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天文学的基础知识(三) (转载)

2014-04-30  松柏林光1...
天文学的基础知识(三)   (转载)

天王星基本概况?
  1.天王星是从太阳向外的第七颗行星,在太阳系的体积是第三大(比海王星大),质量排名第四(比海王星轻),表面积相当于15.91 个地球表面积,质量等于14.536 个地球,自转周期17 1424秒,轴倾斜97.77°,远日点距离约30亿公里,近日点距离约27亿公里,轨道周期84.323326 年,阳光的强度只有地球的1/400。他的名称来自古希腊神话中的天空之神尤拉纳斯(Ο?ραν??),是克洛诺斯(农神)的父亲,宙斯(朱比特)的祖父。天王星在被发现是行星之前,已经被观测了很多次,但都把它当作恒星看待。最早的纪录可以追溯至1690年,约翰·佛兰斯蒂德在星表中将他编为金牛座34,并且至少观测了6次。天王星是第一颗在现代发现的行星,虽然他的光度与五颗传统行星一样,亮度是肉眼可见的,但由于较为黯淡而未被古代的观测者发现。威廉·赫歇耳爵士在1781313日宣布他的发现,在太阳系的现代史上首度扩展了已知的界限。这也是第一颗使用望远镜发现的行星。目前已知天王星有27颗天然的卫星。

  2.天王星和海王星的内部和大气构成不同于更巨大的气体巨星--木星和土星。同样的,天文学家设立了不同的冰巨星分类来安置她们。天王星大气的主要成分是氢和氦,还包含较高比例的由水、氨、甲烷结成的,与可以察觉到的碳氢化合物。他是太阳系内温度最低的行星,最低的温度只有49K,还有复合体组成的云层结构,水在最低的云层内,而甲烷组成最高处的云层。根据旅行者2号的探测结果,科学家推测天王星上可能有一个深度达10000公里、温度高达摄氏6650度,由水、硅、镁、含氮分子、碳氢化合物及离子化物质组成的液态海洋。由于天王星上巨大而沉重的大气压力,令分子紧靠在一起,使得这高温海洋未能沸腾及蒸发。反过来,正由于海洋的高温,恰好阻挡了高压的大气将海洋压成固态。

天文学的基础知识(三)3.如同其他的大行星,天王星也有环系统、磁层和许多卫星。天王星的系统在行星中非常独特,因为它的自转轴斜向一边,几乎就躺在公转太阳的轨道平面上,因而南极和北极也躺在其他行星的赤道位置上。当天王星在至日附近时,一个极点会持续的指向太阳,另一个极点则背向太阳,每一个极都会有被太阳持续的照射42年的极昼,而在另外42年则处于极夜。天王星有一个暗淡的行星环系统,由直径约十米的黑暗粒状物组成。他是继土星环之后,在太阳系内发现的第二个环系统。目前已知天王星环有13个圆环,其中最明亮的是ε环。

  海王星基本概况? 
  1.海王星是环绕太阳运行的第八颗行星,也是太阳系中第四大天体(直径上)。海王星的轨道周期()大约相当於164.79地球年,自转周期(日)大约是16.11小时,海王星直径上小于天王星,但质量比它大。 海王星距太阳45亿公里,直径49.5万公里。1989825日,旅行者2号探测器飞越海王星,这是人类首次用空间探测器探测海王星。它在距海王星4827千米的最近点与海王星相会,从而使人类第一次看清了远在距离地球45亿千米之外的海王星面貌,它发现了海王星的6颗新卫星(海王星有9颗已知卫星:8颗小卫星和海卫一。其中海卫一是太阳系质量最大的卫星)。首次发现海王星有5条光环,其中3条暗淡、2条明亮。由于冥王星的轨道极其怪异,因此有时它会穿过海王星轨道,自1979年以来海王星成为实际上距太阳最远的行星,在1999年冥王星才会再次成为最遥远的行星,通过双目望远镜可观察到海王星,但假如你要看到行星上的一切而非仅仅一个小圆盘,那么你就需要一架大的天文望远镜。

  2.海王星的外观呈蓝色是大气中甲烷吸收了日光中的红光造成的。作为典型的气体行星,海王星上呼啸着按带状分布的大风暴或旋风,海王星上的风暴是太阳系中最快的,时速达到2000千米。和土星、木星一样,海王星内部有热源--它辐射出的能量是它吸收的太阳能的两倍多。海王星的组成成份与天王星的很相似:各种各样的和含有15%的氢和少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星,它或许有明显的内部地质分层,但在组成成份上有着或多或少的一致性。但海王星很有可能拥有一个岩石质的小型地核(质量与地球相仿)。它的大气多半由氢气和氦气组成。还有少量的甲烷。

天文学的基础知识(三)3.海王星也有光环。在地球上只能观察到暗淡模糊的圆弧,而非完整的光环。但旅行者2号的图像显示这些弧完全是由亮块组成的光环。其中的一个光环看上去似乎有奇特的螺旋形结构。海王星的磁场和天王星的一样,位置十分古怪,这很可能是由于行星地壳中层传导性的物质(大概是水)的运动而造成的。 

 什么是小行星带?什么是小行星? 
  1.小行星带是位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域,估计此地带存在着50万颗小行星。关于形成的原因,比较普遍的观点是在太阳系形成初期,由于某种原因,在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星,结果留下了大批的小行星。

  2.在太阳系中,除了九颗大行星以外,还有成千上万颗我们肉眼看不到的小天体,它们像九大行星一样,沿着椭圆形的轨道不停地围绕太阳公转。与八大行星相比,它们好像是微不足道的碎石头。这些小天体就是太阳系中的小行星。  
  3.小行星,顾名思义,它们的体积都很小。最早发现的谷神星Ceres 1)智神星”(Pallas 2)婚神星”(Juno 3) 灶神星”(Vesta 4)是小行星中最大的四颗,被称为四大金刚四大金刚中最大的谷神星直径约为1000千米,最小的婚神星直径约为200多千米;如果能把它们从天上到地球上来,中国的青海省刚好可以让谷神星安家。除去四大金刚外,其余的小行星就更小了,据估计,最小的小行星直径还不足1千米。虽然它们的体积比卫星还小得多,但是在太阳系这个家庭中,却要和九大行星论资排辈。

  4.大多数小行星是一些形状很不规则、表面粗糙、结构较松的石块,表层有含水矿物。它们的质量很小,按照天文学家的估计,所有小行星加在一起的质量也只有地球质量的410000。这些小行星和它们的大行星同伴一起,一面自转,一面自西向东地围绕太阳公转。尽管拥挤,却秩序井然,有时它们巨大的邻居--木星的引力会把一些小行星拉出原先的轨道,迫使它们走上一条新的漫游道路。在近年对小行星观测中,还发现一个有趣的现象,有些小行星竟然也有自己的卫星。 
  四大小行星是哪四个?它们的基本概况?
  1.据统计,太阳系中约有50万颗小行星和八大行星一样绕着太阳公转,目前已登记在册的超过8000颗。它们大多体积很小,最早发现的四大小行星(谷神星(Ceres)、智神星(Pallas)、婚神星(Juno)和灶神星(Vesta))中,谷神星是最大的一颗,通常被称作『伟大的母亲』。这种称呼,就是来自那些遥远的罗马神话。

  2.谷神星(1 Ceres)又称榖神星,是火星与木星之间的小行星带中,人们最早发现的第一颗小行星,由意大利人皮亚齐于180111日发现。其平均直径为952公里,等于月球直径的1/4,质量约为月球的1/50,又被称为1号小行星。是小行星带中最大最重的天体。有趣的事,很多国际上的环保主题网站,都采用谷神星的标志来表示自己环保的决心。
  3.婚神星是处在火星跟木星的小行星带之间,它在数千万小行星里面体积第四大,直径240公里长。 
  4.智神星(2 Pallas)是第二颗被发现的小行星,由德国天文学家奥伯斯于1802328日发现。其平均直径为520千米。该天体以希腊神话中海神波赛冬的孙女Pallas Athena(即雅典娜的别称)来命名。

  5.灶神星,又称第4号小行星,是德国天文学家奥伯斯于1807329日发现的。灶神星是第二大的小行星,仅次于谷神星。

天文学的基础知识(三)什么是近地小行星? 
  近指接近地球,批的是那些轨道与地球轨道相交的小行星。这类小行星可能会带来撞击地球的危险。同时,它们也是相对容易使用地頢发射太空梭访问的。事实上,访问近地小行星所需的delta-v比访问月球还小。NASA的近地小行星约会探测器已经访问过这些小行星中最著名的小行星433 (爱神星)。目前已知的大小4千米的近地小行星已有数百个。可能还存在成千上万个直径大于1千米的近地小行星数量估计超过2000个。天文学家相信已经在它们的轨道上运行了1000万至1亿年。它们要最终与内行星碰撞要么就是在接近行星时被弹出太阳系。

  什么是特洛依小行星?

  特洛依小行星指的是与木星有着相同的轨道,在木星轨道前后60°的拉格朗日点附近一片拉长的扁平区域,半长轴在5.05AU5.40AU的小行星, 现在它的概念已经不单单限于木星了.而的泛指有着相似关系的天体。

  什么是天狼星
  天狼星冬季夜空里最亮的恒星,属一等星,目视星等为-1.45等,绝对星等为+1.3等。它在天球上的坐标是赤经06h 45m 08.9173s赤纬-16°42'58.017"(历元2000.0)。它是大犬座中的一颗双星。双星中的亮子星是一颗比太阳亮23倍的蓝白星,体积略大于太阳,直径是太阳的1.7倍,表面温度是太阳表面温度的2倍,高达10000。它距太阳系约8.6光年,只有除太阳以外最近恒星距离的两倍。古代埃及人认识到若该星偕日升起,即正好出现在太阳升起之前时尼罗河三角洲就开始每年的泛滥。而且他们发现,天狼星两次偕日升起的时间间隔不是埃及历年的365天而是365.25天。天狼星是大犬座α,是全天最亮的星星。天狼星是由甲、乙两星组成的目视双星。甲星是全天第一亮星,属于主星序的蓝矮星。乙星一般称天狼伴星,是白矮星,质量比太阳稍大,而半径比地球还小,它的物质主要处于简并态,平均密度约3.8×106/立方厘米。

天文学的基础知识(三)
什么是织女星? 
  织女星是天琴座中的一颗亮星,学名叫天琴座α。它是夏夜星空中最著名的亮星之一。平时,人们都叫它织女星。在西方,称为Vega。赤径18h47m,赤纬3847分。织女星的直径是太阳直径的3.2倍,体积为太阳的33倍,质量为太阳2.6倍,表面温度为8900摄氏度,呈青白色。它是北半球天空中三颗最亮的恒星之一,距离地球大约26.5光年。在织女星的旁边,有四颗构成一个小菱形。传说这个小菱形是织女织布用的梭子,织女一边织布,一边抬头深情地望着银河东岸的牛郎(河鼓二)和她的两个儿子(河鼓一和河鼓三)。在1.3万多年以前,织女星曾经是北极星,由于地轴的进动,现在的北极星是小熊座a星。然而,再过1.2万年以后,织女星又将回到北极星的显赫位置上。现代天文观测表明,整个太阳系正以每秒19公里的速度向着织女星附近的方向奔去。织女星是天琴座最亮的恒星(天琴座α星),也是全天第五亮星,在大角星之后。在北半球的夏天,织女星多可在天顶附近的位置见到,由于织女星的视星等接近零,因此不少专业天文学家会以织女星来作光度测定的标准。织女星与位于天鹰座的河鼓二(牛郎星),及天鹅座的天津四,组成著名的夏季大三角。如果把它看作是一个直角三角形,那织女星便是构成直角的星星。

  什么是牛郎星?

  河鼓二即天鹰座α星,俗称牛郎星。在夏秋的夜晚它是天空中非常著名的亮星,呈银白色。距地球16.7光年,它的直径为太阳直径的1.6倍,表面温度在7000左右,发光本领比太阳大8倍,目视星等为0.77等。它与织女星隔银河相对。古代传说牛郎织女七月七日鹊桥相会。实际上牛郎织女相距16光年。即使乘现代最强大的火箭,几百年后也不曾相会。牛郎星两侧的两颗较暗的星为牛郎的一儿一女——河鼓一、河鼓三。传说牛郎用扁担挑着一儿一女在追赶织女呢。

  什么是北斗星?

  北斗星相对于北极星,位置也是基本不变的,但地球的自转会让人感到北斗星在绕着北极星转(其实是绕着地轴转),如果你在一个晚上持续地看北斗星,会发现它也是从东往西转,到了白天太阳出来就看不见它了。而当地球公转到其他位置的时候,比如转过半个公转轨道,这时候的晚上正好是半年前的晚上看到的宇宙空间的另一半,所以看到北斗星的指向就相当于半年前北斗星在白天的形式。在北天有排列成斗(杓)形的七颗亮星。我们常称它们为北斗七星。北斗七星属大熊星座的一部分,从图形上看,北斗七星位于大熊的背部和尾巴。这七颗星中有6颗是2等星,一颗是3等星。通过斗口的两颗星连线,朝斗口方向延长约5倍远,就找到了北极星。认星歌有:认星先从北斗来,由北往西再展开。初学认星者可以从北斗七星依次来找其它星座了。 北斗七星从斗身上端开始,到斗柄的末尾,按顺序依次命名为αβγδεζη,我国古代分别把它们称作:天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。从天璇通过天枢向外延伸一条直线,大约延长5倍多些,就可见到一颗和北斗七星差不多亮的星星,这就是北极星。道教称北斗七星为七元解厄星君,居北斗七宫,即:天枢宫贪狼星君、天璇宫巨门星君、天玑宫禄存星君、天权宫文曲星君、玉衡宫廉贞星君、开阳宫武曲星君、摇光宫破军星君。

天文学的基础知识(三)

什么是红巨星?
  当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星(main sequence)阶段,步入老年期时,它将首先变为一颗红巨星。称它为巨星,是突出它的体积巨大。在巨星阶段,恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。称它为巨星,是因为在这恒星迅速膨胀的同时,它的外表面离中心越来越远,所以温度将随之而降低,发出的光也就越来越偏红。不过,虽然温度降低了一些,可红巨星的体积是如此之大,它的光度也变得很大,极为明亮。肉眼看到的最亮的星中,许多都是红巨星。

  什么是红矮星
  在众多处于主序阶段的恒星当中,其大小及温度均相对较小和低,在光谱分类方面属于KM型。它们在恒星中的数量较多,大多数红矮星的直径及质量均低于太阳的三分一,表面温度也低于3500 K。释出的光也比太阳弱得多,有时更可低于太阳光度的万分之一。又由于内部的氢元素核聚变的速度缓慢,因此它们也拥有较长的寿命。红矮星的内部引力根本不足把氦元素聚合,也因此红矮星不可能膨胀成红巨星,而逐步收缩,直至氢气耗尽。也因为一颗红矮星的寿命可多达数百亿年,比宇宙的年龄还长,因此现时并没有任何垂死的红矮星。 人们相信,宇宙众多恒星中,红矮星占了大多数,大约75%左右。例如离太阳最近的恒星,半人马座的南门二比邻星,便是一颗红矮星,其光谱分类为M5,视星等11.0

  什么是白矮星?

  是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。白矮星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),体积比地球大不了多少,但质量却和太阳差不多!白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论,白矮星是在红巨星的中心形成的。

  什么是褐矮星?
  是构成类似恒星,但质量不够大,不足以在核心点燃聚变反应的气态天体。其质量在恒星与行星之间。

  什么叫黄道?

  是在一年当中太阳在天球上的视路径,看起来它在群星之间移动的路径,太阳在地球上沿着黄道一年转一圈,为了确定位置的方便,人们把黄道划分成了十二等份(每份相当于30°),每份用邻近的一个星座命名,这些星座就称为黄道星座或黄道十二宫。这样,相当于把一年划分成了十二段,在每段时间里太阳进入一个星座。在西方,一个人出生时太阳正走到哪个星座,就说此人是这个星座的。 
  什么是白道?

  是月球绕地球公转的轨道平面与天球相交的大圆。白道与黄道相交于两点。月球沿白道从黄道以南运动到黄道以北通过的那个交点称为升交点,与此相对的另一交点称为降交点。白道与黄道的交角在4°57′5°19′之间变化,平均值约为 5°9′,变化周期约为173 天。由于太阳对月球的引力,两个交点的连线沿黄道与月球运行的相反方向向西移动,这种现象称为交点退行。交点每年移动19°21′,约18.6年完成一周。这一现象对地球的章动和潮汐起重要影响。

  什么是星座?
  星座的定义:星座是投影在天球上一块区域的天体空间的总合,因此,说某某星座在银河系以内/以外都是不准确的说法。星座是指天上一群群的恒星组合。在三维的宇宙中,这些恒星其实相互间没有实际的关系,不过其在天球这一个球壳面上的位置相近。自古以来,人对于恒星的排列和形状很感兴趣,并很自然地把一些位置相近的星联系起来,组成星座。一些星座是古代的,还有一些是现代的。一些星座如狮子座可以追溯到古埃及的法老时代。另外一些星座是1600年左右有两名荷兰旅行家 Pieter·Keyser  Frederik·de Houtman 命名的,这些星座主要分布在南半球。当时他们在作环球旅行,看到了在欧洲不曾 见过的星空,然后创造了一系列极具想象力的动物的名字给这些星座命名。一个多世纪后Nicolas de Lacaille 为了纪念一些在工业革命中发明的工具,把南天一些零散的星组成了 新的星座:熔炉座、唧筒座和显微镜座。当然,很早以前南半球的土著民对自己头顶的星空 也有自己想象的图案,那是他们的星座。

  星座的来源?如何辨认星座
  星座起源于四大文明古国之一的古巴比伦,古代巴比伦人将天空分为许多区域,称为星座,不过那时星座的用处不多,被发现和命名的更少。黄道带上的12星座初开始就是用来计量时间的,而不像现在用来代表人的性格。在公元前1000年前后已提出30个星座。两河流域文化传到古希腊以后,公元2世纪,古希腊天文学家托勒密综合了当时的天文成就,编制了48个星座。希腊神话故事中的48个星座大都居于北方天空和赤道南北。16世纪麦哲伦环球航行时,不仅利用星座导航定向,而且还对星座进行了研究。1922年,国际天文学联合会大会决定将天空划分为88个星座,其名称基本依照历史上的名称。1928年,国际天文联合会正式公布了88个星座的名称。这88个星座分成3个天区,北半球29个,南半球47个,天赤道与黄道附近12个。人类肉眼可见的恒星有近六千颗,每颗均可归入唯一一个星座。每一个星座可以由其中亮星的构成的形状辨认出来。

  中国如何分星座?
  中国在观星上的成就要比西方早,中国人说三垣28宿,把天上星座分成三大块28类,而不是只有西方的12星座。其中最重要的就是紫微垣。中国的观星术,现在统称紫微星座,与西方的十二星座相区别。紫微星座共有十四主星,分别是紫微、天机、太阳、武曲、天同、廉贞、天府、太阴、贪狼、巨门、天相、天梁、七杀、破军。

 

黄道有哪十二星座?

  黄道星座大概是做著名的一组星座了。在西方传统中,黄道星座是环绕天球一整圈的 一组共12个星座。黄道十二星座包括:双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子 座、室女座、天秤座、天蝎座、射手座、摩羯座和宝瓶座。英语中 Zodiac(黄道)一词来 自希腊语,意思是动物的带。黄道十二星座中大部分为动物,但双子、室女、天秤、宝 瓶都不是动物,而射手座通常也绘成半人半兽。黄道十二星座对天文学家和占星学家都是很有意义的。黄道星座十分著名就是引文太 阳、月球、和可见的行星都在这一区域内运行。

天文学的基础知识(三)

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