7、恒星观测(精品).ppt

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1、 恒恒 星星 观观 测测 1、认识星座及天象观测认识星座及天象观测 2、恒星的观测方法、恒星的观测方法 3、天文望远镜简介、天文望远镜简介 1看看 星星 图图 星图种类類繁多星图种类類繁多 星图上的南北方向和普通地图相反星图上的南北方向和普通地图相反使用地图時，平放在地上使用地图時，平放在地上使用星图時，須要把星图使用星图時，須要把星图 高舉過頭，抬头看星空高舉過頭，抬头看星空2什么是黄道十二宫什么是黄道十二宫 太阳视运动经过太阳视运动经过12个星座称十二宫，个星座称十二宫，大约每个月大约每个月经过一宫，经过一宫，（12个星座大小相同，个星座大小相同，12宫平均各占宫平均各占30度角面积）度角

2、面积）春春 夏夏 秋秋 冬冬 1,双鱼宫双鱼宫 4,双子宫双子宫 7,室女宫室女宫 10,人马宫人马宫 2,白羊宫白羊宫 5,巨蟹宫巨蟹宫 8,天秤宫天秤宫 11,摩羯宫摩羯宫 3,金牛宫金牛宫 6,狮子宫狮子宫 9,天蝎宫天蝎宫 12,宝瓶宫宝瓶宫 黄道：太阳在天球上视运动的轨道黄道：太阳在天球上视运动的轨道3星座星座和恒星的名字和恒星的名字 古希腊人古希腊人：分成：分成48个星座，但只是北天的恒星。个星座，但只是北天的恒星。1928年，年，国际天文学联合会国际天文学联合会把全天分为把全天分为88个星座，个星座，其中沿用了很多希腊人起的名字。其中沿用了很多希腊人起的名字。88个星座大小不同，

3、星数差别很大，只是某一方向个星座大小不同，星数差别很大，只是某一方向的恒星，它们之间并没有确定的关系。的恒星，它们之间并没有确定的关系。神话人物类：神话人物类：仙女座，仙王座，武仙座，猎户座，仙女座，仙王座，武仙座，猎户座，动物类：动物类：大熊座，小熊座，金牛座，杜鹃座；大熊座，小熊座，金牛座，杜鹃座；仪器用具类：仪器用具类：罗盘座，罗盘座，时钟座，圆规座，六分仪座，时钟座，圆规座，六分仪座，显微镜座，望远镜座。显微镜座，望远镜座。4恒星如何取名 我国古代我国古代给一些亮星起的名字：天狼、北斗、大角、给一些亮星起的名字：天狼、北斗、大角、牛郎、织女、造父等。牛郎、织女、造父等。国际命名方法国际

4、命名方法：不能重名又要便于记忆：不能重名又要便于记忆 姓姓：星座名：星座名 名名：以希腊字母：以希腊字母表示星座中的不同亮度排队的星，表示星座中的不同亮度排队的星，例如：小熊座例如：小熊座?（北极星）是该星座中最亮的恒星。（北极星）是该星座中最亮的恒星。希腊字母希腊字母24个，故只能给个，故只能给2112颗星命名颗星命名 在希腊字母用完后接着再用阿拉伯数字继续排，在希腊字母用完后接着再用阿拉伯数字继续排，如小熊座如小熊座6星，大熊座星，大熊座56星等星等5其它命名：星云和梅西叶天体（星云和梅西叶天体（星云和梅西叶天体（星云和梅西叶天体（MM天体）天体）天体）天体）射电源、射电源、射电源、射电源

5、、X X射线源、射线源、红外源、紫外源；射线源、射线源、红外源、紫外源；射线源、射线源、红外源、紫外源；射线源、射线源、红外源、紫外源；超新星和超新星遗迹；超新星和超新星遗迹；超新星和超新星遗迹；超新星和超新星遗迹；脉冲星和类星体；脉冲星和类星体；脉冲星和类星体；脉冲星和类星体；河外星系；河外星系；河外星系；河外星系；都有自己的命名法都有自己的命名法都有自己的命名法都有自己的命名法 最普通的命名法：名字位置最普通的命名法：名字位置 如脉冲星：如脉冲星：如脉冲星：如脉冲星：PSR1133PSR113316166四季星空在地球上只能看见背着太阳方向的天空中的恒星在地球上只能看见背着太阳方向的天空中

6、的恒星在地球上只能看见背着太阳方向的天空中的恒星在地球上只能看见背着太阳方向的天空中的恒星地球绕太阳的公转导致星空也随季节的变化而不同地球绕太阳的公转导致星空也随季节的变化而不同地球绕太阳的公转导致星空也随季节的变化而不同地球绕太阳的公转导致星空也随季节的变化而不同 春春 季季 星星 空空 小熊座小熊座 星是北极星星是北极星 大熊座，大熊星座中有北斗七星，大熊座，大熊星座中有北斗七星，顺着斗勺边缘上两颗星的联线可找到北极星顺着斗勺边缘上两颗星的联线可找到北极星7 狮狮 子子 座座 头部由六颗星组成头部由六颗星组成 狮子座流星雨狮子座流星雨 99年热点天象（流星雨暴）年热点天象（流星雨暴）流星并

7、非来自狮子座，是辐射点流星并非来自狮子座，是辐射点 实际上是彗星喷发或分裂的流星群物质散布在其轨道上，实际上是彗星喷发或分裂的流星群物质散布在其轨道上，每当地球穿越彗星轨道时，就发生流星雨。每当地球穿越彗星轨道时，就发生流星雨。每年每年11月月17日左右，地球穿越狮子座流星群日左右，地球穿越狮子座流星群（坦普尔（坦普尔 塔特尔彗星轨道）就发生流星雨。塔特尔彗星轨道）就发生流星雨。33年出现一次流星雨暴，原因是这个彗星的周期是年出现一次流星雨暴，原因是这个彗星的周期是33年。年。8夏季星空 银河横跨天空银河横跨天空 天鹰座天鹰座 牛郎星牛郎星 在银河的东岸在银河的东岸 天琴座天琴座 织女星织女星

8、 在银河的西岸在银河的西岸 天鹅座天鹅座 在银河中在银河中 形如大形如大 十十字天鹅座字天鹅座X-1（X射线源）射线源）天鹅座天鹅座X-1（X射线源），是黑洞候选体，射线源），是黑洞候选体，黑洞看不见，但在双星系统中的黑洞可以感觉到它的存在，黑洞看不见，但在双星系统中的黑洞可以感觉到它的存在，双星观测可以估计伴星质量。双星观测可以估计伴星质量。天鹅座天鹅座X-1是密近双星，质量大于是密近双星，质量大于5.5太阳质量太阳质量,是黑洞的是黑洞的最可能候选者。最可能候选者。9秋季星秋季星空空 仙后座仙后座 有五颗相当明亮的恒星，排列成拉丁字母有五颗相当明亮的恒星，排列成拉丁字母 W 的形状的形状 W

9、字开口的一面正对着北极星字开口的一面正对着北极星 仙女座仙女座 肉眼可见肉眼可见,仙女座大星云仙女座大星云是人类认识的第一个银河系以外的是人类认识的第一个银河系以外的星系星系.1920年美国科学院年美国科学院 宇宙尺度宇宙尺度大辩论大辩论 仙女座大星云是否在银河系之外？仙女座大星云是否在银河系之外？没有结论。没有结论。1924年哈勃证实仙女座的距离为年哈勃证实仙女座的距离为90万光年，远在银河系之万光年，远在银河系之外确认是河外星系外确认是河外星系10冬季星空 猎户座猎户座 有三颗亮星，好比猎人的腰带有三颗亮星，好比猎人的腰带 主星主星?参宿四，红超巨星参宿四，红超巨星 大犬座大犬座 天狼星，

10、全天最亮的恒星天狼星，全天最亮的恒星 双星系统，伴星是第一颗白矮星双星系统，伴星是第一颗白矮星 金牛座金牛座 昴星团有七颗主要亮星昴星团有七颗主要亮星 蟹状星云和它的脉冲星蟹状星云和它的脉冲星 1054 1054年超新星爆发的遗迹年超新星爆发的遗迹 蟹状星云蟹状星云11天天 体体 的的 距距 离离 单单 位位 1 1天文单位天文单位天文单位天文单位(AU)=(AU)=太阳到地球的平均距离太阳到地球的平均距离太阳到地球的平均距离太阳到地球的平均距离 1.5 1.5 10 108 8公里公里公里公里 （1.51.5亿公里）亿公里）亿公里）亿公里）1 1光年光年光年光年(l.y.)(l.y.)0.9

11、5 0.95 10 101313公里公里公里公里 1 1秒差距秒差距秒差距秒差距 (pc)(pc)3 3 10 1013 13 公里公里公里公里 1pc 1pc 3.26 3.26 lyly.2.2 10 105 5 AU AU1Kpc1Kpc=10=103 3 pc(pc(星团与星系尺度星团与星系尺度星团与星系尺度星团与星系尺度)1Mpc1Mpc=10=106 6 pc(pc(星系团与宇宙尺度星系团与宇宙尺度星系团与宇宙尺度星系团与宇宙尺度)最近的恒星最近的恒星最近的恒星最近的恒星：半人马：半人马：半人马：半人马 (比邻星比邻星比邻星比邻星),1.3 pc(4.22),1.3 pc(4.22

12、 lyly.).)最近的疏散星团最近的疏散星团最近的疏散星团最近的疏散星团：毕星团：毕星团：毕星团：毕星团(HyadesHyades),44 pc(135),44 pc(135 lyly.).)最近的河外星系最近的河外星系最近的河外星系最近的河外星系：大麦云：大麦云：大麦云：大麦云(LMC)LMC)，52 52 KpcKpc目前发现的最远天体：目前发现的最远天体：目前发现的最远天体：目前发现的最远天体：180180亿光年亿光年亿光年亿光年 5500 5500 MpcMpc 12恒恒 星星 的的 距距 离离 测测 定定1、三角视差法：、三角视差法：太阳太阳地球地球周年视差周年视差 :sin=a/

13、ra=1AU 日地平均距离日地平均距离13式式中中视视差差角角的的单单位位为为弧弧度度，已已知知1rad=206 265”(角角秒秒)。周周年年视视差差用用角角秒秒表表示示，周周年年视视差差=1”的的恒恒星星与与地地球球的的距距离离了了为为206265 AU(天天文文单单位位)，这这个个距距离离定定义义为为1秒秒差差距距(1 pc)。换换句句话话说说，从从某某恒恒星星上上看看日日地地平平均均距距离离(1 AU)所所张张的的角角为为1”时时的的距距离离为为 1 pc。用用数数学学描描述述距距离离与与周周年年视视差差的的关关系为系为 r =1/由于恒星的视差由于恒星的视差一般都很小，故上式一般都很

14、小，故上式可以近似写为可以近似写为 a/r142、分光视差法用恒星光谱中某些谱线的强度、分光视差法用恒星光谱中某些谱线的强度比和绝对星等的线性经验关系，即由测定一比和绝对星等的线性经验关系，即由测定一些谱线对的强度比求绝对星等，进而求出距些谱线对的强度比求绝对星等，进而求出距离。常用的光谱线对有离。常用的光谱线对有:一次电离锶线一次电离锶线Sr407.8 nm与中性铁线与中性铁线FeI707.2 nm谱线的谱线的强度比强度比。3、此此外外，测测定定天天体体距距离离的的重重要要方方法法还还有有造造父父视视差差，它它是是利利用用造造父父变变星星的的周周期期和和光光度度(绝绝对对星等星等)的关系确定

15、恒星、星团或星系的距离。的关系确定恒星、星团或星系的距离。15恒星的绝对星等与光度恒星的绝对星等与光度l 恒星的视星等是指肉眼或通过天体辐恒星的视星等是指肉眼或通过天体辐射接收器所观测到的恒星亮度，实际上是射接收器所观测到的恒星亮度，实际上是接收到的星光的照度，由于恒星的距离不接收到的星光的照度，由于恒星的距离不同，所以它不能客观地反映恒星真正的发同，所以它不能客观地反映恒星真正的发光强度。为了比较恒星亮度的真实差异，光强度。为了比较恒星亮度的真实差异，天文学家规定在天文学家规定在10 pc的距离来比较恒星的距离来比较恒星的亮度，将恒星在的亮度，将恒星在10 pc处的视星等定义处的视星等定义为

16、绝对星等。为绝对星等。16 设恒星在设恒星在r。=10pc处亮度为处亮度为E0，在距离在距离r(pc)处的亮度为处的亮度为E，根据天体的亮度与距根据天体的亮度与距离的平方成反比，目视星等离的平方成反比，目视星等m和目视绝对和目视绝对星等星等M有如下关系有如下关系:E/Eo(ro/r)2 此式两边取对数，此式两边取对数，有有2.5 Ig(E/Eo)2.5 lg(10/r)2整理后得到目视星等与目视绝对星等的整理后得到目视星等与目视绝对星等的重要关系：重要关系：M=m 十十 55 lgr 由天体的距离可以求出绝对星等。由天体的距离可以求出绝对星等。17恒恒 星星 的的 大大 小小1、月掩星法、月掩

17、星法 当当恒恒星星被被月月球球边边缘缘掩掩食食时时会会产产生生星星光光的的衍衍射射图图像像。用用快快速速光光电电度度计计将将图图样样变变化化记记录录下下来来，并并与与模模拟拟不不同同角角直直径径光光源源被被月月球球掩掩食食的的理理论论衍衍射射图图样样对对照照，从从而而定出被掩食星的角直径。定出被掩食星的角直径。182、光光斑斑干干涉涉法法测测定定恒恒星星半半径径：用用大大望望远远镜镜对对恒恒星星进进行行快快速速拍拍照照。近近地地面面大大气气由由于于热热不不均均匀匀而而产产生生湍湍流流，这这些些大大气气湍湍流流元元的的尺尺度度平平均均在在10 cm左左右右，寿寿命命在在l0.001s之之间间。对

18、对恒恒星星快快速速曝曝光光(时时间间短短于于0.01s)时时，大大气气可可以以看看作作各各个个湍湍流流元元是是“冻冻结结”的的。在在根根据据恒恒星星的的角角直直径径与与辐辐射射强强度度分分布布的的干干涉涉图图样样的的关关系系，将将恒恒星星光光斑斑干干涉涉图图进进行行频频谱谱分分析析就就可可以以求求出出恒恒星星的的角角直直径径，如如果果再再知知道道它它的的距距离离，就就可可以以求求出出恒恒星星的的线线直直径径大大小小了。了。19恒星的质量与密度恒星的质量与密度1、目目前前，能能直直接接测测定定质质量量的的恒恒星星只只有有双双星星，可可以以根根据据两两个个星星互互相相绕绕转转的的运运动动规规律律，

19、直直接接测测定定其其质质量量。测测定定双双星星质质量量的的基基本本原原理理是是依依据据开开普普勒勒第第三三定定律律，两两颗颗星星系系统统的的总总质质量量与与轨轨道道半半长长径径的的立立方方成正比成正比，与轨道周期的平方成反比与轨道周期的平方成反比，即：即：m1/m2=a2/a2202、质光关系、质光关系 对对于于质质量量大大于于0.2太太阳阳质质量量的的主主序序星星，恒恒星星的的质质量量和和光光度度之之间间有有很很好好的的统统计计关关系系，即即恒恒星星的的质质量量越越大大，其其光光度度越越强强，除除了了特特殊殊天天体体外外，观观测测到到的的恒恒星星中中90的恒星都符合质量和光度的关系。的恒星都

20、符合质量和光度的关系。Lg(l/L)=3.8 lg(m/M)+0.08l、m 为恒星值；为恒星值；L、M为太阳值为太阳值213、恒星的密度、恒星的密度各类恒星的体积相差悬殊，可达数千亿倍以各类恒星的体积相差悬殊，可达数千亿倍以上，然而质量之差却很小，才相差几十至上上，然而质量之差却很小，才相差几十至上百倍，其密度相差的惊人程度就可想而知了。百倍，其密度相差的惊人程度就可想而知了。红超巨星的平均密度仅为水的百万分之一甚红超巨星的平均密度仅为水的百万分之一甚至万万分之一，非常稀薄。至万万分之一，非常稀薄。白矮星的密白矮星的密度比水大几万倍以上。如天狼星的伴星，其度比水大几万倍以上。如天狼星的伴星，其密度竟是水的密度竟是水的65000倍。更令人吃惊的是中倍。更令人吃惊的是中子星密度每立方厘米约子星密度每立方厘米约1亿吨重。一般而言，亿吨重。一般而言，恒星的内部密度并不均匀，从内到外密度逐恒星的内部密度并不均匀，从内到外密度逐渐减小。渐减小。22