天文学基本知识

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－ 5 lg r，算出造父变星的距离。
• 授时系统 是确定和 发播精确 时刻的工 作系统。
三： 历法
• 时间长河是无限的，只有确定每一 日在其中的确切位置，我们才能记 录历史、安排生活。我们日常使用 的日历，对每一天的“日期”都有 极为详细的规定，这实际上就是历 法在生活中最直观的表达形式。
• 年、月、日是历法的三大要素。历法中 的年、月、日，在理论上应当近似等于 天然的时间单位——回归年、朔望月、 真太阳日，称为历日、历月、历年。 • 在历史上，在世界各地，存在过千差万 别的历法，但就其基本原理来讲，不外 乎三种：即太阴历（阴历）、太阳历（ 阳历）和阴阳历。三种历法各自有各自 的优缺点，目前世界上通行的“公历” 实际上是一种太阳历。
星座和恒星名字
1928年，国际天文学联合会 把全天分为88个星座，其中沿用 了很多希腊人起的名字 各个星座大小不同，星数差别很大
神话人物类：仙女座，仙王座， 武仙座，猎户座， 动物类： 大熊座，小熊座， 金牛座，杜鹃座； 仪器用具类：罗盘座， 时钟座，圆规座，六分仪座， 显微镜座，望远镜座
千亿颗恒星如何取名
国际日期变更线------当你由西向东跨越国际日期变更线时， 必须在你的计时系统中减去一天；反之，由东向西跨越国 际日期变更线，就必须加上一天。
(2)国际原子时、世界协调时、授 时系统
• 原子时是一种以原子谐振周期为标准，并 对它进行连续计数的时标。同世界时相比 ，原子时要均匀得多。在1967年第十三届 国际计量大会上把秒定义为：以铯原子（ 133Cs）超精细能级跃迁辐射的 9192631770个周期所持续的时间为一秒； 时标的始点定在1958年1月1日的零时零分 零秒。
第三章 宇观世界-星空和星座
3.1 天文学基本知识
一：天球坐标系
借鉴地球的地理坐标
• 基本点 ：北极、 南极 • 基本圈 ：赤道、 纬圈，经圈、本初经圈 纬度、 经度
纬度：从赤道面起算 到北极0～90o 到南极0～－90o 经度：从本初经圈起算 （通过格林尼治天文台） 向东方向，东经0～180o 向西方向，西经0～180o
金牛座 昴星团有七颗主要亮星 蟹状星云和它的脉冲星 1054年超新星爆发的遗迹
看星图
星图种类繁多 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， 使用星图時，須要把星图，高举过头，抬 头看星空
星空运转的规律
1，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； 2，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。
• 到了公元前二世纪，亚力山德里亚的杰 出天文学家，托勒密把之前天文学家所 记载的内容及另外增加的资料，整理出 四十八个星座 . • 随著大航海时代的来临，托勒密星座到 了南半球觉得不够用了。航海家和天文 学家增加了南天星座 • 到了1930年，当国际天文联合会开大会 时，决定把全天划成八十八个星座，这 便是我们现在所用的划分。
春季星空 小熊座 α星是北极星 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 狮子座 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） 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，每当地球穿越彗星轨道时，就发生流星雨。 每年11月17日左右，地球穿越狮子座流星群（坦 普尔－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33年。
• 世界时和原子时都是独立的时标，它们 各有自己的使用范围。为了同时适应两 种需要，产生了所谓“协调世界时”的 时标。协调世界时是通过闰秒的办法使 它的时刻接近世界时。协调世界时是世 界时与原子时协调的产物，自1972年1月 1日起在全世界实施。对于时间频率用户 说，使用协调世界时标，可以得到符合 新的原子秒定义的时间间隔，从而得到 尽可能均匀的时标。
2.7 其它测距法
• 分光视差法
• • • • 造父变星法 红移法 H－R图法 超新星法
1 分光视差法测距离
1902年，丹麦天文学家发现恒星光谱中电离锶谱 线的强度和恒星的绝对星等有关系。 1914年，美 国天文学家建立起利用光谱谱线强度确定恒星视差 的方法。 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。
赤道坐标系 子午圈 春分点 地平圈 赤道 天极 赤纬 时角，赤经
赤经从春分点起算， 时角从子午圈算起
春分点和秋分点
地球轨 道面 （黄道 面）和 赤道面 的交点
二： 时间
• 所谓时间就是确立时间基准，就是在当代被人们确认为是 最精确的时间尺度，长期以来，人们一直在寻求着这样的 时间尺度。 • 在远古时期，人类以太阳的东升西落作为时间尺度；公元 前二世纪，人们发明了地平日晷，一天差15分钟；一千多 年前的希腊和我国的北宋时期，能工巧匠们曾设计出水钟 ，精确到每日10分钟误差；六百多年前，机械钟问世，并 将昼夜分为24小时；到了十七世纪，单摆用于机械钟，使 计时精度提高近一百倍；到了20世纪的30年代，石英晶体 震荡器出现，对于精密的石英钟，三百年只差一秒…。
• 天体位臵：观测者和天体的联线 与天球的交点 • 视运动：天体在天球球面上的运动
天球坐标系
1，赤道坐标系 2，地平坐标系 3，黄道坐标系 4，银道坐标系 只要求掌握赤道坐标系
赤道坐标系 • 基本圈： 赤道、纬圈、经圈
• • • • 基本点： 北天极（南天极） 春分点 (3月21日） 赤纬 赤经
2. 星座的划分
• 天文学家一般将星座按照区域分为三个部 分：北天星座、南天星座和黄道星座。 • 大家最熟的应该是(只是?)沿黄道天区的12 个星座，它们是双鱼座、白羊座、金牛座 、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天 秤座、天蝎座、半人马座、摩羯座、宝瓶 座。
北天29个星座
• 小熊座、大熊座、天龙座、天琴座、天 鹰座、天鹅座、武仙座、海豚座、天箭 座、人马座、狐狸座、飞马座、蝎虎座 、北冕座、巨蛇座、小狮座、猎犬座、 后发座、牧夫座、天猫座、御夫座、小 犬座、三角座、仙王座、仙后座、仙女 座、英仙座、猎户座、鹿豹座。
2 造父变星法 1784年，发现仙王座δ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 －－造父型变星。 造父变星的光变曲线：变化周期几天至 几月。
造父变星的周光关系 勒维特是美国一位两耳 失聪的女天文学家，研究小 麦哲伦星云中1777颗变星， 其中25颗造父变星,测到视星 等（从12.5等到15.5等） 光变周期（从2天到120天）， 发现了造父变星的 周光关系.
二.星座
• 1. 谁发明了星座 • 大约3500年前，在今天的伊拉克有一片名叫美索 不达米亚的平原，上面居住着一群巴比伦人。传 说巴比伦的牧羊人在晚上把天上的星星，连起来 想像成12种模样，它们有白羊、金牛、双子、巨 蟹、狮子、室女、天秤、天蝎、人马、摩羯、宝 瓶、双鱼，统称黄道十二星座，巴比伦人还在石 碑上雕刻了黄道十二星座，而太阳每一年则都经 过这些星座一次。
仙女座大星云 人类认识的第一个银河系以外的1920年 美国科学院“ 宇宙尺度”大辨论 仙女座大星云是否在银河系之外？ 没有结论。 1923年哈勃证实仙女座的距离为90万 光年，远在银河系之外 确认是河外星系
冬季星空
猎户座 有三颗亮星，好比猎人的腰带 主星α参宿四，红超巨星 大犬座 天狼星，全天最亮的恒星 双星系统，伴星是第一颗白矮星
• 我国古代给一些亮星起的名字 天狼、北斗、大角、牛郎、织女、造父 • 国际命名方法： 不能重名又要便于记忆 姓：星座名 名：该星座中的星以亮度排队 以希腊字母α,β,γ… 例如：小熊座α（北极星）
希腊字母24个， 故只能给2112颗星命名 在希腊字母用完后 接着再用阿拉伯数字继续排 如小熊座6星， 大熊座56星等
(1)地方时、世界时
• 平常，我们在钟表上所看到的“几点几分” ，习惯上就称为“时间”，但严格说来应当 称为“时刻”。某一地区具体时刻的规定， 与该地区的地理纬度存在一定关系。 • 这种在地球上某个特定地点，根据太阳的具 体位置所确定的时刻，称为“地方时”。
• 1879年，加拿大铁路工程师伏列明提出了“区 时”的概念，这个建议在1884年的一次国际会 议上得到认同，由此正式建立了统一世界计量 时刻的“区时系统”。“区时系统”规定，地 球上每15°经度范围作为一个时区（即太阳1 个小时内走过的经度）。这样，整个地球的表 面就被划分为24个时区。各时区的“中央经线 ”规定为0°（即“本初子午线”）、东西经 15°、东西经30°、东西经45°……直到 180°经线，在每条中央经线东西两侧各7.5° 范围内的所有地点，一律使用该中央经线的地 方时作为标准时刻。
源自文库
剑鱼30是大麦哲伦云内的亮星云
边界处有小麦哲伦云， 是离我们最近的河外星 系之一。
• 星座不是有机整体 • 星座只是某一方向范围内所有天体 的集合(亮星） 银河系中的恒星、星云 河外星系、类星体…… • 在同一个星座内的天体的距离 极其悬殊.
星座能决定人的性格和命运吗？
星座书《幸运星座××年》 人出生的月份对应一个星座 每个人都有一个星座（认识12个星座）
天球
1，用肉眼或望远镜看天体，分不清它 们的远近，好象是镶嵌在无穷远处 的球面上： 一个虚拟的天球！
2，天球是以地球为中心，但这仅仅 是一种方法，用起来方便
3，太阳和太阳系的行星在天球上的视运动 4，恒星也在运动（自行），短时期不 会明显看出恒星在天球上的相对位 臵发生变化 可以认为恒星固定在天球上
夏季星空
银河横跨天空 天鹰座 牛郎星 在银河的东岸 天琴座 织女星 在银河的西岸 天鹅座 在银河中形如大“ 十”字 天鹅座X-1（X射线源）
秋季星空
仙后座 有五颗相当明亮的恒星 排列成拉丁字母 W 的形状 W字开口的一面正对着北极星 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
“星象学家”： 不同星座能够决定人的不同性格、 一生机遇和机缘。
不同星座对人会产生不同 的影响吗？ 天体的辐射对地球的影响：太阳最大， 其它恒星和星系的影响微乎其微！
引力可能产生影响
引力影响：太阳最大，月球次之。 和距离的平方成反比！ 恒星和星系，距离我们太遥远了， 对地球的影响接近于零 撞击地球 彗星、小行星、陨星等撞击地球（影响大） 但很少发生。
其它天体命名 星云和梅西叶天体（M天体） 射电源、X射线源、γ射线源、 红外源、紫外源 超新星和超新星遗迹 脉冲星和类星体 河外星系（星表） 最普通的命名法：名字＋位臵 如脉冲星：PSR1133＋16
3.3 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 地球绕太阳的公转导致星空也随季节的 变化而不同
南天有47个星座
• 唧筒座、天燕座、天坛座、雕具座、大犬座、 船底座、半人马座、鲸鱼座、蝘蜓座、圆规座 、天鸽座、南冕座、乌鸦座、巨爵座、南十字 座、剑鱼座、波江座、天炉座、天鹤座、时钟 座、长蛇座、水蛇座、印第安座、天兔座、豺 狼座、山案座、显微镜座、麒麟座、苍蝇座、 矩尺座、南极座、蛇夫座、孔雀座、凤凰座、 绘架座、南鱼座、船尾座、罗盘座、网罟座、 玉夫座、盾牌座、六分仪座、望远镜座、南三 角座、杜鹃座、船帆座、飞鱼座。
四： 天文学单位
距离单位 恒星之遥远，远到无法用公里来做单位 天文学家特别定义了3把不同的尺子 1. 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” 2. 光年, 光1年走的距离（大约10万亿公里） 3. 秒差距(pc) 1秒差距等于3.26光年 时间方面 用的最多的还是“年”。但，在研究宇宙学问题 时也会使用“宇宙秒”。一个“宇宙秒”等于 160年。