天文知识入门

天体的结构
02
恒星
恒星
恒星
恒星
恒星
恒星
• 恒星是质量巨大，依靠内部核聚变反应自身发光发热的天体。太阳就是一颗 典型的恒星。 地球的夜晚可以看见的其他恒星，几乎全都在银河系内，但由于距离遥远， 这些恒星看似只是固定的发光点。历史上，那些比较显著的恒星被组成一个 个的星座和星群，而最亮的恒星都有专有的传统名称。天文学家组合成的恒 星目录，提供了许多不同恒星命名的标准。
白矮星、中子星和黑洞是恒星死亡后的三种尸体。
恒星如何分类呢？
天文学家对主序星阶段的恒星，还根据表面温度 进行分类，称为恒星光谱分类：
恒星表面的温度一般用有效温度来表示，它 等于有相同直径、相同总辐射的绝对黑体的温度。 恒星的光谱能量分布与有效温度有关，由此可以 定出O、B、A、F、G、K、M等光谱型（也可以 叫作温度型）温度相同的恒星，体积越大，总辐 射流量（即光度）越大，绝对星等越小。恒星的 光度级可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ， 依次称为超巨星、亮巨星、巨星、亚巨星、主序 星（或矮星）、亚矮星、白矮星。太阳的光谱型 为G2V,颜色偏黄,有效温度约5,770K。A0V型星 的色指数平均为零，温度约10,000K。恒星的表 面有效温度由早O型的几万度到晚M型的几千度， 差别很大。
天体的位置有如下几种定义:
• 视位置
考虑到观测瞬时地球相对于天体的上述空间因素，对天体的真位置改正光行差和视差影响所得的位 置称为视位置 。视位置相当于观测者在假想无大气的地球上直接测量得到的观测瞬时的赤道坐标。
星表中列出的天体位置通常是相对于某一个选定瞬时(称为星表历元)的平位置。 要得到观测瞬时的视位置需要加上: ①由星表历元到观测瞬时岁差和自行改正。 ②观测瞬时的章动改正。
行星的产生
在一个恒星边上，可能吸收了比较多的宇宙灰 尘聚集，拿太阳举例：太阳大约在40亿年前，就吸 收很多灰尘，灰尘之间互相碰撞，粘到一起。长期 以来，出现了大量的行星胚叫做 星子，当时至少 有几十亿的星子围绕太阳运动。星子之间作用规律 是：两个星子如果大小差距悬殊，并且彼此的速度 不大，碰撞以后，小星子就会被大星子吸引而被吃 掉。这样，大的星子越来越大。如果两个星子大小 差不多，彼此速度很大，他们碰撞后就会破裂，形 成许多小块，而后，这些小块又陆续被大星子吃掉。 这样，星子越来越少。大行星就是当时比较大的星 子，无数小行星就是当时互相吞并时期没有被吃的 幸运儿。
星星在天空中移动的方向并不是杂乱无章的，而且星座的形状并不会改变。 星星从东方的地平线爬上来，爬到最高点（中天），然后往西方沉下去。看 起来就像整个天球围绕着地球旋转一样。相信大家都明白，地球并不是宇宙 的中心，星体并不会绕着地球转。星体在天空中绕着我们旋转，是因为地球 自转而产生的错觉，天球本身是不会移动的。我们身在地球中，并不会感觉 自己在转动的，就好像我们乘坐火车时看见窗外的景物向后移动，而并不感 觉到自己在移动中。
天体的位置有如下几种定义:
天体的位置有如下几种定义:
• 平位置
只考虑岁差运动的赤道面和春分点称为平赤道和平春分点，由它们定义的坐标系称为平赤道坐标系， 参考于这一坐标系计量的赤经 和赤纬称为平位置。
• 真位置
进一步考虑相对于平赤道和平春分点作章动的赤道面和春分点称为真赤道和真春分点，由它们定义 的坐标系称为真赤道坐标系，参考于这一坐标系计量的赤经和赤纬称为真位置。平位置和真位置均随时 间而变化，而与地球的空间运动速度和方向以及与天体的相对位置无关。
③观测瞬时的光行差和视差改正。
宇宙中的天体系统及其层次
宇宙中的天体系统及其层次
天体始宇宙中物质的存在形式。宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之 间相互吸引和相互绕转形成天体系统。天体系统有不同的层次。
星系以上的四级天体系统。
宇宙中的天体系统及其层次
河外星系：目前已经观测到，在银河系以外，和银河系同一级别的恒星 系统约达10亿个。因为它们都处于银河系以外所以统称为河外星系或河外星 云。 • 银河系：银河系是比太阳系更高层次的庞大的天体系统。其中恒星是最 主要的成员，数目在1500亿颗以上。除了恒星之外，还有各种类型的星云 以及星际气体与尘埃。 •
恒星如何分类呢？
3、红巨星阶段：当恒星内部的氢元素被消耗掉超过10%以后，由于氢的含量减小，将不能继续维 持由氢聚变成氦的反应，这时由于没有能量的辐射压与万有引力平衡，所以恒星内部猛烈塌缩，中心的 压强、密度和温度进一步升高，于是点燃了下一阶段的核聚变反应，由氦聚变为碳的反应开始了。同时 在恒星中心向内塌缩时，恒星的外壳会反方向的向外扩张，密度降低，温度下降，所以表面的颜色发红 变暗，这就是红巨星阶段。 我们的太阳到了这个阶段后，太阳的体积很可能会超过地球的轨道，甚至到达火星轨道之外，你可以想 像这样的星球的大小了。
天体的判断方法
天体的判断方法
判断某一物质是不是天体，可以用"三看"来概括:
• 看它是不是宇宙中物质的存在形式，星际物质尽管用肉眼看不见， 但它是天体;
• 看它是不是宇宙间的物质，天体的某一部分不是天体; • 看它是不是位于地球的大气层中，位于外层空间的是天体，位于 地球大气层中的不是天体。
天体的位置
• 人类发射进太空的人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、各种探测器则被称为人造天体。
• 如在太阳系中的太阳、行星、卫星、小行星、彗星、流星体、行星际物质，银河系中的恒 星、星团、星云、星际物质、星系际物质等。通过射电探测手段和空间探测手段所发现的 红外源、紫外源 、射电源、X射线源和γ射线源，也都是天体。
天球上的坐标系统
为了准确形容天上星体的位置，天文学家制订了一套坐标系统来标示星体 在天球上的位置。 这套坐标系统和地球上惯用的经纬度坐标十分相似。 这套坐标系统把天球分为赤纬及赤经。赤纬的算法是从天球赤道开始至两 极止，天球赤道是0度，向北至天球北极是+90 度， 向南至天球南极是 -90 度。 赤经的算法较特别，和地球经度（由-180度至+180度）的算法不同， 赤经的 算法是在天球赤道自西向东由0小时至24 小时。和时间一样，赤经的每小时 可分为60分，每分可再细分为60秒（注：赤经的分秒并不等如角度用的角分 角秒） 。赤经计算的起点为春分点，春分点是天球赤道和黄道的两个相交点 其中一个（另一个是秋分点）。
天体的位置
天体在某一天球坐标系中的坐标，通常指它 在赤道坐标系中的坐标(赤经和赤纬)。由于赤 道坐标系的基本平面(赤道面)和主点(春分点) 因岁差、章动而随时间改变，天体的赤经和 赤纬也随之改变。此外，地球上的观测者观 测到的天体的坐标也因天体的自行和观测者 所在的地球相对于天体的空间运动和位置的 不同而不同。
行星的分类
• 矮行星（冥王星) • 类地行星（水星，金星，地球，火星） • 巨行星和远日行星（木星，土星，天王星，海王星）
行星的分类
• 矮行星（冥王星) • 类地行星（水星，金星，地球，火星） • 巨行星和远日行星（木星，土星，天王星，海王星）。Fra bibliotek4星座
天球
天球
我们站在地球上仰望星空，看到天上的星星好像都离我们一样远。星星就 好像镶嵌在一个圆形天幕上的宝石。 实际星星和我们的距离有远有近，我们看到的是它们在这个巨大的圆球球 面上的投影，这个假想的圆球就称为天球，它的半径是无限大。而地球就悬 挂在这个天球中央。
行星的定义
如何定义行星这一概念在天文学上一直是个备受争议的问题。国际天文学 联合会大会2006年8月24日通过了“行星”的新定义，这一定义包括以下三 点： • 1、必须是围绕恒星运转的天体； • 2、质量必须足够大，来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球 体）； • 3、必须清除轨道附近区域，公转轨道范围内不能有比它更大的天体。
恒星如何分类呢？
恒星根据其生命的不同阶段可分为： 1、原始恒星：这是指正在形成的恒星，此时恒星内部的核聚变反应还没有发生，恒星的体积还处 于收缩阶段。注意这时恒星内部的温度已经很高了，表面温度也比较高，能够发出光来，但是它发出的 光与下面第二个阶段发出的光的发光原理不同，这阶段的恒星发光类似于把一个铁球放在炉子里烧热后， 铁球发出的光。 2、主序星阶段：当恒星内部的温度由于不断的收缩而升高到超过1000万度以后，恒星内部的核聚 变反应终于开始了，由于核聚变反应放出大量的能量，这样能量向外辐射形成向外的辐射压，这个压强 与恒星本身由于万有引力收缩的压强保持平衡后，恒星的体积就不同收缩了，它的体积将保持一定。并 且这时恒星发出的光是由于恒星内部自己产生的能量而发光，与第一阶段的发光不同了。 这一阶段发根据恒星的质量和体积不同而持续的时间也不同，像太阳这样比较典型的中型恒星一般 能够稳定的存在100亿看左右，而大质量的恒星，由于内部的温度高，压强大，所以核聚变反应比太阳 这样的恒星剧烈得多，反应速度快，所以最短只需要几百万年就走向了死亡。
宇宙中的天体系统及其层次
太阳系：太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行 星际物质构成的天体系统。太阳是太阳系的中心天体，它的质量占太阳系总 质量的99.86%。太阳系中，其他的天体都在太阳的引力作用下，绕太阳公 转。 • 地月系：月球是地球唯一的天然卫星，在地球引力作用下，月球有规律 地绕地球运行，构成地月系。 •
至少在恒星生命的一段时期，恒星会在核心进行氢融合 成氦的核聚变反应，从恒星的内部将能量向外传输，经过漫 长的路径，然后从表面辐射到外太空。一旦核心的氢消耗殆 尽，恒星的生命就即将结束。有一些恒星在生命结束之前， 会经历恒星核合成的过程;而有些恒星在爆炸前会经历超新星 核合成，会创建出几乎所有比氦重的天然元素。在生命的尽 头，恒星也会包含简并物质。天文学家经由观测其贯穿间的 运动、亮度和光谱，确知一颗恒星的质量、年龄、化学元素 的丰度，和许多其它属性。一颗恒星的总质量是恒星演化和 决定最终命运的主要因素:恒星在其一生中，包括直径、温度 和其它特征，在生命的不同阶段都会变化，而恒星周围的环 境会影响其自转和运动。描绘众多恒星的温度相对于亮度的 图，即赫罗图(H-R图)，可以让我们测量一颗恒星的年龄和 演化的状态。