银河系河外星系与活动星系PPT学习教案

1、会计学1天文学基础星系2第1页/共51页天文学基础星系3光学波段光学波段第2页/共51页天文学基础星系4近红外图 2 m第3页/共51页天文学基础星系5射电图 21cm HI第4页/共51页天文学基础星系6X 射线图 第5页/共51页天文学基础星系7Gamma 射线图第6页/共51页天文学基础星系81.银河系主要由哪几部分组成 ? 太阳在什么地方 ? 2.年老和年轻的恒星分别在什么地方最有可能发现 ? 3.恒星在什么地方形成 ?4.如何知道星系中存在暗物质晕 ?5.晴朗的天空为什么是蓝的 ? 为什么云是白的 ?第7页/共51页天文学基础星系9第8页/共51页天文学基础星系10结论是：结论是：银

2、河系是扁平状的，太阳在中心附近。 Herschel 被认为是银河系天文学之父。第9页/共51页天文学基础星系11结论一样：结论一样：银河系是扁平状的，太阳在中心附近。第10页/共51页天文学基础星系12Shapley (美国，1885-1972): 球状星团的空间分布(1920) 推翻了日心说, 500年Globular Cluster ： 球状星团球状星团人马座方向第11页/共51页天文学基础星系13 球状星团是银河系的子系统。围绕银河系中心球对称分布 太阳岛银心的距离为 16 kpc 银河系是扁平的，直径 100 kpc 第12页/共51页天文学基础星系14Kepteyn 1900 Sha

3、pley 1920第13页/共51页天文学基础星系15第14页/共51页天文学基础星系16尺度：尺度： 核球：半径 大约 3 kpc 银盘：半径 大约 15 kpc 银晕：半径 大约 50 kpc 太阳离银心大约 8 kpc物质：物质：核球：各种年龄，金属丰度的 恒星和星团，有气体， 尘埃银盘：比较年轻的恒星， 气体，尘埃 疏散星团，旋臂银晕：年老的恒星，球状星团第15页/共51页天文学基础星系171。旋臂结构2。自转曲线3。暗物质4。恒星成分5。星团分布6。星际介质第16页/共51页天文学基础星系18第17页/共51页天文学基础星系19引力增强第18页/共51页天文学基础星系20rGMv2“

4、银盘自转” 恒星/星云绕转运动观测结果:第19页/共51页天文学基础星系21引力效应银河系几乎所有可视物质都在大约15 kpc以内, 如果只有可视物质,当 r 15 kpc后, V应下降实际情况:自转曲线变平自转曲线变平rGMv2观测结果观测结果Keplerian motion：M： 可视物质 第20页/共51页天文学基础星系22 许多河外盘星系也有类似情况 应有相当数量的不可见物质,以维持高轨道速度第21页/共51页天文学基础星系23恒星：恒星：所有的恒星都绕银心运动，较差运动太阳：V = 220 km/s, r =8.5kpc, P = (2r/V) = 2.4 亿年 太阳诞生以来绕银河系

5、中心转 20次 旋臂：旋臂：包含亮O,B型星(大质量,年青星),HII星云 英仙臂, 人马臂, 猎户臂, 巨尺臂, 天鹅臂第22页/共51页天文学基础星系24星族星族 I ( POP I ) : 银盘上 圆轨道运动 年轻, 金属含量高星族星族 II ( POP II ) : 银晕里 随机运动,轨道偏心率大 年老, 金属含量低第23页/共51页天文学基础星系25球状星团M22疏散星团M67 球状星团(Globular Cluster) 10 5 - 7 颗恒星组成, 结构紧凑, 球对称分布 疏散星团(Open Cluster) 10 2 - 3 颗恒星组成 结构松散, 不规则分布第24页/共51

6、页天文学基础星系26GC: 分布在银河系晕中 银心对称 年老恒星组成OC: 分布在银盘上 银面对称 年轻恒星组成第25页/共51页天文学基础星系27 恒星之间并不是没有东西的恒星之间并不是没有东西的 存在星际介质: 气体(99%) 和尘埃, 磁场,荷电粒子 气体中 : 90% H, 其它主要是 He 1. 冷气体: 原子氢 (H) 或分子氢 (H2) 2. 热电离气体 (一般在年轻恒星周围) ( HII 区 ) 恒星的发源地 第26页/共51页天文学基础星系28温度: 100K 密度: 10-100 atoms/cm3. H 原子21cm谱线观测来研究第27页/共51页天文学基础星系29第28

7、页/共51页天文学基础星系30 H2 CO, NH3, CH, OH, CS, 等等100多种分子多种分子 尘埃尘埃 巨分子云 Giant Molecular Cloud (GMC) : 质量: 106 M 直径: 150 l.y.银河系内有几千个GMC 巨分子云内部核区: 直径 2-3 l.y. 温度100K 密度 107-109 molecules/cm3. 这些区域是恒星形成开始的地方恒星形成开始的地方 第29页/共51页天文学基础星系31HIH2第30页/共51页天文学基础星系32可见光 红外波段猎户星云Orion Nebula第31页/共51页天文学基础星系33第32页/共51页天文

8、学基础星系34尘埃形成尘埃形成: 恒星演化到红巨星时,在它的冷的外壳会形成尘埃 然后随红巨星星风扩散到星际介质中. 第33页/共51页天文学基础星系35 消光消光 extinction 星光变暗 1 / 红化红化 reddening 尘埃尺度与波长相当 短波被散射,看上去 会较红 红化效应第34页/共51页天文学基础星系36看到蓝天看到红太阳光的散射与波长有关第35页/共51页天文学基础星系37空气：空气：10 19 atoms cm3 地面实验室：地面实验室：10 7 atoms cm3第36页/共51页天文学基础星系38Globular Cluster 球状星团球状星团Open Clust

9、er 疏散星团疏散星团Bulge 核球核球Halo 晕晕 第37页/共51页天文学基础星系39第38页/共51页天文学基础星系40第39页/共51页天文学基础星系41第40页/共51页天文学基础星系42太阳最近的天体4.22光年10光年银河系中心方向第41页/共51页天文学基础星系43银河系中心方向太阳第42页/共51页天文学基础星系44银河系中心方向太阳在猎户座旋臂上太阳在猎户座旋臂上人马座旋臂猎户座旋臂英仙座旋臂第43页/共51页天文学基础星系4510万光年银河系中心太阳第44页/共51页天文学基础星系46银河系光学波段图大麦哲伦云小麦哲伦云银河系中像太阳一样的恒星大约有1000多亿颗， 人肉眼可见的大约只有 6000 颗恒星太阳银河系中心距离 3万光年 第45页/共51页天文学基础星系47太阳大麦哲伦云人马座矮星系小麦哲伦云银河系第46页/共51页天文学基础星系48仙女