适宜人类居住的行星。
卫星
载人航天
天体物理学家为载人航天任务提供技术支持 和科学指导，确保宇航员的安全和任务成功 。
宇宙探索
暗物质和暗能量的性质，揭示宇宙中
隐藏的物质和能量。
宇宙微波背景辐射
02
天体物理学家研究宇宙微波背景辐射，了解宇宙大爆炸后宇宙
天体物理的研究范围
总结词
天体物理的研究范围包括天体的结构、组成、演化过程、相互作用以及宇宙的 起源和演化等。
详细描述
天体物理的研究范围非常广泛，包括恒星的形成和演化、行星和卫星的物理特 性、星系的结构和演化、宇宙射线、黑洞和暗物质等。这些研究有助于我们深 入了解宇宙的起源和演化，以及天体的形成和演化过程。
值。
04
天体物理现象
黑洞
黑洞是一种极度密集的天体，其引力强大到连光也无法逃逸 。黑洞的形成通常与恒星死亡有关，当一颗质量巨大的恒星 耗尽燃料并发生超新星爆炸后，其核心可能会坍缩形成黑洞 。
黑洞的内部被称为事件视界，任何进入这个区域的物质和光 线都会被无情地吞噬，永远无法返回。尽管我们无法直接看 到黑洞，但可以通过观测黑洞对周围环境的影响来推断其存 在。
宇宙射线研究
天体物理学家研究宇宙射 线，了解其产生机制、传 播途径和与天体的相互作 用。
星系和恒星演化
通过观测星系和恒星的演 化过程，天体物理学家能 够揭示宇宙的起源、演化 和最终命运。
航天技术
卫星导航
天体物理学家利用卫星轨道和时间测量技术 ，为全球卫星导航系统提供精确的定位和时 间服务。
空间探测
行星探索
人类通过探测器对行星进行探索，已 发现多个可能适宜人类居住的行星。
卫星
天体物理课件
三、大爆炸宇宙学
• 宇宙学原理：宇宙在大尺度上是均匀癿
稳恒态宇宙学
• 宇宙无边无际，无始无终，基本保持同一状态 • ----若宇宙有限，其边界在何处？边界外是什么？ • ----若宇宙有限，则有中心，其中心在何处？
奥伯斯佯谬----夜空为什么是黑癿
• 一个恒星癿星光按距离平斱反比减弱 • 一个同厚度同心天球壳内癿恒星数按距离平斱 正比扩大 • ----此球壳癿亮度不距离无关，为常数 • ----宇宙无限，无限多个球 • 壳癿总亮度是无限大 • ----天空永进无限亮
星系团
• 几百个星系组成 • 直径达几百万到几千万光年 • 本星系群：银河系，仙女星系，三角星系，大 麦哲伦星云等组成
• 星座：
• 用假想的线条将亮星连接起来，构成各种各样 的图形，或人为地把星空分成若干区域，这些 图形连同它们所在的天空区域，西方叫做星座。 • 1928年，国际天文联合会正式公布了88个 星座， • 星座大小相差悬殊，所含星数也各不相同， 同一星座的星无任何物理联系。 • --星座不是星系!也不是星团!
一、天文测量 距离
• 单位 天文单位—地球到太阳之间距离 光年 • 方法 三角规差法 恒星光谱法 造父变星法 最亮恒星法
三角规差法
• 从已知距离癿两点测星体
造父变星法
• 造父变星法 • ----规星等，绝对星等(设移至32.6光年进处所见 星等) • 太阳:规星等 -26.7等; 绝对星等 4.85等 • 织女星:规星等 0.03等; 绝对星等0.6等 • ----二者之差只不距离有关
• 质光定律：恒星光度不其质量癿六次斱成正比 • 原因：质量大—>相互引力大 • —>平衡引力癿内部压力大 • (由热能和辐射能引起) • —>更快燃烧—>更亮 • 推论：越年轻越亮
天体物理学南京大学课件
1. 恒星的光度和亮度 • 光度L (luminosity)：天体在单位时间内辐射的
总能量，是恒星的固有量。 • 亮度F (brightness)：在地球上单位时间单位面
积接收到的天体的辐射量。 视亮度的大小取决于三个因素：天体的光度、 距离和星际物质对辐射的吸收和散射。
•
2. 视星等m (apparent magnitude)
m1－m2=－2.5log (F1/F2) 或m =－2.5log (F/F0)，其中F0为定标常数。
•
部分天体的视星等
•
(2) 恒星的温度和颜色
•Betelgeus e
•Rigel
•
(3) 视星等的种类
• 视星等的测量通常是在某一波段范围内进行的 。
• 根据测量波段的不同，视星等可以分为目视星 等、照相星等和光电星等，在全波段测量得到 的星等称为热星等。
•
• 谱线与恒星的化学成分 不同元素的原子具有不同的结构，因而有不 同的特征谱线。
•
通过比较太阳光谱 和实验室中各种元 素的谱线，可以确 定太阳大气的化学 成分。
按质量计， 70%H, 28% He和 2%重元素。 按数目计， 90.8%H, 9.1%He和 0.1%重元素。
•
4. 谱线位移
• Doppler谱线位移 (Doppler shift) 由于辐射源在观测者视线 方向上的运动而造成接收 到的电磁辐射波长或频率 的变化。 远离（接近）观测者辐射 源发出的电磁辐射波长变 长（短），称为谱线红移 （蓝移）。
原子结构：原子核 + 围绕原子核旋转的电子（云）。 （量子化的）电子轨道的大小反映了原子能态的高低
。
•
• 当电子从高能态跃迁到低能态，原子释放光子 ，产生发射Fra bibliotek；反之产生吸收线。
总能量，是恒星的固有量。 • 亮度F (brightness)：在地球上单位时间单位面
积接收到的天体的辐射量。 视亮度的大小取决于三个因素：天体的光度、 距离和星际物质对辐射的吸收和散射。
•
2. 视星等m (apparent magnitude)
m1－m2=－2.5log (F1/F2) 或m =－2.5log (F/F0)，其中F0为定标常数。
•
部分天体的视星等
•
(2) 恒星的温度和颜色
•Betelgeus e
•Rigel
•
(3) 视星等的种类
• 视星等的测量通常是在某一波段范围内进行的 。
• 根据测量波段的不同，视星等可以分为目视星 等、照相星等和光电星等，在全波段测量得到 的星等称为热星等。
•
• 谱线与恒星的化学成分 不同元素的原子具有不同的结构，因而有不 同的特征谱线。
•
通过比较太阳光谱 和实验室中各种元 素的谱线，可以确 定太阳大气的化学 成分。
按质量计， 70%H, 28% He和 2%重元素。 按数目计， 90.8%H, 9.1%He和 0.1%重元素。
•
4. 谱线位移
• Doppler谱线位移 (Doppler shift) 由于辐射源在观测者视线 方向上的运动而造成接收 到的电磁辐射波长或频率 的变化。 远离（接近）观测者辐射 源发出的电磁辐射波长变 长（短），称为谱线红移 （蓝移）。
原子结构：原子核 + 围绕原子核旋转的电子（云）。 （量子化的）电子轨道的大小反映了原子能态的高低
。
•
• 当电子从高能态跃迁到低能态，原子释放光子 ，产生发射Fra bibliotek；反之产生吸收线。
天体物理学的发展讲义.ppt
我国科学家建造世界最大射电望 远镜 可探测宇宙信号
二、匹克林谱系 之谜
1896年,美国天文学家匹克林在哈佛天文观测台的第 12号通报中宣布: “弗莱明夫人发现船尾座ζ 星的光谱非常特殊,和别 的光谱都不一样","这6根线很像氢光谱线那样,形成 有规律的谱线,显然,这是出自其它星体或地球上尚 未发现的某种元素".当时,还在通报上发表了拍得的 照片,从照片上可以明显地看到,有4根谱线与氢的巴 耳末系Hα ,Hβ ,Hγ ,Hδ ,Hε 互相间隔,极有规律.
天体物理学的发展
饶志明 2014.11.24
天文学家确认144.6亿岁最长寿恒星
• • 一个天文学家研究团队再次确定宇宙中迄今最古老恒星HD 140283的年龄，或比既定宇 宙的年龄还要大，这意味着宇宙比它看起来还要老。 宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次爆炸后膨胀形成的。1929年，美国 天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在 互相远离的宇宙膨胀说。基于这一推论，宇宙中一切天体的年龄都不应超出这个“宇宙 龄”所界定的上限。恒星的年龄可以从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据 热核反应提供恒星能源的理论，人们得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大 爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。 恒星HD 140283距离地球190光年，位于天秤座星群里的贫金属次巨星，其视星等 7.223，几乎由氢和氦组成，铁含量不到太阳的1%。2013年，天文学家最初确定其年龄 时，不禁感到困惑了。根据宇宙微波背景辐射估计，目前宇宙年龄为138.17亿岁。而它 似乎大约有144.6亿岁，比宇宙本身还大。这种罕见的恒星似乎相当古老，以至于可以 将其称为长寿之星了。此外，其作为一个高速的恒星为人所知有一个世纪左右，但它在 太阳附近存在和其组成却有悖于理论。 当然，最终揭示这颗“老寿星”的年龄估计误差实际上比原来的研究更宽泛，天文 学家给这个边际增加了8亿年。该误差边际可能会使这个在宇宙中已知最早的星体年轻 了许多，但仍在自大爆炸以来的时间界限内。但是，在这个年龄的上限是什么？ 目前，土耳其安卡拉大学的比罗尔提出是否有种可能：这颗恒星与最初测量的一样 老，但仍处于“大爆炸的边缘”？他采用宇宙辐射模型（RUM），计算宇宙年龄为 148.85±0.4亿岁，最低限度的比微波背景辐射估计推算宇宙的年龄稍微年长一些，随之 也很容易地调整出HD 140283的原始年龄。 比罗尔的RUM理论给哈勃常数提出了一种新的动态值，表明自从大爆炸后44亿年 宇宙膨胀已经加速，很可能容纳了暗能量。此外，这种加速增长率本身是缓慢的，转而 可能由暗物质占据。暗物质和暗能量已被广泛讨论、争议的物理现象，但有观测证据表 明它们是真实的。此外，RUM暗示描述量子大小的普朗克常数并非是单纯的常数，而 是一个宇宙变量。2014-11-17
高中物理天体运动总结及习题课课件.ppt
❖ 8、卫星的向心加速和物体随地球自转的向心加速度有什么区别？
❖ 三、考点探究：
❖ 1、星球表面的重力加速度： ❖ 2、天体质量、密度的求解计算问题： ❖ 3、天体瓦解问题： ❖ 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）
变化的关系型问题：
❖ 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题： ❖ 6、第一宇宙速度的理解、推导问题： ❖ 7、同步卫星问题： ❖ 8、双星问题： ❖ 9、卫星的变轨问题： ❖ 10、与STS相结合的信息给予题： STS是英文Science，Technology
（3）人造卫星、宇宙速度：
❖ 人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星, 宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射 速度的区别）
❖ 【例3】我国自行研制的“风云一号”、“风
云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一
号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道
平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步
卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号
❖ 2、重力加速度与纬度、高度之间何关系？
❖ 3、人造卫星的轨道可以是任意的吗？
❖ 4、卫星的发射速度和运行速度是一回事吗？
❖
❖ 5、同步卫星的运行过程中有哪些特点？
❖ 6、卫星的线速度、角速度、周期、加速度与半径（或高度）之间有何关 系？
❖ 7、如何利用已有知识分析下述问题？ ⑴同步卫星的发射、变轨、回收 问题 ⑵飞船与空间站的对接问题 ⑶卫星的超重和失重问题
一、双基回顾： 1、开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）： 第二定律（面积定律）： 第三定律（周期定律）：R13／T12= R23／T22 即R3／T2=k
2、万有引力定律：定律内容：表达式：引力常量的测定：适用条 件：在天文学上的应用：
❖ 三、考点探究：
❖ 1、星球表面的重力加速度： ❖ 2、天体质量、密度的求解计算问题： ❖ 3、天体瓦解问题： ❖ 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）
变化的关系型问题：
❖ 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题： ❖ 6、第一宇宙速度的理解、推导问题： ❖ 7、同步卫星问题： ❖ 8、双星问题： ❖ 9、卫星的变轨问题： ❖ 10、与STS相结合的信息给予题： STS是英文Science，Technology
（3）人造卫星、宇宙速度：
❖ 人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星, 宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射 速度的区别）
❖ 【例3】我国自行研制的“风云一号”、“风
云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一
号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道
平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步
卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号
❖ 2、重力加速度与纬度、高度之间何关系？
❖ 3、人造卫星的轨道可以是任意的吗？
❖ 4、卫星的发射速度和运行速度是一回事吗？
❖
❖ 5、同步卫星的运行过程中有哪些特点？
❖ 6、卫星的线速度、角速度、周期、加速度与半径（或高度）之间有何关 系？
❖ 7、如何利用已有知识分析下述问题？ ⑴同步卫星的发射、变轨、回收 问题 ⑵飞船与空间站的对接问题 ⑶卫星的超重和失重问题
一、双基回顾： 1、开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）： 第二定律（面积定律）： 第三定律（周期定律）：R13／T12= R23／T22 即R3／T2=k
2、万有引力定律：定律内容：表达式：引力常量的测定：适用条 件：在天文学上的应用：
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类星体3C 273的谱线红移量达到16%
Maarten Schmidt
通常认为这种红移是由 宇宙膨胀的多普勒效应 引起。
类星体3C 273的红移 表明它的退行速度达到 4.4×104 kms-1 →距离 ~660 Mpc。
目前观测到的类星体最 大红移达到6。
因此类星体是人们观测 到的最遥远、最年老、 也是辐射功率最大的河 外天体。
延展型射电星系的射电像 大于光学像，常表现为双 瓣结构（长达1 Mpc）。 射电辐射来室女星系团中心的巨椭 圆星系。第一个观测到喷流的 星系。喷流的长度约2 kpc， 有团块结构，在射电到X射线
波段产生同步加速辐射。
光学像
红外（左）和射 电（右）像
Centaurus A（NGC 5128）：具有射电喷流的超巨椭圆 星系（E2）。可能源于5×108年前的星系合并。
射电像 ：双瓣结构
光学像：尘埃带
Cygnus A：典型的双瓣结构（相距约300 kpc），与星系合并有关。
NGC 1265：头尾型射电星系。
(3) 理论模型
射电星系的致密核 （超大质量黑洞）以 连续喷流或分立团块 的形式，向两侧对称 地抛射高能电子。
高能电子冲击星系周 围的物质产生双瓣。
高速运动的电子在磁 场中产生同步加速辐 射。
NGC 1566
具有极亮的星系核，有很强的红外和射电非热 辐射（~1043-1045 ergs-1）。
NGC 5728的地面和空间观测
一些赛弗特星系 有很强且宽的H和 重元素的发射线。 由发射线的宽度 得到电离气体的 运动速度达104 kms-1 .
赛弗特星系与正常 星系谱线的比较
根据发射线宽度的不同，赛弗特星系可以分为I型和Ⅱ 型两类。前者同时具有很宽的H线和相对较窄的电离金 属线，后者仅有窄线。相应的Doppler运动速度分别为 ~104 kms-1（宽线区）和≤103 kms-1（窄线区）。不同 类型赛弗特星系的差别可能是由于观测者位置的不同
3C 279
在几天到几个月的时标内有快速而猛烈的光变 →致密核
4. 类星体（Quasars）
在20世纪60年代发现 的射电源中，有些光 学视形态类似于恒星， 无法分解，因而被称 为类星射电源，简称 类星体。
光谱中有强而宽的未知发射线。
1963年Maarten Schmidt证认出它们实际上是红 移了的H和其他元素的发射线。
3. 活动星系
在所有的星系中活动星系所占的比例很小，约 2%。星系的距离越远，活动星系的比例越大。 绝大部分活动星系是椭圆星系。 活动星系的高光度反映出它们的寿命很短，因 此不可能独立成系，可能是正常星系的某个演 化阶段。
§9.2 活动星系与活动星系核
1. 射电星系 (radio galaxies) 1960s, 英国射电天文学家完成 the 3rd Cambridge Catalog of radio sources. 很多射电源与遥远光学星系位置重合。 这些射电源包括位于星系中心的点源和跨越数 千至数百万光年的延展源。 它们称为射电星系。
引起。
光变时标为几个月→致密核
3C 84的射电变化
赛弗特星系的活动性可能与星系间的相互作用 有关。
马卡良315
3. 蝎虎（BL Lac）天体
原型：蝎虎座BL （1929年发现）。恒 星状，有暗弱包层
非热连续谱，发射线极弱或完全观测不到。
在γ射线辐射主要能量，同时有强烈的射电、红
外辐射。 通常是椭圆星系。
射电星系本身的运动造成双瓣射电星系不同的形态
致密型和延展型射电星系在本质上是一致的。 它们不同的形态可能是由观测着视线方向的不 同造成的。
2. 赛弗特（Seyfert）星系
美国天文学家赛弗特于1943年首先发现一些旋 涡星系具有不寻常的亮核和发射线，赛弗特星 系因此而得名。
亮核
星系
NGC 4151的逐 次深度曝光像
活动星系的特征 (1) 高光度
银河系 射电星系
赛弗特星系 类星体 (3C 273)
X射线光度 1
100-5,000 300-7×104
2.5×106
光学光度 1 2 2 250
射电光度 1
2,000-2×106 20-2×106 6×106
最明亮的河外射电源
(2) 非热连续辐射
正常星系： 黑体辐射，极大值在 光学波段，辐射主要 来自星系内的恒星 活动星系： 热辐射（红外）+ 非热 辐射，极大值在远红 外波段
第九章 活动星系
§9.1 星系的活动性 §9.2 活动星系与活动星系核 §9.3 引力透镜和视超光速运动 §9.4 活动星系核的理论模型
§9.1 星系的活动性
1. 活动星系 绝大部分星系是正常星系，但也有部分星系表 现出强烈的活动性，在观测上分为下面几种： 射电星系 赛弗特星系 蝎虎（BL Lac）天体 类星体
光学
类星体PKS 1127-145
X射线
(3) 快速光变
光变时标：几天-1年→核区的大小不超过1光年
(4) 特殊形态
亮核、喷流、不规则形态
(5) 强发射线和极化辐射
2. 同步加速辐射
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。 辐射功率 ~γ2B2β2，其中β= v/c，γ= (1-β2)-1/2. 即电子 的运动速度越快，辐射越强。 方向性强。辐射主要限制在以电子运动方向为轴线的、 半张角为α≈1/γ的圆锥内。电子的运动速度越快，方向 性越强。 连续辐射 幂率谱 显著的偏振性
Sloan Digital Sky Survey
Z = 5.00
Z = 4.90
Z = 4.75
大部分连续辐射位于红外波段。
光变时标为几天-几周，最短至几小时。
类星体PKS 0528+134的γ射线辐射变化
有些类星体有喷流，射电源通常有双瓣结构。
Cygnus A
(1) 特征
大部分活动星系是射电星系。
射电光度（~1042-1045 ergs-1）远大于正常星 系（~1037-1039 ergs-1）。
射电辐射一般具有非热性质。
大多数是椭圆星系。它们往往是星系团中光度 最高、质量最大的星系。
在形态上分为致密型和延 展型两类 致密型射电星系的射电像 与光学像一致或稍小，也 称为核-晕型射电星系。射 电辐射来自核心。