天文学导论 (4)
自然科学公共选修课程——科学基础
自然科学公共选修课程——科学基础天文学导论 (278)物理学思想史与自然哲学 (280)等离子体科学和应用 (282)太空之旅 (284)创新与发明 (286)中国古代冶铸技术 (287)电影中的科学理念探讨 (289)思维能力与工程制图 (290)激光与现代生活概论 (293)营养化学 (295)美容化学 (297)《天文学导论》课程教学大纲一、课程名称天文学导论Introduction to Astronomy二、课程编码1405961三、学时与学分32/2四、先修课程无五、课程教学目标本课程为非天文专业的理工科或文科学生普及天文学知识而开设。
内容包括宇宙概貌，太阳系，九大行星，地球，月球，日蚀，月蚀的形成原因，恒星的形成，演化与死亡的规律。
致密星如中子星和黑洞的特征，星系的概念以及宇宙大爆炸学说等天文学基础知识。
讲授采用双语教学，配合大量多媒体精采图片以及天文学科普电影资料，以形象描述为主，基本上不用数学公式。
这样既可以去除学生的畏难情绪，又可以激发学生探索宇宙奥秘的兴趣，使他们感到确有收获。
六、适用学科专业全校各专业七、基本教学内容与学时安排Chapter 1 The universe at different scales (宇宙的不同尺度) （1学时）Chapter 2 The earth and the sky (地球和天空) （2学时）Chapter 3 Lunar phases, tides and eclipses (月相, 潮汐和蚀) （2学时）Chapter 4 The origin of modern astronomy (现代天文学的起源) （2学时）Chapter 5 Theory of motion and gravitation (运动理论和引力) （2学时）Chapter 6 Relativity (相对论) （2学时）Chapter 7 The solar system (太阳系) （2学时）Chapter 8 Measuring stars (测量恒星) （2学时）Chapter 9 The sun (太阳) （2学时）Chapter 10 The formation of stars (恒星的形成) （2学时）Chapter 11 Stellar evolution (恒星的演化) （2学时）Chapter 12 The deaths of stars (恒星的死亡) （2学时）Chapter 13 Neutron stars (中子星) （2学时）Chapter 14 Black holes (黑洞) （2学时）Chapter 15 Galaxies (星系) （1学时）Chapter 16 Cosmology (宇宙学) （1学时）附录A Electromagnetic radiation (电磁辐射) （0.5学时）附录B Atoms (原子) （0.5学时）复习（2学时）八、教材及参考书根据原版教材的简写版本编写，学生采用该教材的影印本278原版教材: Astronomy—The Solar System and BeyondAuthor: Michael A. Seeds (Joseph R. Grundy Observatory, Franklin and Marshall College) Press: Wadsworth Publishing Company (1998)天文爱好者杂志电影资料: 天文百科大全(York Films of England)第一集: 太阳系的诞生; 太阳, 水星, 金星, 地球, 月球;第二集: 银河系, 哈勃太空望远镜, 星系, 类星体, 大爆炸宇宙学, 黑洞, 暗物质;第三集: 观星史, 食与极光, 小行星, 宇宙辐射, 生命的探索第四集: 人造卫星, 太空先驱, 太空生活, 太空探测, 太空站;第五集: 火星, 木星, 土星, 天王星与海王星, 冥王星与彗星.电影资料: 美国《太空探索》系列第一集: 阿波罗登月计划;第二集: 人类太空探索的历史;第三集: 探索太阳系第四集: 走进宇航员世界;第五集: 美国太空发展四十年;第六集: 神秘火星的过去,现在和未来九、考核方式书面考试, 开卷, 英文试题(问答题), 可以用中文或者英文答题279《物理学思想史与自然哲学》课程教学大纲一、课程名称物理学思想史与自然哲学History of Physics Thoughts & Nature Phyilosophy二、课程编码1405991三、学时与学分24/1.5四、先修课程无五、课程教学目标（一）使学生从物理学史的角度来了解人类人探索自然的历程；（二）使学生了解哲学对科学发展怎样起着高屋建瓴的作用；（三）通过对物理学史上重要理论提出背景的讲解，告诉学生伟大的科学家们是怎样从平凡的现象中发现突破口，而做出重要的发现，使学生们从中受到启发，学会用新的、敏感的眼光去看待周围的事物，做一个科学上的有心人。
天文学导论
天文学导论是一门介绍天文学基础知识的课程。
天文学是研究天体及宇宙现象的学科，它涉及的内容非常广泛，包括天体物理学、天体化学、天体生物学、天体力学等等。
天文学导论主要介绍天文学的基本概念、基础原理以及研究方法。
在天文学导论中，学生将学习到宇宙的基本构造和演化史，包括宇宙大爆炸、恒星形成和演化、星系的形成和演化等。
学生还将了解行星和卫星的形成和演化，以及它们与太阳系的关系。
此外，天文学导论还会介绍宇宙中的黑洞、暗物质、暗能量等神秘物质和现象。
在天文学导论中，学生将学习到天文学的测
量方法，包括望远镜观测、天文摄影、光度
测量、频谱分析等等。
学生还将学习到天文
计算的基本方法，包括天体力学、宇宙学、
恒星演化和星系演化等等。
通过这些学习，
学生将能够理解天文学研究的基本方法和技术，为将来的天文研究打下坚实的基础。
在天文学导论中，学生还将学习到天文学的
历史和文化背景。
天文学是人类的一项重要
文化遗产，自古以来就受到人们的关注和尊重。
学生将了解到不同文化中对天文学的理
解和解释，包括古希腊、古埃及、中国、印
度等等。
通过了解天文学的历史和文化背景，学生将更深入地了解天文学的意义和价值。
总之，天文学导论是一门非常重要的课程，它将为学生打开探索宇宙的大门，帮助他们理解宇宙和地球的关系，提高他们的科学素养和思维能力。
天文学导论答案
金星的相；天球；视星等；绝对星等；岁差；太阳时、原子钟、恒星时；爱因斯坦光钟；天文单位（AU）；开普勒三大定律；太阳系年龄；星云假说；金斯质量；行星的形成；太阳属性的测量；黑体辐射；大气窗口；Fraunhofer线；pp链；CNO循环；3alpha过程；太阳中微子问题；太阳的结构；太阳的活动；太阳黑子；日全食检验广义相对论；Shapiro时延；行星的定义；行星的属性；彗星；地外行星的探测方法；地球上存在生命的有利条件；秒差距；微引力透镜；望远镜基本类型及构造；色差；消色差双合透镜；衍射极限（Airy斑）；望远镜分辨率、放大率；主动光学；自适应光学；（地球转动）综合孔径技术；宇宙线；引力波；激光干涉引力波天文台（LIGO）；激光干涉空间引力波天文台（LISA）；三角视差法；恒星自行；（恒星）色指数；恒星光谱；氢原子光谱；哈佛光谱分类；分光视差法；恒星的赫罗图；主序星；宇宙距离阶梯；恒星属性测定；造父变星及其周期-光度关系；白矮星；中子星；不同质量恒星的演化（一些演化典型阶段、元素合成）；洛希瓣；核塌缩超新星；Ia型超新星；SN1987A；脉冲星；黑洞视界；引力红移；伽玛暴（GRB）；疏散星团；球状星团；发射星云；射电21厘米谱线；漩涡星系；旋转曲线；椭圆星系；不规则星系；哈勃星系分类；星爆星系；活动星系核（AGN）；类星体；视超光速；活动星系核的统一模型；星系群；星系团；超团；宇宙学红移；星系退行的Hubble定律；哈勃常数；宇宙大爆炸；原初核合成；宇宙微波背景（CMB）；宇宙暴涨；宇宙暗物质；宇宙暗能量；宇宙的组成；人择原则
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天文学导论_宇宙概观
• (μ ) micro = 0.00 000 1 = 10-6
中国特有的词冠
• 万 = 104 = 10 K (thousands) • 亿 = 108 = 100 Millions • “Billion = 109 = Giga = 10 亿” • Trillion = 1012 = Tera = 10,000 亿
长度单位Length Units :光年 light year
• 恒星和星系之间的距离是非常遥远的，所 以使用天文单位有的时候也不是很方便。 • c=300,000 km/s = 3 x105 km (in vacuum) • 测出光通过某段距离的时间，也就知道了 这个距离。
Examples: 月亮Moon: 光秒
几个概念
• Light year (ly 光年) – 光在一年里走过的距 离 (about 10 trillion (10 万亿) km) • Star 恒星–由炽热气体组成的、能自己发光 的球状或类球状天体。离地球最近的恒星 是太阳。其次是半人马座比邻星，它发出 的光到达地球需要4.22年。 • Planet 行星 – 在椭圆轨道上环绕太阳运行 的、近似球形的天体。行星本身一般不发 射可见光，而以表面反射太阳光而发亮。
光分Light minute
• A Light Year (ly) is the distance light travels in a year 1 ly = 9.4604x1015 metres (63,000 AU)
科学表示法 Scientific Notation
• 当我们在处理天文学数据的时候，如果按平时的 习惯来书写，我们会感到很tiresome ，因为有 Too many zeros… • 所以我们采用科学表示法，指数给出了零的个数。
天文学导论论文
天文学导论论文天文学的学习与认识小的时候，我就对天空兴趣十足，经常好奇的望着星空，那些神秘的星星，连成不同的图案，美轮美奂，令人神往。
天文学是一门古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。
天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。
天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。
由于科技的不断发展，人们对天文学有了进一步的认识，在研究等方面都取得了突破性的进展。
天文学正大步向前发展。
而就在几天前，我国刚刚发射了嫦娥5号，这是中国乃至世界对太空的又一次探索，他可以告诉我们宇宙的信息。
正是这些科技的出现与发展，才使得我们对天文的观测更加准确，范围更广。
通过听天文学导论的课，我对天文学有了一定的了解。
天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。
人类生在天地之间，从很早就在探索宇宙的奥秘，因此天文学是一门古老的科学，而他又是当前人类的最高科技，他既连接过去，又开创未来。
天文学主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的现状及其演化规律，来发现宇宙的奥秘。
随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。
“几乎所有的自然科学分支研究的都是地球上的现象，只有天文学从它诞生的那一天起就和我们头顶上可望而不可及的灿烂的星空联系在一起”。
天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。
天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。
从古至今，从东方到西方，世界各地的人们一直对天文十分感兴趣。
古代的天文学家仅仅依靠肉眼观察天空，1608年，人们发明了望远镜，此后，天文学家就能够更清楚的观察恒星和行星了。
意大利科学家伽利略，就是最早使用望远镜研究太空的人之一。
今天天文学家使用许多不同类型的望远镜来收集宇宙的信息。
2020年智慧树知道网课《天文学导论》课后章节测试满分答案
第一章测试1【判断题】(1分)天文学是一门古老而又年轻的学科。
A.对B.错2【判断题】(1分)宇宙中存在各种极端物理条件，可以检验物理规律的普适性。
A.对B.错3【判断题】(1分)天文学研究已经获得很多次诺贝尔奖，将来很难有更多此类量级的重大发现。
A.对B.错4【判断题】(1分)中国天文大科学工程时期已经基本结束，因而我们预期重大发现的涌现。
A.对B.错5【单选题】(1分)不属于20世纪60年代四大射电天文发现的是（）A.白矮星B.类星体C.星际分子D.微波背景辐射6【多选题】(1分)宇宙中可以存在哪些极端物理条件（）A.强引力B.超强磁场C.超高能D.超真空7【多选题】(1分)以下哪些天文发现没有获得诺贝尔物理学奖（）A.中微子振荡B.类星体的发现C.脉冲双星的发现D.大爆炸宇宙学8【单选题】(1分)下面4个电磁波波长最短的是（）A.光学B.紫外C.红外D.X射线9【单选题】(1分)下列不是空间望远镜的是（）A.硬X射线调制望远镜B.阿尔法磁谱仪C.甚大望远镜D.XMM-牛顿望远镜10【多选题】(1分)天文学研究的用处有（）A.检验物理规律普适性B.促进物理学发展C.满足人类好奇心D.授时、制作日历第二章测试1【判断题】(1分)宇宙中天体物理条件太极端，所以完全无法在实验室进行任何相关天体物理研究。
A.对B.错2【判断题】(1分)地心说是完全的，日心说是完全正确的。
A.对B.错3【判断题】(1分)天文学中定义的各种时间有着各自适用的范围。
A.对B.错4【判断题】(1分)开普勒行星运动定律和牛顿万有引力定律之间没有关系。
A.对B.错5【单选题】(1分)引力波观测常被比喻成天文学家的（）A.触觉B.味觉C.视觉D.听觉6【单选题】(1分)不属于开普勒行星运动规律的是（）A.密度定律B.周期定律C.面积定律D.椭圆定律7【单选题】(1分)以下距离或距离单位最大的是（）A.光传播一分钟的距离B.地月距离C.水星与太阳的距离D.天文单位8【单选题】(1分)星等值相差15等的两颗恒星的亮度差为（）倍A.1000B.1000000C.100000D.100009【多选题】(1分)以下观测和日地距离的测量有关的是（）A.金星凌日B.月食C.三角视差D.日食10【单选题】(1分)视星等为下列哪个值的恒星最亮（）A.18B.19C.16D.17第三章测试1【判断题】(1分)彗星通常有两个彗尾：原子彗尾和离子彗尾。
清华大学天文学导论-4太阳与恒星
2.3 对流区 Convective zone
能量以对流形式向外传播的区域，至半径99% 处（即太阳的外层）
离核心越远，气体温度越低（约200万K）， 开始变得不透明，光子很容易被吸收，辐射转 移的效率因而很低。因此在太阳最外层，对流 取代了辐射转移成为传播能量至太阳表面更重 要的方式
2.4 光球层 Photosphere：“发光的球体”
• 平均 = 1.4 g cm-3; • 中心 = 150 g cm-3; • 光球层 = 3.5 x 10-7 g cm-3
太阳化学成分
以质量计：
• 氢：72% • 氦：26% • 其它元素：2%
以粒子数计：
• ~ 90% 氢 • ~ 10% 氦
等离子体态
中心 : 光球层: 日冕: （太阳黑子:
对流区的上部是光球层，即我们每天所看到的 太阳，是太阳“大气”中非常薄的一层，厚度 仅500千米，气体密度为地球大气的10% 我们之所以看到光球层，是因为它的气体密度 正合适。在它之下的气体密度太大，光线不能 直接通过；在它之上的气体密度则足够稀薄， 能让光球层发出的光线顺利通过，8.3分钟到 达地球 所以，光球层界定了肉眼（光学）可见的太阳 的“表面”，其温度约为5800K
在太阳核心，氢转变为氦实际上要经过一连 串的核反应，称之为质子-质子（p-p）链
核聚变的极端条件
核聚变需要高温：氢原子核（质子 1H ）能有 足够的能量克服原子核（质子）之间的库仑排 斥力 核聚变需要极高的密度来增加粒子间的碰撞机 会 因此，核聚变只能在温度高达~107K 的太阳核 心发生
image of neutrinos from the Sun taken by SuperKamiokande. 2002年诺贝尔物理奖 小昌柴俊（日） 戴维斯（美）
天文学导论 教学大纲
教学大纲：“天文学入门”（天文学导论Ⅰ）：40学时；第一章天球坐标系第二章时间计量系统第三章天文望远镜简介第四章第四章太阳系概述实验题目：1、天球仪的使用及认星2、天文望远镜的使用3、行星、月球的目视观测4、参观国家天文台兴隆观测站5、参观国家天文台怀柔观测站6、参观北京天文馆7、参观航天城 8、参观国家天文台密云观测站“近代天文学前沿”：20学时；宇宙的膨胀与哈勃定律；热大爆炸宇宙模型；20世纪的重大天文发现；天体物理学中的疑难问题；空间天文学的发展；人类开拓太空。
“天文学导论”：60学时；第一章绪论第二章恒星的基本概念第三章恒星光谱和化学组成第四章恒星的颜色和光谱能量分布第五章天文观测方法第六章离我们最近的恒星─太阳第七章双星第八章变星第九章致密天体第十章赫罗图和恒星的演化第十一章星云和恒星的形成第十二章银河系第十三章河外星系第十四章活动星系第十五章宇宙学“天文学导论实验”：40学时实验一：天文年历、星表、星图的使用实验二：流星和流星雨的观测实验三: 天文望远镜的使用与光学性能的测定实验四：太阳黑子的投影观测及数据处理实验五：太阳光球光谱的拍摄与证认实验六：恒星光谱分类实验七：目视双星的目视观测实验八：目视双星的CCD观测实验九: 星系星云的CCD成像观测实验十: 星系的哈勃分类实验十一：河外星系红移的测定实验十二：CCD的性能指标的测试实验十三：星系星云的CCD观测彩色图像的合成及资料处理实验十四：用周光关系测定造父变星的距离一、课程目的和任务本课程重点要求掌握天文学基本概念，主要是介绍天文学的基础知识，从学习中领会科学的思考和解决问题的方式，注重学生科学素质的培养。
通过天文学研究的新成就与新动态使学生了解天文学科在社会发展中的重大作用；注重课堂讲授与观测相结合，重点在于启迪学生的思路，拓宽学生的视野，培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力，使学生对天文学专业具有基本的了解，树立专业思想，热爱天文学专业。
天文学导论复习
天⽂学导论复习⼀．天体的视运动1.星座与星图1929年，国际天⽂联合会（IAU）正式把全天划分为88个星座，并清楚界定每⼀个星座的边界。
因此每颗星属于且只能属于⼀个星座。
2.地球⾃转：天体的周⽇视运动每天，太阳、⽉球以及星星都东升西落，是地球⾃西向东⾃转所造成的假象，故称天体在天空上所经历的路径称为天体的周⽇视运动太阳每天东升西落，于当地正午通过⼦午线达到最⾼点（上中天）地⽅正午：太阳到达⼦午线（不⼀定是12点）太阳连续两次到达正午的时间为24⼩时，称为⼀个太阳⽇（the solar day），即我们的⼀天天⽂事件通常⽤世界时（UT）拱极星：靠近南北天极，永不落北极星：最靠近北天极，似乎永远静⽌不动北京：东经116度22分北纬39度58分南北天极的⾼度等于观测者所在地的地理纬度天⾚道：不变的参考点，到天极的弧距离总是90度，所有恒星沿与天⾚道平⾏的路径由东向西运动（圆弧轨迹），在地球两极，天⾚道=地平线?在北京，向东看：天体从东偏北⽅向升起向西看：天体向西偏北⽅向落下在⾚道上，所有星在地平⾯上12⼩时，所有星垂直于地平⾯升起和下落3.地球公转：天体的周年视运动每（⽩）天同⼀时刻，太阳相对于背景恒星的位置向东移动黄道：地球的公转造成太阳在天球上的位置⾃西向东缓慢移动（滞后于恒星）再回到原处（相对于背景星）的周期为⼀年（~365.24天），共⾛了360 度→太阳每天向东移动⼤约1度~ 2个太阳视直径太阳⽇=24⼩时：太阳连续两次到达⼦午线的时间恒星⽇~23⼩时56分：恒星连续两次到达⼦午线的时间恒星⽇是地球真实的⾃转周期，不随其绕太阳公转⽽变化，为~23⼩时56分季节更替：天⾚道与黄道⾯的夹⾓为23.5度，相交的两点分别称为春分点和秋分点在黄道上距春分点和秋分点最远处则称为夏⾄点和冬⾄点4.天体的⾚道坐标系、恒星时⾚经⼩于（地⽅）恒星时的恒星位于⼦午线以西5.地球⾃转轴进动与岁差恒星的⾚经和⾚纬坐标以26000年为周期在⾮常缓慢地变化恒星的⾚经和⾚纬应标明年份，如公元1950.0年, 或2000.0年6.⽉相⽉相：地球⼈所看到的⽉球被太阳所照亮的⼀半的⼤⼩⽉球回到原处（相对于恒星）的周期约为27.32 天，即⽉球的恒星周期7.⽇⽉⾷⽇全⾷时长永远不⼤于7.5分钟同⼀地点，⽇偏⾷概率>> ⽇全⾷概率⼆．天体的运动1.古希腊的地球中⼼说地⼼说的基本模型不能解释⾏星的逆⾏和亮度变化2. 现代天⽂学的诞⽣哥⽩尼、第⾕、开普勒和伽利略开普勒：开普勒第⼀定律：轨道形状，椭圆轨道，太阳位于⼀个焦点上开普勒第⼆定律：⾏星速度，⾏星和太阳的（假想）连线在相同的时间内扫过相等的⾯积→⾏星越接近太阳则运⾏速度越快开普勒第三定律：轨道周期，(公转周期)2 = (常数) x (半长轴)3伽利略：太阳⿊⼦，且运动→太阳⾃转绕⽊星旋转的4颗卫星（伽利略卫星），⾸次发现天上有不绕地球转动的天体！3. ⽜顿的万有引⼒定律⽜顿万有引⼒定律适⽤于弱引⼒场，例如太阳系（⽔星除外）4. 爱因斯坦的相对论长度、时间和质量是相对的，依赖观测者相对于所选定的参考系的运动三．辐射与天⽂望远镜1. 电磁（波）辐射2. ⿊体辐射物件加热：低温红外线，温度升⾼→红光→黄光→⽩光→蓝光⿊体谱的形状只与物体(恒星)的表⾯温度有关维恩位移定律：温度降低，⿊体谱的峰值向长波⽅向移动斯忒藩-玻⽿兹曼定律3. 原⼦与谱线巴尔末线系 Balmer Series ：可见光波段莱曼线系 Lyman Series ：紫外波段宇宙中的⼤部分物质处于等离⼦体状态4. 多普勒效应当辐射源远离观测者时，观测者接收到的辐射频率⼩于辐射源的辐射频率（波长变长）c v =?0λλ5. 光学天⽂望远镜6. 全波段望远镜⼤⽓窗 (atmospheric window)：可见光、射电、部分红外四．太阳系（1）⾏星1.太阳系概观冥王星是⼀颗矮⾏星太阳系（⼋⼤）⾏星，由最靠近太阳的⾏星算起，依次为：⽔星、⾦星、地球、⽕星、⽊星、⼟星、天王星、海王星。
清华大学天文学导论笔记
天文学史开普勒三定律（椭圆轨道、运行速度、轨道与周期）引力摄动：另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动：水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论钟慢效应：μ介子寿命为2.2×10-6s，以光速运动也仅能行进600m，而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。
引力透镜：由于质量对光的吸引，若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系（透镜星系），观测者可能观察到多个像（爱因斯坦十字、双爱因斯坦环）天体视运动天体的周日视运动：由于地球自转导致的天体视运动太阳：东升西落，与当地正午通过天子午线达到最高点，两次通过子午线间的时间为一太阳日（24h）北京东经116.5度，东八区标准东经120度，北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分赤道参考系：把天空幻想为大球，北极指向北天极，南极指向南天极，赤道扩展为天赤道。
北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。
天赤道与天极的弧距离总是90度，与地平面相交于正东正西方向，且恰好看到一半。
天球自东向西旋转，每小时旋转15度，所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。
地平参考系：以正头顶为天顶，子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。
本地参考系中天体位置在始终改变。
赤道上，一切星体都垂直于地平面升起和落下，所有星体都可见且在地平面上方12个小时周年视运动：天球坐标系上恒星的坐标固定，由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。
这也导致了每天同一时间天空状况不同（因为太阳时制）太阳：太阳在天球上的位置始终自西向东移动，每年环绕天球一周，其在天球上的轨迹称为黄道。
太阳绕天球一周的时间是365.24天。
太阳日：24h，太阳连续两次到达子午线的时间。
恒星日：23h56min，恒星连续两次到达子午线的时间。
恒星日表明了地球自转的真实周期。
由于太阳一直向东运动，所以恒星比太阳运动的快一点。
由于我们使用太阳时，恒星每天升起、穿过子午线、下落的时间都要提前约4分钟，经过一个太阳年后回到原地。
附加资料3北京师范大学本科人才培养方案标准规定模板
天文学（Astronomy）一、培养目标本专业面向国家基础研究、教育科普、经济发展、乃至国防安全等战略需求，培养具有良好的科学与人文素养、坚实的数理和天文专业基础知识、较强的实践能力和创新精神的宽口径复合型理科人才。
毕业生能胜任在科研机构、高等院校和重点中学等单位，从事天文或相关的航天、测地、理论物理、空间和地球物理等领域的科研、教学、科普和管理工作。
二、培养要求本专业学生主要学习天文及相关学科的基础知识、基本理论和基本技能，掌握一定的人文和社会科学知识，接受较系统的科学思维和科学研究的训练，初步具备综合运用天文及相关学科的基本理论和技术方法进行研究、教学和开发的能力。
毕业生应具备以下几方面的知识和能力：1.热爱祖国，遵纪守法，树立科学的世界观和高尚的人生观，具有良好的道德修养；2.崇尚科学，热爱科学，掌握坚实系统的数理基础知识及相关的实验方法和技能，并具备一定的人文和社会科学知识；3.熟练掌握天文专业的基础知识和基本理论，能独立利用天文设备开展天文观测并进行数据图像的处理，了解天文学科发展的前沿和总体趋势，具备初步的科研工作能力；4.具备较好的计算机基础知识和应用能力，能利用计算机语言和软件进行编程和数据处理，以服务于科研、教学或管理工作；5.熟练掌握一门外语，能顺利阅读本专业外文文献并具备一定的外文写作能力，初步具备参与国际学术交流的能力。
6.熟练掌握资料查询和文献检索的方法，具备运用现代技术手段查阅文献和获取前沿发展动态的能力，从而不断地自我更新知识结构。
三、主干学科天文四、核心课程（17门）天文学导论I和II，天文学导论实验I和II，数学物理方法I和II，球面天文学，理论力学，电动力学，热力学和统计物理，量子力学，天体力学基础，实测天体物理，天文数据处理，恒星结构与演化，星系天文学，恒星大气五、主要实践性教学环节普通物理实验、天文学导论实验、专业实习与国外研修、社会实践与志愿服务、毕业论文与设计。
天文学导论课件
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NGC5139 is also known as Omega Centauri, the largest and brightest globular in our skies.
42
M3 is one of the nicest globular clusters to grace the northern skies. It is located in the constellation Canes Venatici. (NGC5272，在猎犬座)
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Hubble Space Telescope
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天文学的观测工具——射电望远镜
NRAO 140 Foot Telescope, in Green Bank, West Virginia
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天文学的观测工具——空间探测器
Explorer 1-5 ， 1958：1-8
Pioneer 3 & 4 1958:12； 1959:3
天体是指太空中的一切实体，包括自然天体和人造 天体；各种形态的物质是指行星际、星际和星系际 的弥漫物质和各种微粒辐射流以及作为物质存在形 式的电磁场和引力场等。
地球大气层以内的物体和现象通常并不是天文学研 究的对象，除非源于太空。地球作为一个天体，也 属于天文学的研究范畴。
9
2、天文学和气象学的区别和联系
(3) All other objects[3] orbiting the Sun shall be referred to collectively as "Small Solar System Bodies".
--------------------------------------------------------------------[1] The eight planets are: Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus,
天文学导论复习资料
天文学导论复习资料第一讲天文学导论●古希腊天文学：毕达哥拉斯，亚里斯多德（地球中心学说），托勒密的地球中心学说天文学的发展期：哥白尼、第谷、开普勒和伽利略牛顿的万有引力定律爱因斯坦的相对论●开普勒第一定律：（轨道形状）所有行星皆以椭圆轨道环绕太阳运行，而太阳位于椭圆的一个焦点上●开普勒第二定律：（行星速度）行星和太阳的（假想）连线在相同的时间内扫过相等的面积。
行星越接近太阳则运行速度越快近日点，运动最快远日点，运动最慢●开普勒第三定律：（轨道周期）行星公转周期的平方和其到太阳的平均距离的立方成正比(公转周期)2 = (常数) x (平均距离)3第二讲天体的视运动●月相与食无关天体的视运动月全食时月亮变为黄铜色或血红色，这是由于地球大气中的尘埃颗粒折射阳光中的红光并到达月球所致●内行星：水星，金星外行星：火星、木星、土星、天王星和海王星●头顶的星空取决于你在地球表面上的位置和当地时间●北京时间正午12点（东经120度）时，北京地方时（东经116.5度）即太阳时为11点46分，所以此时北京的太阳在子午线以东约3.5度，再过约14分钟北京“真”正午●南北天极：不变的参考点北天极：北极星南天极：南十字座●天赤道：不变的参考点所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动（圆弧轨迹在地球两极，天赤道=地平线●天顶、地平线和子午线：本地参考系天顶和子午线的位置不随观测者的地平线移动相对于星星来讲，天顶和子午线的位置在变天体的运行（圆弧）轨迹与地平面的夹角为：90 度-观测者所在地理位置的纬度（=天赤道与地面夹角）●在北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落赤道上：所有星垂直于地平面升起和下落“可见所有星”●太阳在天球上的视运动轨迹称为黄道●太阳日=24小时：太阳连续两次到达子午线的时间恒星日=23小时56分：恒星连续两次到达子午线的时间恒星日是地球真实的自转周期，不随其绕太阳公转而变化，均为23小时56分●月球回到原处（相对于恒星）的周期约为27.323 天，此为恒星周期●两个天体之间的距离常用它们与观测者之间的夹角表示，即角距●北京：东经116度22分；北纬39度58分本初子午线：格林尼治天文台●把地球的经度、纬度投影到天球上便成为天球的赤道坐标系赤纬：从天赤道开始至两极Dec [–90，90] 度赤经：用小时、分和秒的时间单位来表示，并由西向东由0增加到24小时赤经的计算起点为春分点，在天赤道上由西向东分为24小时地球“24小时”自转一周360度赤经1小时对应地球自转15度对于赤经相差1小时的两颗恒星，例如，RA2-RA1= +1小时：恒星1比恒星2早1小时通过你的子午线（上中天）如果不是拱极星，恒星1比恒星2早1小时从东方升起●某地某时刻的恒星时等于此时此刻位于子午线上的恒星的赤经（天球上与子午线重合的赤经）赤经小于地方恒星时的恒星位于子午线以西赤经大于地方恒星时的恒星位于子午线以东●一颗恒星的时角τ、赤经α和当地的恒星时θ之间的关系为τ= θ?ατ< 0, 在子午线以东（α>θ）τ> 0, 在子午线以西（α<θ）第三讲辐射与天文望远镜●黑体谱：连续谱的形状只与物体(恒星)的表面温度有关其峰值波长（颜色）由其表面温度决定温度降低，黑体谱的峰值向长波方向移动冷物体产生长波（低频）辐射热物体产生短波（高频）辐射●辐射的平方反比定律：强度x 距离2 = 常数（恒星辐射能力）●关于天文望远镜的常见误解(wrong) 放大作用:大型望远镜把天体放得更大(Right) 聚光作用：使（暗弱）天体的图像更亮更清晰(wrong) 望远镜究竟可以看到多远的天体？只要一个物体足够亮，无论多远都可以看到(right) 望远镜可以看到多暗的天体？或望远镜可以看到几等星?只要一个物体足够暗，无论多近都看●光学望远镜的类型：折射式望远镜反射式望远镜第四讲太阳系(1) 行星●行星是一个具有如下性质的天体：（a）位于围绕太阳的轨道上，（b）有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状(近于球形)，以及（c）已经清空了其轨道附近的区域。
天文学导论习题答案
(50)
该行星的密度与木星的密度比为：
ρp = Mp · ρJ MJ
Dp DJ
−3
= 0.69 ×
2.1 × 105 1.42 × 105
−3
= 0.21
(51)
11
12
第五章 望远镜的基本原理
1. 暗7个星等需要的放大倍数为：
A = 2.5127 = 631
(52)
由A = (D/d)2，其中D为望远镜的口径，d为人眼在夜间瞳孔的直径，
Npp
=
F ∗A ∆mc2
=
1300 × 1 4.6 × 10−29 × (3 × 108)2
=
3.14 × 1014
(30)
每个质子-质子链产生两个电子型的中微子，因此单位面积上照射的中微
子数目为：
Nν = 2Npp = 6.28 × 1014
(31)
7
在 北 纬620处 ， 中 午 太 阳 照 射 的 角 度 与 地 面 的 法 线 方 向 的 夹 角 为θ = 620 − 23.50 = 38.50， 因此，照射到A = 1m2上的中微子数目为：
rperi = a(1 − e) = 3.844 × 108 × (1 − 0.056) = 3.629 × 108m
(25)
远地点为：
rap = a(1 + e) = 3.844 × 108 × (1 + 0.056) = 4.059 × 108m (26)
在地球上看来太阳的角直径为：
θ
d =
= 1.39 × 109 = 0.927 × 10−2
40其中5710278k4110如果t278100000773au4230101712142010181043转动周期p为121018102110066years44第第第四四四章章章太太太阳阳阳系系系外外外行行行星星星38101145由恒星的视向速度v3012610601046根据质心的定义得到行星的质量m6010381011157101au6010272010331510113010451048太阳的视向速度v为
天文学导论_中国科学技术大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
天文学导论_中国科学技术大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列不属于中国拥有或者主导的观测设备为（）答案:凯克望远镜2.下列研究成果或发现获得过诺贝尔物理学奖的是（）答案:引力波的直接探测3.下列望远镜主要是在光学波段工作的是（）答案:凯克望远镜4.下列不属于开普勒的行星运动三大定律的是（）答案:体积定律5.太阳产生的高能电子中微子主要来自于哪个核反应过程（）答案:PP III链6.我们在地球上用肉眼看不到太阳的（）答案:以上都对7.冥王星被开除出大行星行列的原因是（）答案:轨道附近存在其他质量相当的天体8.下面哪个说法不正确（）答案:行星的自转与公转方向都是相同的9.下面关于月亮的说法正确的是（）答案:我们可以看到超过一半的月亮表面10.下列说法正确的是（）答案:光学波段对望远镜镜面光滑平整程度的要求高于毫米波段11.下列电磁观测波段按波长从短到长排列正确的是（）答案:伽玛射线、X射线、紫外、射电12.以下说法正确的是（）答案:不同类型的恒星光谱可以给出恒星各自具有的不同属性的大致信息13.下列电磁波波长最短的是（）答案:伽玛射线14.下面哪项不属于太阳的组成部分（）答案:蒸发层15.下面关于月食的说法正确的是（）答案:地球处于太阳和月球之间16.假设恒星与行星的距离相同，下列哪个系统发生掩食的概率最低（）答案:类太阳-地球系统17.下面关于掩食法的说法正确的是（）答案:目前发现了最多的地外行星18.以下关于引力波的描述错误的是（）答案:信号具有很强的抗干扰能力19.以下关于Chandra X射线天文台的说法正确的是（）答案:具有很好的角分辨率20.以下说法正确的是（）答案:质量为25倍太阳质量的恒星的演化归宿为黑洞21.关于黑洞吸积气体物质说法错误的是（）答案:气体质量足够大才能被吸积22.以下关于星系的说法正确的是（）答案:星系中发光的物质主要以恒星的形式存在23.下面关于星际介质的说法正确的是（）答案:平均密度很低24.太阳大气层中温度最高的一层是太阳的（）答案:日冕25.下列不属于支持广义相对论的观测证据的是（）答案:中子星发现26.下列属于星暴星系典型特征的是（）答案:红外辐射较强恒星形成活动剧烈射电辐射较强27.下面几种说法中哪些是正确的（）答案:太阳的演化结局是白矮星地心说不能解释金星的相的变化28.下面几种说法中哪些是正确的（）答案:中子星不都表现为脉冲星疏散星团主要分布在银河系盘中，球状星团主要分布在银河系晕中29.关于直接成像法搜寻地外行星的说法正确的是（）答案:恒星与行星亮度对比度大不易观测行星可以估计行星的大小一般要依赖空间观测可以研究行星的光谱30.发现地外行星数目最多的两种方法是（）答案:掩食法视向速度法31.下列不属于类地行星的有（）答案:天王星土星32.下面哪些说法是正确的（）答案:太阳属于一颗典型的恒星太阳风引起的质量损失对太阳的演化几乎没有影响我们的身体随时有太阳中微子穿过33.以下哪些天体或方法不能用来测量距离（）答案:脉冲星II型超新星34.以下哪些属于哈勃星系分类（）答案:椭圆星系不规则星系漩涡星系35.以下天体按结构层次从大到小排列的有（）答案:星系团、星系、行星超团、星系群、恒星36.太阳的表面温度可以用哪些方法测得（）答案:利用黑体辐射利用维恩位移定律利用斯蒂凡-玻尔兹曼定律37.下列关于太阳的表述正确的有（）答案:太阳的活动可以影响人们的生活太阳内部核反应只能产生电子中微子38.下面说法正确的有（）答案:土星的光环源于卫星、彗星等小天体的潮汐瓦解木星的大气以原初大气为主39.常用的地外行星的探测方法有（）答案:直接成像法掩食法脉冲星计时法40.地球上存在智慧生命的因素包括（）答案:地球具有适量温室气体地球具有磁场地球离太阳距离合适木星吸引了大量原本可以撞击地球的小天体41.以下关于望远镜的说法正确的有（）答案:大望远镜与小望远镜有各自的优势不同望远镜往往有着不同的科学目标角分辨率与口径大小和观测波长有关角分辨率往往会受到大气视宁度的影响42.下面关于优质天文台台址的说法正确的是（）答案:大气视宁度好晴夜数多没有灯光污染43.用于测量或估算恒星大小的方法包括（）答案:黑体辐射估算直接成像双星掩食法44.下面说法正确的有（）答案:宇宙大尺度结构含有“节点”、“纤维”与“空洞”的结构目前已经发现的最早的星系在宇宙诞生后很短的时间内就形成了45.下面说法错误的有（）答案:宇宙中暗物质占比最高宇宙中暗能量占比仅次于暗物质46.大爆炸宇宙学的观测证据有（）答案:原初核合成预言的氢氦比被观测证实宇宙微波背景辐射47.下面关于暗物质的说法正确的有（）答案:只有引力作用其存在有很多观测支持不发光48.宇宙演化过程中涉及到的阶段有（）答案:减速膨胀加速膨胀暴涨黑暗时代49.下面哪种坐标组成的图像是赫罗图（）答案:纵轴是绝对星等，横轴是表面温度纵轴是光度，横轴是光谱型纵轴是绝对星等，横轴是B-V50.以下说法哪些是正确的（）答案:椭圆星系中通常缺乏冷气体和年轻恒星哈勃定律、宇宙微波背景辐射的发现、宇宙中氢和氦的丰度比都支持宇宙的大爆炸模型主序星中可以存在原子量大于56的元素51.双黑洞并合可以产生多信使天文信号。
天文学入门——绪论
鲁木齐天文站和 长春人造卫星观测站。
2、紫金山天文台
3、上海天文台
由于历史悠久，并在国际上有较大的影响，继续保留中国科学 院直属事业单位的法人资格，学术上受国家天文台的宏观协调 和指导。
4、陕西天文台
-- 国家授时中心
我国的光学望远镜
名称与口径 天文台 地点
2.16米望远镜 1.5米望远镜 1.26米望远镜 1.2米望远镜 1.05米望远镜 1.0米望远镜 太阳磁场望远镜
4陕西天文台国家授时中心二国内天文台站介绍我国的光学望远镜名称与口径天文台地点216米望远镜国家天文台总部河北兴隆15米望远镜上海天文台上海佘山126米望远镜国家天文台总部河北兴隆12米望远镜国家天文台云南云南昆明105米望远镜陕西天文台陕西临潼10米望远镜国家天文台云南云南昆明太阳磁场望远镜国家天文台总部北京怀柔2007年后光学天文重要设备地域分布兴隆昆明怀柔扶仙湖丽江紫金山天文台国家天文台兴隆站兴隆观测站位于燕山主峰南麓长城北侧海拔960米是国家天文台恒星与星系光学天文观测基地设有远东最大的216米光学望远镜126米红外望远镜6090厘米施密特望远镜85厘米反射望远镜60厘米反光望远镜和markiii型光电等高仪
HST在1993年修复前后拍摄的星系M100像比较
IRAS (Infrared Astronomy Satellite) 红外天文卫星
SIRTF (Space Infrared Telescope Facility)
EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer远紫外 探测器) and FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer远紫外分光探测器)
1.26米红外望远镜
该望远镜有一个口径 1.26米、R-C光学系统，摆 动副镜能使这架望远镜在亮 的天空背景下分辨出非常暗 弱的红外天体。
清华大学,天文学导论,张有宏,课程介绍PPT文档42页
清华大学,天文学导论,张有宏,课程介 绍
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都。 ——罗·伯顿
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
天文学导论-4
简并压P P() 引力 收缩，T 费米温度 核反应率T12等体积燃烧 核反应失控
Ia型超新星——标准烛光：
标准烛光：内禀光度具有一定规律的天体 宇宙膨胀速度在历史上有无变化？关键是星系距离的测定 如何测准遥远星系的距离？寻找量的标准烛光：Ia超新星？ SNIa标准烛光？
Phillips关系：L(∆m15)：MmaxB= 0.95(∆m15-1.1)-19.55
第四章 变星与致密天体
食双星
§4.1 变星 §4.2 白矮星
脉动变星 新星（一种激变变星） 超新星
§4.3 中子星
§4.4 黑洞
§4.5 类太阳系与地外生命
§4.1 变星
§4.1.1 变星的分类
几何变星（食双星、椭圆变星）
变
（1）脉动变星：经典造父变星、室女座W型
星
变星；仙王座β型变星、天琴座RR型变星、
Roche势沿x轴的变化情况
密近双星的分类
根据双星中的一颗或两颗子星是否充满洛希瓣，可以将双星分为
不相接双星(detached binaries)：两颗子星均未充满 洛希瓣
半相接双星(semidetached binaries)：一颗子星充满洛希 瓣，如天琴β
相接双星(contact binaries)： 两颗子星均充满洛希瓣，如大 熊W。
1054年，金牛座，可能是II型超新星，最大星等-7等。中国 和阿拉伯国家有记载，中国典籍称它为天关客星。
1572年，仙后座， Ia型超新星，最大星等-4等（最亮时，中 午肉眼可见）。由第谷发现，故称为第谷超新星。
1604年，蛇夫座，最大星等-2.5等
1054年中国北宋天文学家发现金牛座客星 （超新星）
造父变星的光变主要来自表面温度的变化，且
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周期：4.23天 径向速度：~57m/s
51 Pegasi b的质量估算 轨道周期：4.23天~365 472秒 轨道周长：57x365 472 = 20 831 904 m 轨道半径：3 315 500 km 行星的轨道半径： 0.052AU 行星的质量： 0.47M木星 最小质量
大质量的气体行星（Gas Giant）没有预计在 恒星附近被发现 在远处形成，向内迁移？ 抛射太阳附近的小的行星 这样的恒星系统不可能存在生命
前景星 遥远恒星
Planet
•仔细观测恒星的亮度，可以探测恒星周围 有没有行星
微引力透镜
缺点 •透镜事件很少 •得到的行星的信息很少
优点 •可以很“便宜”检测 很多恒星 •对小质量的行星敏感
目前观测到微 引力ຫໍສະໝຸດ 镜事件： ~1000 自动望远镜观 测网，连续观测
2006 1.25，OGLE-2005-BLG-390Lb被发现 ~ 5.5 地球质量， ~ 2.6AU 恒星：红矮星， 21 500光年，指向银河系中心 当时为最小质量的围绕主序星的行星（Gliese 581,2007.4,径向速度法，~5地球质量）
直接成像法
缺点： •恒星与行星亮度对比 度大 •必须通空间观测 优点： •估计行星的大小 •可以研究行星的光谱
2M1207（蓝色）及其行星M1207b
2004年7月：ESO VLT 棕矮星2M1207及其 行星2M1207b 2008年11月13日，Keck，HR 8799三个行 星系统直接成像
格利泽581c是由瑞士日内瓦天文台的Stephane Udry所 领导的团队所发现，他们使用欧洲南天文台 欧洲南天文台位于智利La 欧洲南天文台 Silla的3.6米的望远镜 望远镜上的HARPS仪器 望远镜 •比地球大50%，重5倍，表面温度0-40度，可能存在液 态水
8 planetary systems 9 planets 1 multiple planet systems
Candidates detected by imaging
update : 24 November 2008
9 planetary systems 11 planets 1 multiple planet systems
MSunR =MJupiter (777 547 199 – R) MSun/ MJupiter ~ 1000 R=776 770 km > Rsun=695 500 km
•主要的行星在太阳的一侧（1980s）：质心离太阳中心更 主要的行星在太阳的一侧（ ）：质心离太阳中心更 主要的行星在太阳的一侧 ）： 远 •木星与其他行星位于太阳的两侧：质心靠近太阳中心 木星与其他行星位于太阳的两侧： 木星与其他行星位于太阳的两侧 •在 ~0.3 – 2 Rsun 之间，平均：~1.25Rsun 在 之间，平均：
第四章： 第四章：太阳系外行星
探测方法
动力学方法
脉冲星计时法 视向速度法 天体测量法
凌日法（掩食） 微引力透镜方法 直接成像法
动力学方法
•视向速度法 •脉冲星计时法 •天体测量法 原理 •行星围绕恒星运动 •恒星也围绕质心运动（轨道半 径小） •恒星的运动比行星的运动好测 量
太阳 质心
木星
R
D-R
天体测量法
原理 •恒星在左右运动
优点 •大的轨道
缺点 •不敏感 •大质量的行星 •大的轨道 •需要耐心
目前还没有通过天体测量法探测到新的行星 HST通过天体测量法证认了Gliese 876中行星 难观测：例如，51 Pegasi
R ~ 3 315 500 km D ~ 30光年~3x1014km 角径 ~ 3x106/3x1014~ 1x10-8~0.002角秒 HST分辨率：~0.05角秒 0.0005角秒
掩食：太阳 木星系统 掩食：太阳-木星系统
•木星的半径约为太阳半径的1/10 •掩食时，太阳的面积较少了1/100 •太阳的光度变化：
掩食法发现行星
•1999 11.5：HD 209469， 最早被径向速度法发现， 亮度下降了1.7% •2002，OGLE-TR-56B发现，后被径向速度法确认 •2006年，HST搜寻了180 000个恒星，26 000光年 远，发现了16个候选者，3个被证认。如果16个都被 证认，银河系中可能存在~60亿个木星大小的行星！
Candidates detected by timing
4 planetary systems
update : 25 November 2008
7 planets 2 multiple planet systems
太阳系外行星网站 • •/ •http://exoplanet.eu/ •http://www.ucm.es/info/Astrof/recopilaciones/planeta s_ext.html
脉冲星计时法
原理 •脉冲星发射非常有规则的信号 •脉冲星到地球的距离略有变化 •Doppler效应
优点： 优点： 缺点： 缺点： •仅对脉冲星系统适用 •非常灵敏 •便宜 •可探测小质量的行星
脉冲星-行星系统很少：超新星爆发 脉冲星周围存在环绕的气体盘：2006年Spitzer， 4U 0142+61, 存在行星？ 脉冲星的辐射强，不适合生命的存在（也没“太阳”光） PSR B1257+12, 1992年发现两个行星，质量：4.3，3.9地球质 量，在水星轨道之内；随后又发现了两个小质量的行星（0.004， 0.02地球质量） PSR B1620-26，发现一个2.7倍木星质量的行星 其它三个脉冲星系统存在行星还没有确认
到2007年底，有四个太阳系外行星通过微引 力透镜法被探测到 2008年，发现类木星-土星-恒星系统
恒星：~5000 光年 近的行星：~0.71木星质量，~2.3AU 远的行星：~0.27木星质量，距离两倍 质量比（3：1）；距离比（1：2）；轨道周期比 （2：5）非常类似木星-土星！
GQ Lupi及可能为行星的GQ Lupi b
Gliese 876：D~15.6光年，HST2年的监测，确定轨 道平面，确定行星的质量 NASA空间干涉项目（SIM），角分辨率： ~0.000001角秒！
凌日（掩食）法
原理 •行星阻挡了恒星光, 使恒星变暗 •恒星阻挡了行星的星光 缺点 •观测几率小
优点 •空间观测容易进行 •观测行星光谱 •测量行星大气
视向速度法/多普勒方法
原理 •恒星相对我们有径向运动 •产生红移和蓝移
优点 •目前最敏感 的测量方法
缺点 •大质量行星 •小的、快速的轨道 •看不到行星
第一个类太阳的地外行星系统发现
1998, Bruce Campbell， G.A.H. Walker & S. Yang, 多普勒测量：Gamma Cephei恒星可 能存在一个行星，2003年得到确认 美国天文学家 Paul Bulter & Geoffrey Marcy 从1987年开始，首先认真地搜寻extra-solar 1987 extra-solar planets 1995年10月6日，Michael Mayor & Didier Queloz发现恒星51 Pegasi（飞马座）周围存 在一个行星！G5型恒星，质量约为1.06太阳 质量，温度比太阳略低
发现空间
目 前 共 发 现 403 个 系 外 行 星
Candidates detected by radial velocity or astrometry
update : 02 November 2009
320 planetary systems 376 planets 38 multiple planet systems
太阳绕质心的运动速度（太阳-木星系统）
太阳绕质心运动的轨道周长：
太阳绕质心运动的轨道周期： ~11.86年=3.74x108 s 太阳绕质心运动的轨道速度：
太阳绕质心运动的轨道速度差：~ 26m/s 目前的探测精度：~ 1-2 m/s, Doppler法，需要谱线 有望提高到：~0.5 m/s
•至少探测到半个或整个周期：大轨道行星难探测 •如果轨道平面与视向垂直，无法探测 •探测的是质量下限：如果轨道倾角不知道 •如果是圆轨道，Doppler曲线为sin函数，如果是椭 圆轨道，稍复杂，但依然存在周期性 •多行星系统：Doppler曲线复杂，理论分析仍可以 证认每个行星的存在 •地球-太阳系统：~ 0.1 m/s, 其它方法发现，再长时 间监测径向速度
Transiting planets
update : 27 October 2009
62 planetary systems 62 planets 3 multiple planet systems
Candidates detected by microlensing
update : 10 August 2009
类地球-太阳系统发生掩食的概率：~0.5% 空间项目：Kepler & COROT 掩食法可以测量行星的大小，加上质量，可 以估算行星的密度，研究行星的结构 可以通过恒星的吸收光谱分析，得到行星的 大气成份：HST观测 HST
微引力透镜
技术 •广义相对论 – 光线在引力场中弯曲 •微引力透镜效应：恒星的亮度增加