地理学考研地球概论课件(全)高等教育出版社第二章 天球与天体

第二章天球和天体第一节天球一、天球1、天球的定义以地心为球心，以任意远为半径的假想球体，表示天体运动的辅助工具。天球示意图

天球的半径是任意的，所有天体，不论多远，都可以在天球上有它们的投影。2.天球的特性（1）它是一个假想的球体;（2）它的半径无限大;（3）所有的天体在天球上的位置都不是它的真实位置，而是投影在天球面上的视位置;（4）用天球球面上的视位置来表示天体，便于天体定位，在天文学上有实用意义。3.天体的视位置定义：从测站中心到天体的连线在天球上的交点，即天体在天球面上的投影点，称为天体的视位置。4.天体以地心为中心时，叫地心天球。以太阳为中心时，叫日心天球。一般指地心天球。二、天球的视运动1、天球周日运动：对于地球观测者，天球围绕我们以与地球自转相反的方向（向西），和相同的周期（1日）旋转，这称为天球周日运动。周日圈：天体周日运动行经的路线，天体愈近天极周日圈愈小，反之亦然。二、天球的视运动2、太阳周年运动：由于地球公转，使太阳在天球上形成的以一年为周期的位置移动，叫做太阳周年运动，方向向东。太阳周年运动方向向东(与地球公转方向相同)，其视行路线被称为黄道。1天球的视运动左：地球公转和太阳周年运动，二者都向东右：地球自转和天球周日运动，前者向东，后者向西由于地球自转而随同整个天球的运动，方向向西，日转一周；由于地球公转而相对于恒星的运动，方向向东，年巡天一周。太阳同时参与两种相反的运动：春：中天狮子太阳飞马夏：天蝎中天太阳猎户秋：飞马中天太阳狮子冬：猎户中天太阳天蝎夜半中星随季节的变化这是地球公转的反映。由夜半中星的变化间接推出太阳周年运动。><^AnIntroductiontoTheEarth三、天球上的圆和点三个基本大圆：地平圈，天赤道，黄道

地平圈：地平圈是通过地心，且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。它把天球分成可见和不可见两部分。

天赤道：天赤道是地球赤道平面的无限扩大，天球相割而成的天球大圆。天赤道分天球为南北两半球；

黄道：黄道是地球公转的轨道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。它就是太阳周年运动的视行路线；

大圆的极点：

地平圈两极：天顶(Z)和天底(Z′)天赤道的两极：天北极(P)和天南极(P′)黄道的两极：黄北极（K）和黄南极（K′）大圆的交点：

天赤道交地平圈：东点和西点；黄道交天赤道：春分点和秋分点。天球大圆的交点和远距点左：地平圈与天赤道的交点（东、西）和远距点(南、北、上、下)；右：黄道与天赤道的交点（二分）和远距点（二至点和无名点）。大圆的远距点：地平圈对于天赤道：南点和北点天赤道对于地平圈：上点和下点黄道对于天赤道：夏至点和冬至点天赤道对于黄道：无名点四、天球坐标1、球面坐标系概说基圈：球面坐标系的基本大圆，称为基圈。原点：球面坐标系中，经度度量的起点为原点。辅圈：辅圈是通过基圈的两极，且与基圈垂直的所有大圆。始圈：通过原点的经线叫始圈。球面坐标的一般模式四、天球坐标1、球面坐标系概说以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形，三个顶点分别是极点、原点和介点。纬度—纵坐标：球面上任一点相对于基圈的方向和角距离。经度—横坐标：标球面上任一点所在的辅圈平面相对于始圈平面的方向和角距离。球面坐标的一般模式两大类天球坐标系右旋坐标系：与天球周日运动（地球自转）联系，向西；左旋坐标系：与太阳周年运动（地球公转）联系，向东。2、地平坐标系用途：表示天体在天空中的高度和方位及其周日变化。圆圈系统：地平圈，子午圈，卯酉圈地平坐标系的圆圈系统：地平圈上4个相距90°的点：东、南、西、北点；得到子午圈（过南、北点）和卯酉圈（过东、西点）基本要点：基圈：地平圈辅圈：地平经圈原点：南点始圈：午圈纬度：高度经度：方位天体的地平坐标：高度和方位地平坐标系的圆圈系统：地平圈上4个相距90°的点：东、南、西、北点；得到子午圈（过南、北点）和卯酉圈（过东、西点）天体的地平坐标：高度和方位地平坐标系的作用：地平坐标系能把天体在当时当地的天空位置直观地、生动地表示出来。例如，若某人造卫星在某时刻的地平坐标值为：方位270°，高度45°，则说明，此时该人造卫星在正东方的天空，其仰角为45°。

中天天体在周日视运动过程中，其高度和方位角都在不断改变。当天体恰在观测者子午圈位置时，叫做天体的中天；每个天体每天都有两次中天，当天体高度达到最大时的中天，亦即距天顶较近的中天，叫做天体的上中天；当天体高度达到最小时的中天，亦即距天底较近的中天，叫做天体的下中天。3、第一赤道坐标系(时角坐标系)用途：用于时间度量圆圈系统：天赤道、子午圈和六时圈第一赤道坐标系的圆圈系统。天赤道上4个相距90°的点：东、西、上、下点；得到子午圈和六时圈。基圈：天赤道原点：上点始圈：午圈辅圈：赤经圈（时圈）纬度：赤纬经度：时角自上点沿天赤道向西度量天体第一赤道坐标系：赤纬和时角基本要点：4、地平坐标系与第一赤道坐标系的比较相同点:

都是右旋转坐标系,经度都是向西度量；始圈都是午圈；不同点:

基圈不同，原点不同联系:

仰极高度=天顶赤纬=当地纬度仰极高度＝天顶赤纬＝当地纬度地平座标系和第一赤道坐标系；始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤纬，方位不同于时角；二者的具体差异与当地的纬度有关；仰极高度体现地平系统与第一赤道向系统的关系。

5、第二赤道坐标系⑴

用途：表示天体在天球上的位置；⑵

圆圈系统：天赤道，二分圈和二至圈；第二赤道坐标系的圆圈系统。天赤道上4个相距90°的点：二分点和二个无名点；得到二分圈和二至圈。天体第二赤道坐标系：赤纬和赤经⑶基本要点：基圈：天赤道；原点：春分点；始圈：春分圈；辅圈：赤经圈（时圈）；纬度：赤纬，与第一赤道坐标系相同；经度：赤经，自春分点沿天赤道向东度量。春分点和天球上任何一点一样也参加周日运动。它在天球上连续两次由东向西通过某地子午圈的时间间隔，叫做恒星日。恒星时以春分点上中天的时刻作为起标点。6、恒星时7、黄道坐标系⑴用途：表示日月行星的位置及其运动；⑵圆圈系统：黄道，无名圈和二至圈；AnIntroductiontoTheEarth黄道坐标系的圆圈系统黄道上4个相距90°的点：二分点和二至点；得到无名圈和二至圈。天体的黄道坐标系：黄纬和黄经⑶基本要点：基圈：黄道；原点：春分点；始圈：无名圈；辅圈：黄经圈；纬度：黄纬；经度：黄经，自春分点沿黄道向东度量（为使太阳的黄经“与日俱增”）。相同点：都是左旋坐标系；

原点都是春分点；不同点：始圈不同；基圈不同。8.第二赤道坐标系与黄道坐标系的

区别和联系

第二赤道坐标系和黄道坐标系：赤经和黄经都向东度量：有共同的原点（春分点）。但第一赤道坐标系以天赤道为基圈，春分圈为始圈；黄道坐标系以黄道为基圈，以无名圈为始圈。所以，赤纬不同于黄纬，赤经不同于黄经。第二赤道坐标系和黄道坐标系AnIntroductiontoTheEarth9、第一赤道坐标系与第二赤道坐标系

的区别和联系相同点：基圈相同；

赤纬相同；不同点：原点不同；

始圈不同；

度量方式不同；AnIntroductiontoTheEarth基圈：天赤道原点：上点始圈：午圈辅圈：赤经圈（时圈）纬度：赤纬经度：时角自上点沿天赤道向西度量天体第一赤道坐标系：赤纬和时角基本要点：二者通过赤经与时角联系S（恒星时）=tr(春分点时角)S（恒星时）=t(恒星的时角)+a

（恒星的赤经）恒星中天：t=0则S（恒星时）=a

（恒星中天的赤经）

基圈相同（天赤道）因而有相关的纬度（赤纬）但始圈不同，因而时角不同于赤经；

二者的具体差异于当时的恒星时有关；

恒星时即春分点的时角，或上点的赤经。天体赤经＋天体当时时角＝当时恒星时S（恒星时）=tr(春分点时角)S（恒星时）=t*(恒星的时角)+a*（恒星的赤经）恒星中天：t*=0则S（恒星时）=a*（恒星中天的赤经）第一赤道坐标系和第二赤道坐标系第二节星座、星表和星名一、星座星座：为了便于认识恒星，古代天文学把天球上的恒星分成许多群落，叫做星座。1928年，国际天文学联合会正式公布国际通用的88个星座方案。同时规定以1875年的春分点和赤道为基准。根据88个星座在天球上的不同位置和恒星出没的情况，又划成五大区域，即北天拱极星座（5个）、北天星座（40～90°，19个）、黄道十二星座、赤道带星座（10个）、南天星座（-30～-90°，42个）。我国古代把天空分为三垣二十八宿三垣是北天极周围的3个区域，即紫微垣、太微垣、天市垣。二十八宿是在黄道和白道附近的28个区域，即东方七宿，南方七宿，西方七宿，北方七宿。东方青龙所属七宿是：角、亢、氐、房、心、尾、箕南方朱雀所属七宿是：井、鬼、柳、星、张、翼、轸西方白虎所属七宿是：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参北方玄武所属七宿是：斗、牛、女、虚、危、室、壁二、星图和星表我国：我国战国时代编制的《甘石星经》，载有121颗恒星的位置，是世界上最早的星表。石刻星图也属我过最早，我国南宋黄裳所作的石刻星图现保存于苏州市博物馆。甘石星经石刻星图二、星图和星表西方：《星云星团新总表》梅西耶天体（MessierObjects

简称M）《星云星团新总表》（NEWGeneralCatalogueofNebulaandClustersofStars）是目前广泛使用的星团、星云和星系的一个基本星表，简称NGC，它由丹麦天文学家德雷尔根据英国天文学家赫歇尔家族早期星表于1888年编制的。星表包含约8000个天体，后增至13000个天体。星表梅西耶天体（MessierObjects

简称M）它涵盖了天区各角落之星云、星团及星系等天体共110个，是法国18世纪中期一位著名天文学家查理斯梅西耶（CharlesMessier），以小口径望远镜对天上观测到的天体编排成的星表。星表三、星名星名：每个星座内的恒星，都按其视亮度的大小来排列。其名称为星座名+希腊字母。如小熊座α，猎户座β等。随着观测仪器的进步，观测到的天体越来越多，现代天文观测者所采用的命名法是编号法，以某种星座中星编排的号码来代替星座和星名。如NGC、M等。第三节天文学的距离单位天文单位(AU)：地月系质心相对于太阳的平均距离，通常也指日地平均距离，相当于1.4960×108km，用来表示太阳系内天体之间的距离。光年：9.4605×1012km=6.324×104AU秒差距:天体的周年视差为1″时与地球的距离，主要用于量度太阳系外天体的距离

1秒差距＝3.0857×1013km＝206265AU＝3.2621·y·第四节天体系统和结构一、天体天体：宇宙间的物质形体。自然天体：用肉眼和光学望远镜能观察到的天体：恒星、行星、小行星、卫星、彗星、流星、星云、星团、银河系、河外星系等。用射电望远镜能观察到的天体：白矮星、脉冲星和中子星，红外源、射电源、x射线、γ射线、类星体等。用间接方法或天体物理方法探测存在的天体：黑矮星、黑洞、白洞等。人造天体：人造地球卫星、宇宙火箭及其残骸碎片，行星际飞船和空间实验室等。天球内的主要天体是恒星和星云。1、恒星恒星：一般由稠密的物质组成，主要成分是氢。具有巨大的质量，很高的温度和很大的体积，自身能够发光和发热的天体。2.星云星云是由气体和尘埃组成的云雾状天体。大麦哲伦星云小麦哲伦星云星云按发光表现分为两类：

暗星云

亮星云①弥漫星云，本身发射暗弱辐射，外形不规则；②反射星云，因反射附近亮星的光而发亮；③行星状星云，典型的形态是表面有亮度很高的圆盘或圆环；④超新星遗迹，高速膨胀的气体云，是恒星爆发时抛射的物质。

上图：礁湖星云（M8）位于人马座，是银河上最亮的部分之一下图：玫瑰星云星云中的星团NGC2244，吹开气体，使星云看起来像一朵玫瑰花弥漫星云：本身发射暗弱辐射，外形不规则。

女巫头星云(IC2118)，星云并不会发光，星云中的星际尘埃反射参宿七的星光。参宿位于星云右边一张照片宽度之外的远处。星云是蓝色的，这是因为参宿七看是蓝色的，也是因为星际尘埃的颗粒对蓝光的散射效率比红光要好。反射星云：因反射附近亮星的光而发亮。位于天兔座的行星状星云IC418，距地球约两千光年。右上角是天坛座行星状星云针状星云，左下角是行星状星云IC44C6行星状星云：典型的形态是表面有亮度很高的圆盘或圆环。超新星1987A遗迹

（空间望远镜1994年2月图像）

超新星遗迹，高速膨胀的气体云，是恒星爆发时抛射的物质。

3、行星行星是沿着一定的轨道（一般是椭圆形轨道）环绕恒星运转的天体。它本身不发光，由于反射了中心天体的光才被观测到。4、小行星在火星和木星轨道之间有数量庞大的岩石状小天体，被称为小行星。5、彗星彗星是一种绕太阳运行、接近太阳时会产生弥漫的气体包层并往往出现发光长尾的小天体。彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运行的冰冻物质。彗星的奇特外貌是它通过近日点前后的暂时现象。彗星的结构（1）彗星的结构慧核慧发慧尾离子慧尾：较长、曲率较小尘粒慧尾：较短，曲率较大氢云：彗星慧发外由氢原子组成的云彗星结构（2）彗星的轨道椭圆：周期彗星抛物线：非周期彗星双曲线：非周期彗星（3）彗星绕太阳公转的周期长短不同

周期最短的是恩克彗星，为3年零106天；著名的哈雷彗星，周期是76年左右。哈雷1705年计算出它的轨道和周期。它于1986年2月9日通过近日点。下次经过近日点为2061年7月28日。中国人对哈雷彗星的记载，最早可上溯到殷商时代。更为确切的哈雷彗星记录是公元前613年（春秋鲁文公十四年）的“秋七月，有星孛入于北斗。”（《春秋左传·鲁文公十四年》）这是世界第一次关于哈雷彗星的确切记录。哈雷彗星轨道示意图探测器拍摄到的哈雷彗星彗核哈雷彗星彗星百武彗星百武彗星海尔-波谱彗星6、流星和流星体

行星际空间的尘埃微粒和固体块进入地球大气层，与大气分子发生剧烈摩擦而燃烧发光，在夜间天空中表现为一条光迹，这种现象就叫流星；造成流星现象的微粒称为流星体。偶现流星在整个夜晚的出现频数则不一样下半夜出现的比上半夜多，而且也比较明亮。原因在于下半夜的流星是由与地球迎面相遇或地球赶上流星，而上半夜只是追上地球的流星。流星通常是单个零星出现的，彼此间无关，出现的时间和方向也没有规律，平均每小时可看到10条左右，称为偶发流星。

流星雨在天空某一区域某一段时间内流星数目会显著增多，每小时几十条甚至更多，看上去就象下雨一样，这种现象称为流星雨。通常认为流星雨的出现与彗星有关。流星群起源于彗星接近太阳时散射出来的物质碎粒或是瓦解了的彗核。慧核会分布在整个彗星运动轨道上。一部分彗星的轨道可以与地球公转轨道相交，当地球穿越这种区域时便会因大批微粒进入地球大气层而形成流星雨。狮子座流星雨

狮子座流星雨平常年份流星数目并不多，只是每隔33年才有一次程度不等、规模较大的流星暴出现，这33年是母体彗星轨道运动的周期。狮子座流星雨狮子座流星雨狮子座流星雨一些主要的流星群名称可见日期出现率极大日期有关彗星天琴座流星群4月20日－4月24日4月22日1861Ⅰ宝瓶座η流星群5月2日－5月7日5月5日哈雷天琴座δ流星群7月22日－8月1日7月31日无英仙座流星群7月27日－8月16日8月12日1862Ⅲ猎户座流星群10月17日－10月25日10月21日哈雷金牛座流星群10月25日－11月25日11月8日恩克狮子座流星群11月16日－11月19日11月17日1866Ⅰ坦普尔－塔特尔双子座流星群12月7日－12月15日12月14日无7、陨星如果流星体没有完全燃烧而坠落到地表，便称之为陨星。

研究分析陨星在天文学上有着重要的意义。8、星系大量的恒星和星际物质组成的集合体叫星系。太阳系所属的星系，叫银河系。河外星系：银河系以外的星系统称河外星系；星系群：相互邻近的星系结合成星系群；银河系所属的星系群，叫本星系群；星系团：比星系群更加庞大的天体系统。一个星系团包含几百甚至几千个星系；总星系：比星系团更高一级的天空世界为总星系。包括现有观测工具所能涉及的全部宇宙空间和已被察觉的10亿个星系。旋涡星系草帽星系网状星系M51是位于猎犬座的一个典型的旋涡星系，距离约2千3百万光年。直径约6万5千光年，是最明亮也最美丽的星系之一。旁边是另一个小些的星系.位于仙女座的M31，是距离我们银河系最近的主要星系。它被认为是一个与银河系相似的星系，估计有10亿颗恒星。M31距离我们约2百万光年，目前我们对它的大部情况还不清楚。⑴哲学宇宙宇宙无限；空间无限：无边无际（无边界，形状和中心）；时间无尽：无始无终（无起源，年龄和寿命）。⑵科学宇宙：指总星系时间上有起源、空间上有边界；二、宇宙大爆炸宇宙学（Big-bangcosmology，1929）在宇宙膨胀理论的基础上发展起来。主要观点：宇宙有一段由热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的。而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。，这一从热到冷，从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。大爆炸宇宙学模型大爆炸模型描述的宇宙的诞生、演化（1）大爆炸宇宙开始于一个初始奇点。（2）宇宙爆涨根据现有的粒子物理理论，可推知大爆炸后10-43秒的情况。（3）4秒钟以后温度降至109K以下。（4）3分钟之后温度降到108K。（5）随后的100万年，原子生成。（6）今日宇宙大约已有100多亿年了。大爆炸的整个过程：大爆炸模型能统一地解释以下几个观测事实：所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比温度下降至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。观测到河外天体有系统性的谱线位移，而且红移与距离大体呈正比。如果用多普勒效应来解释、那么红移就是宇宙膨胀的反映。在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度产生很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一事实。根据宇宙膨胀速度，以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一具体历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一的伽莫夫曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度。1965年，在微波波段上，果然探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度约3K。

上述观测事实无论在定性上还是在定量上都同大爆炸理论的预言相符。但是，在星系的起源和各向同性分布等方面，大爆炸宇宙学还存在着一些未解决的困难问题。第五节恒星由内部能源产生辐射而发光的大质量球状天体。是宇宙间普遍存在着的一种天体。也是组成物质宇宙最基本的单位天体。恒星的空间速度及其两个分量：视向速度和切向速度（自行）。一.恒星及其自行恒星空间速度的两个分量：视向速度和切向速度。恒星自行：恒星的切向速度在天球上表现的位移叫自行.

北斗七星的自行及形状变化恒星的自行，没有统一的方向和速率；自行最快的恒星是蛇夫座的巴纳得星，它的切向速度每年10.31″。二、恒星的发光和光谱1、恒星的发光要有巨大的质量：能自行发光的天体，其质量至少要达到太阳质量的百分之几到百分之十。恒星演化史上某个阶段的现象：恒星只是在它生命史上的某个阶段才有发光现象，而且，在不同的演化阶段，会发出不同的光。2、恒星的光谱

“如果由产生连续谱的光源发出的光穿过比较冷的气体（或蒸气），那么气体就从光谱的全部光线中只吸收那些它自己在炽热状态下发射的光线”——克希霍夫在多数恒星的内部，温度高且发出连续光谱；恒星外层大气的温度较低，其中的物质就对内部来的连续谱辐射进行了“选择吸收”，于是就在连续谱上形成了外层大气物质的吸收线。2、恒星的光谱通过对恒星光谱的观测和分析研究，我们了解到恒星表面大气层的温度、压力、密度、化学元素的成分、质量、体积、自转运动、距离和空间运动等一系列物理化学性质。

光谱中的吸收线和发射线反映恒星化学组成(化学组成大同小异，主要成分是氢)；恒星的光谱反映恒星温度的高低。恒星光谱类型表1恒星光谱的分类光谱型恒星表面温度恒星颜色光谱型主要特点O40000～25000K蓝色有电离的谱线，氢线减弱B25000～12000K蓝白色中性氦谱线，氢线增强A11500～7700K白色氢线特强，并有电离钙的谱线F7600～6100K黄白色电离钙及金属线强，氢线减弱G6000～5000K黄色电离钙及金属线强，氢线弱K4900～3700K红橙色电离钙及金属线强，有部分CH和CN吸收带M3600～2600K红色氧化钛分子带很强，金属线很强三、多普勒效应红移：天体光谱如果发生了红移（波的频率降低，波长变长），表明该天体正在退行；紫移：若谱线发生紫移（波的频率升高，波长变短），该天体就在向我们接近。四、恒星亮度和光度亮度：恒星的明暗程度；光度：恒星本身的发光强度；星等：视星等m和绝对星等M；视星等:亮度等级；绝对星等:光度等级；

星等越小，亮度越大。若相邻两星等的亮度比率(级数的公比)为R，则

R5=1005lgR=2 lgR=0.4R=2.512星等相差1等，恒星的亮度相差2.512倍；星等以等差级数增大，亮度以等比级数递减；太阳的亮度是一等星亮度的(2.512)27.74=1300亿倍。假设有两个恒星，其亮度为E和E0，星等为m和m0。则：

E0/E=2.512m-m0两边取对数，且有lg2.512=0.4，得：

lgE0-lgE=0.4(m-m0) m-m0=2.5(lgE0-lgE) 如果取零等星(m0=0)的亮度E0=1，则

m=-2.5lgE普森公式，只要是明确的零星等和它的标准亮度即平均亮度，就可以根据恒星的亮度E推算视星等m恒星的亮度与其距离远近有关。光源的视亮度与其距离的平方成反比;为了比较不同恒星的光度，必须移到同一距离上，这个标准距离为10秒差距，合32.6光年；标准距离10秒差距下的恒星亮度称绝对亮度，其星等称绝对星等。设EM表示绝对亮度，M表示绝对星等，Em表示视亮度，m表示视星等，d表示实际距离，则

EM/Em=2.512(m-M)

恒星亮度与距离平方成反比，设10秒差距时的亮度为EM，如以秒差距为单位，则：

EM/Em=

d2/102

d2/102=2.512(m-M)d2/102=2.512(m-M)两边取对数，且有lg2.512=0.4，则：2lgd-2=0.4(m-M

)m-M

=5lgd-5M=m+5-5lgd只要测定恒星的绝对星等，便可求知该星的距离。请计算太阳的绝对星等太阳的绝对星等M=-26.74+5-5lg(4.84813×10^(-6))=-26.78+5-5*(-5.31)=4.73

太阳的绝对星等为4.73等。

赫罗图(Hertzsprung-Russeldiagram，简写为H-R

diagram)是丹麦天文学家赫茨普龙及由美国天文学家罗素分别于1911年和1913年各自独立提出的。横坐标——恒星的光谱型，因恒星的光谱型与表面温度有关，因此横坐标也表示恒星的表面温度。纵坐标——恒星的绝对星等，因绝对星等是光度的一种量度,因此纵坐标也表示恒星的光度。五、赫罗图赫罗图以恒星的光谱型（或温度）为横坐标，以它的光度（或绝对星等）为纵坐标，每颗恒星按照各自的光谱型和光度，在图上占有一定的位置。太阳位于主星序的中部，可见它是一颗很典型的恒星。光谱-光度图恒星演化机制模型：

白矮星诞生主序星红巨星中子星黑洞红巨星收缩时，核心部分收缩最猛烈，外部处在较弱的引力下。核心温度因猛烈收缩而急剧上升，由此掀起的热浪会把外层气壳抛掉，当红巨星的外壳消散，残存质量小于1.3个太阳质量，它将变成高密度的白矮星。若剩余质量在1.3至2.0太阳质量之间，则会进一步塌缩为致密的中子星。若残存质量大于2.0个太阳质量，则根据理论将会塌缩到史瓦西半径，形成一个黑洞。赫罗图的应用求主序星的距离：只需知道恒星的光谱型，便可从它在赫罗图主星序的相应位置，直接得知其光度，再根据恒星的视亮度，就能按平方反比定律求知其距离

反映恒星的演化过程:白矮星诞生主序星红巨星中子星黑洞1、单星，双星，星团2、变星，新星，超新星3、巨星，超巨星，白矮星4、脉冲星，中子星六、恒星的多样性英仙座中一个黯淡的双星系统，距离地球25光年。1994年6月哈勃太空望远镜的暗星体照相机记录了这一张可分辨Gliese623双星系统中单独恒星的照片。这两颗恒星的距离大约是地球与太阳距离的两倍。

双星双星（光学双星、物理双星）1、单星，双星，星团光学双星：在天球上投影位置很靠近，但实际在视线方向上相距很远，并无物理上的联系，又叫视双星或假双星；物理双星：两个子星空间距离接近，由于相互吸引而相互绕专，是真正的双星。有的双星在相互绕转时，会发生类似日食的现象，从而使这类双星的亮度周期性地变化。称为食双星或食变星。有的双星，不但相互之间距离很近，而且有物质从一颗子星流向另一颗子星，称为密近双星。星团（疏散星团、球状星团）1、单星，双星，星团星团是由于物理上的原因聚集在一起并受引力作用束缚的一群恒星。星团按形态和成员星的数量等特征分为两类：疏散星团和球状星团。疏散星团：昴星团、毕星团星团（疏散星团、球状星团）1、单星，双星，星团疏散星团形态不规则，包含几十至二、三千颗恒星，成员星分布较松散。少数疏散星团用肉眼就可以看见，如金牛星座中的昴星团(M45)和毕星团。疏散星团的直径大多数在3至30多光年范围内。昴星团:昴星团由大约1000多颗恒星组成，眼睛直接看到的只有六七颗，它离我们约417光年。疏散星团1、单星，双星，星团1、单星，双星，星团球状星团：半人马座内的ω星团南天肉眼可见。在50光年直径的范围内有一百万颗以上的恒星球状星团呈球形或扁球，是紧密的恒星集团。这类星团包含1万到1000万颗恒星。用望远镜观测，在星团的中央恒星非常密集，不能将它们分开。球状星团的直径在15至300多光年范围内。球状星团半人马座内的ω星团南天肉眼可见。在50光年直径的范围内有一百万颗以上的恒星。武仙座中的球状星团2、变星，新星，超新星(1)变星亮度会随时间变化的恒星，称为变星。外因变星：双星的两颗子星相互掩食，称为食变星（食双星）；内因变星：脉动变星和新星、超新星脉动变星：星体发生有节奏的大规模运动的恒星，最简单的形式是半径周期性地增大和缩小。动画为连续拍摄的变星图像处理而成，中间偏下为变星。2、变星，新星，超新星1975年天鹅座新星爆发前1975年天鹅座新星爆发后新星：亮度在短时间内（几小时至几天）突然剧增，然后缓慢减弱的一类变星，星等增加的幅度多数在9等到14等之间。一般认为，新星产生在双星系统中。这个双星系统中的一颗子星是体积很小、密度很大的矮星（可以认为是白矮星），另一颗则是巨星。两颗子星相距很近，巨星的物质受到白矮星的吸引，向白矮星流去。这些物质的主要成分是氢。落进白矮星的氢使得白矮星"死灰复燃"，在其外层发生核反应，从而使白矮星外层爆发，成为新星。2、变星，新星，超新星2、变星，新星，超新星超新星：爆发规模更大的变星，亮度的增幅为新星的数百至数千倍（相当于再增加6至9个星等）。超新星爆发的形式有两种：一种是质量与太阳差不多的恒星，是双星系统的成员，并且是一颗白矮星。这类爆发与新星的差别是核反应发生在核心，整个星体炸毁，变成气体扩散到恒星际空间。

还有一种超新星，原来的质量比太阳大很多倍，不一定是双星系统成员。这类大质量恒星在核反应的最后阶段会发生灾难性的爆发，大部分物质成气壳抛出，但中心附近的物质留下来，变成一颗中子星。超新星1987A爆发前后的图片2、变星，新星，超新星

发现于1987年的超新星SN1987A爆发。爆炸将物质以每小时60多万公里的速度抛出，形成一个发光的圆环。圆环上亮点其温度高达数十万度。位于大麦哲伦星云，距离我们约16万光年，是银河系以外的星系成员。2、变星，新星，超新星2004年7月31日，日本业余天文学家发现的超新星。超新星距离约1100万光年。尽管它非常遥远，仍是十余年来所观测到的最近的超新星。这颗超新星被命名为SN2004dj，爆炸相当于200万个太阳在燃烧。2、变星，新星，超新星同一个星系，上面的摄于1991年，下面的摄于1987年。超新星的威力可见一斑2、变星，新星，超新星3、巨星、超巨星和白矮星巨星是指在相同光谱型下，光度比主序星强，比超巨星弱得多，体积比主序星大，比超巨星小得多的恒星。由于主序星中心区的氢不断进行聚变反应，恒星的体积逐渐增大。表面积增大后，辐射能的增加赶不上表面积的增大，恒星表面的温度降低。由于表面积增大，恒星光度变大。于是，恒星就离开了赫罗图主序星的位置，向右上方移动，变成温度低、颜色红、体积大、光度高的红巨星。3、巨星、超巨星和白矮星参宿四位置，及其大小与太阳系行星轨道的对比。白箭头所指为红超巨星心宿二，蓝箭头是M4球状星团3、巨星、超巨星和白矮星超巨星：指宇宙中光度最亮的恒星（比太阳大5000甚至10万倍），在赫罗图上位置最靠上。有蓝超巨星、黄超巨星和红超巨星。肉眼所见最亮的蓝超巨星是参宿七(左图)和天津四（下图）；3、巨星、超巨星和白矮星圈中为白矮星3、巨星、超巨星和白矮星3、巨星、超巨星和白矮星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。白矮星是一种晚期的恒星；白矮星的密度极高。3、巨星、超巨星和白矮星

在白矮星内部，存在着难以想象的高压，原子的外壳被挤破了，原子核和电子被挤成团，原子核之间不再是分散的，而是排列得紧紧的。这就使得整个星球的体积大大缩小，而重量却不减少。它的密度就变得特别高。可见白矮星并不是长不大的恒星，而是“压缩”了的恒星。

圆圈内是白矮星3、巨星、超巨星和白矮星圈中为白矮星猫眼星云，白矮星位于中央3、巨星、超巨星和白矮星星云中部有一颗白矮星3、巨星、超巨星和白矮星白矮星是在恒星演化到晚年时才形成的。如果恒星残存质量较小，恒星外层的物质挡不住中心的引力而发生收缩，它将变成高密度的白矮星。收缩过程中释放出很大的能量使白矮星白热化，表面温度能高达1万摄氏度以上。这就是白矮星发白光的原因。蛇夫座的蝴蝶星云：它中心的白矮星正从一颗比它大的伴星那里吸引过来物质，形成一个气体和尘埃组成的旋转着的圆盘。当红巨星将它的外层吹走时，这个圆盘便改变成为两股喷发的柱状，并以每秒300公里的速度喷出。蝴蝶星云距离地球2100光年，年龄约1200年左右。它是最美丽的行星状星云之一。4、脉冲星和中子星中子星是一种据认为主要由中子构成、密度极高的恒星。在中子星里，压力是如此之大，电子被压缩到原子核中，同质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成。中子星的密度极高，约为水的1014倍，中子星的密度比白矮星还要高出1亿倍以上。每立方厘米的这种物质，可达几亿吨到10亿吨。中子星会周期性地向外发射射电波。因此，中子星又称为“脉冲星”。箭头所指为蟹状星云中央的脉冲星

4、脉冲星和中子星

“脉冲星”名称是指天体辐射的表现形式；“中子星”则表明这种恒星的物理实质。它已被观测所证实。蟹状星云及拍摄的脉冲星脉冲发射记录

4、脉冲星和中子星上面两图是哈勃太空望远镜拍到的。箭头所指为科学家所认为的中子星。左图中子星直径估计不大于28公里。目前人们还没有发现其他天体会像中子星那样小且热而暗淡。4、脉冲星和中子星正在诞生年轻恒星的M51恒星系