天文基础知识

天文基础知识归纳整理：魏建雄古人将天上的恒星分成三桓二十八宿，二十八宿又被分成四象，每象七宿.三桓是靠近天顶附近的区域，四象是黄道附近的也就是四方的.再加上太阳、太阴（月亮）和金木水火土五个行星。这就组成了中国的星空观。三桓：三垣星是围绕着北极和比较靠近头顶天空的星象.分为紫微、太微、天市三区，二十八星：是古代中国将黄道和天赤道附近的天区划分为的二十八个区域。根据二十八星宿出现的方位，分为青龙、朱雀、白虎、玄武四象。东方苍龙：角宿，亢宿，氐宿，房宿，心宿，尾宿，箕宿。北方玄武：斗宿，牛宿，女宿，虚宿，危宿，室宿，壁宿。西方白虎：奎宿，娄宿，胃宿，昴宿，毕宿，觜宿，参宿。南方朱雀：井宿，鬼宿，柳宿，星宿，张宿，翼宿，轸宿。黄道十二星宫：太阳视运动经过12个星座称十二宫，大约每个月经过一宫，（12个星座大小一同，12个宫则平均占30度）（黄道：太阳在天球上视运动的轨道）春:双鱼宫白羊宫金牛宫 夏:双子宫巨蟹宫狮子宫秋:室女宫天秤宫天蝎宫 冬:人马宫摩羯宫宝瓶宫月地距离：38.4万千米（平均） 日地距离：15,000万千米（AU）最近的恒星是半人马座的比邻星：距离地球4.3光年银河系中最远的恒星：8万光年最近的星系（大、小麦哲伦星云）仙女星系：220万光年远距离星系：几亿光年〜上百亿光年北极星变迁的原因一一地轴进动地球是椭球体，并斜着身子绕太阳公转，太阳和月球的引力对地球赤道隆起的部分产生一个力矩，导致地球自转轴绕黄极作缓慢的圆锥运动（黄极是地球轨道平面的法线方向），约2.6万年绕黄极转一周北极星的变迁。现在是小熊座a（北极星），公元前3000年是天龙座右枢，公元14000年将是织女星。仙女座肉眼可见，仙女座大星云是人类认识的第一个银河系以外的星系猎户座主星a参宿四，红超巨星大犬座天狼星，全天最亮的恒星，其是双星系统，伴星是第一颗白矮星。（千Tin】7E'（天底）金牛座昴星团（（千Tin】7E'（天底）地球自转导致整个星空从东向西围绕我们运转一周，恒星每小时自西向东运行15度，4分钟1度；地球绕太阳的公转，每年365天转一周（360度）每天约移动1度，这导致恒星每天大约提前4分钟升出地平线，或者过中天。赤道坐标系基本圈：赤道、纬圈、经圈、子午圈点基本点：北天极（南天极）春分点（3月21日）第一赤道坐标系（时角坐标系）时角从子午圈起算，顺时针，时角随观测地不同、时间不同而变化。第二赤道坐标系（赤道坐标系）赤经从春分点起算，逆时针，赤经不随观测地及时间而变化。赤经参考点：春分点春分点在天球上的视位置和恒星一样也作周日运动，所以与恒星的距离不变坐标值不随时间变化，和观测地位置无关。在北极（南极）地区地平圈与天赤道平行，所有天体的周日平行圈与地平圈、天赤道平行，所有的北天（南天）的天体都围绕着北（南）天极转圆圈。永不下落。所有的南（北）天的天体都看不到在地球赤道地区：地平圈与天赤道垂直，所有天体的周日平行圈都与地平圈垂直没有永远不会落到地平线以下的星，也没有永不升起的星星南天和北天的天体都可以观测。距离单位天文单位： 太阳和地球之间的距离约1亿5千万公里，称为1个“天文单位”光年： 光1年走的距离（大约10万亿公里）秒差距（pc）：1秒差距等于3.26光年注：1秒差距的定义（见右图）：对1个天文单位的距离（日地距离）视差为1角秒时的距离为1秒差距（pc）1 yr"秒差距约等于3.26光年或30万亿公里恒星距离和恒星视差成反比恒星距离越远，它的视差越小TOC\o"1-5"\h\z恒星越近，视差越大 I距离（秒差距）=1/视差（角秒 丁、视星等公元前2世纪古希腊希帕恰斯首先用肉眼估计了星的亮度，按明暗程度分成6 I等级，星的亮度越大，星等越小。肉眼能见到的约有6000颗恒星。星等按等差级数增加，亮度按等比级数减小。1等星比6等星大约亮100倍，相邻2个星等的亮度差2.512倍（视星等不是恒星真实发光能力，有的星发光强度大，可看起来暗（距离远），可有的星发光强度不大，但看起来亮（距离近））取零星等的亮度（E）为单位普森公式：m=-2.5X1gE绝对星等把恒星移到10秒差距（32.6光年）处，再比较它们的亮度（目视星等），其目视星等叫做绝对星等。（相等的距离）视星等和绝对星等的关系：M=m+5-51ogD（m表示目视星等，M表示恒星的绝对星等，D表示恒星的距离（以秒差距为单位），由D和m算出恒星的绝对星等M。）如：天狼星的视星等是-1.45等，距离为2.7秒差距，绝对星等+1.5等。太阳离我们最近，看起来光辉夺目，它的目视星等达到-26.7等，绝对星等才只有+4.83等。24恒星的光度和亮度光度L（luminosity）:天体在单位时间内辐射的总能量，是恒星的固有量，单位：尔格/秒亮度F（brightness）:在地球上单位时间单位面积接收到的天体的辐射量。亮度的大小取决于三个因素：天体的光度、距离和星际物质对辐射的吸收和散射。光度和体积、温度的关系恒星的光度由其温度和表面积决定，温度愈高光度愈大。表面积愈大光度也愈大。光度大的恒星叫做巨星，光度比巨星更强的叫超巨星，光度小的称为矮星。光度大的巨星，体积也大。光度小的矮星，体积也小。25.测距法分光视差法测定出未知距离的恒星的特征谱线强度比率后就可求出绝对星等。再利用视星等、绝对星等和距离的关系式，求出恒星的距离。非常暗弱的恒星不可能获得光谱资料，分光视差法失灵。造父变星法

1784年，发现仙王座D星是变星，我国叫做“造父一”。造父一最亮时是3.6等，最暗时是4.3等，周期性变化（5.37天）。后来发现的造父变星越来越多，成为一种类型一一造父型变星。造父变星的光变曲线：变化周期几天至几月。造父变星越亮光变周期越长测出一批知道距离的造父变星得到变光周期和绝对星等，得到造父变星的光变周期和绝对星等的关系曲线。利用这个关系就可以根据造父变星的光变周期，由关系式M=m+5-5lgr，算出造父变星的距离。红移测距法方法多普勒效应：恒星远离我们而去，使谱线产生红移。星系和类星体都能测出其红移量。红移量=（观测波长一真正波长）/真正波长=v/c可以求出视向速度Vr，再有Hubble定律哈勃定律 r哈勃于1928年测定40多个星系的红移和距离，发现：视向速度（公里/秒）和距离（兆秒差距）成正比Vr=Hr（H是哈勃常数：50〜100公里/（秒•兆秒差距）由Z可以求出距离r）三角视差法近处的恒星可以用三角测量法，在地球上利用三角测量法的困难地球上的基线太短，地球直径1.3万公里（1.3X10—9光年），最近恒星4.3光年角度太小无法测量但地球轨道提供3亿公里基线，情况好转，可用测恒星周年视差的方法估计距离周年视差观测某一恒星，隔半年再观测一次，由于地球绕太阳作轨道运动，我们是在相距2倍日地距离在基线两端观测这颗恒星的。结果可发现恒星在天球上的视位置会发生变化，也就是有视差。测量其视差，便可以得到距离。（见右图）还有HR图法，和超新星法。超新星法一一认为某类超新星爆发时的光度是常值。例如最近根据Ia超新星爆发测量遥远星系的距离