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第四章 星和星系

Lesson 4/11 | Study Time: 20 Min


4.1 星





天上的星星



























内容 描述
光的散射 光在介质中传播时,部分光偏离原方向而分散传播的现象称为光的散射。
白天看不到星星 因为太阳光被地球大气散射,天空呈现蓝色。
夜空中的星星 夜空中的星星大部分是恒星,少数是行星、卫星、小行星、彗星等,总计约有6000多颗。
太阳和月球的亮度 太阳和月球是夜空中最耀眼的天体,原因是它们离地球非常近。




星星的明暗程度



























内容 描述
视星等 星星的明暗程度用视星等表示,视星等越小,星星越亮。
肉眼可见的最暗星星 6等星是肉眼可见的最暗星星。
最亮的恒星 天狼星是夜空中最亮的恒星,视星等为-1.44
太阳的视星等 太阳的视星等为-26.7,是最亮的天体。




星座























内容 描述
古希腊星座 古希腊人将天空中的亮星想象成连线,并赋予神话中的形象,共划分为48个星座。
中国星座 古代中国人将天空划分为三垣二十八宿。
现代星座 现代天文学将全天划分为88个区域(星座)。




恒星的亮度、温度和颜色



















内容 描述
恒星的明暗程度 由恒星的亮度和恒星与地球的距离共同决定,距离越远,看起来越暗。
恒星的颜色与温度 不同颜色的恒星代表不同的表面温度。




恒星颜色与温度的关系



























颜色 表面温度范围 组成物质
蓝色、白色恒星 6000K – 10000K 含有离子化和中性的氦。
黄白色恒星 5200K – 6000K 含有离子化金属及中性金属。
黄橙色、橙红色、红色恒星 低于5200K 含有中性金属、钛分子和氢成分。






4.2 恒星的演化

恒星的演化




恒星的诞生



















内容 描述
恒星的诞生条件 恒星需要由尘埃和气体组成的星云形成。
太阳系行星的轨道 太阳系内的行星绕日公转的轨道大多数接近于一个同平面。




星云说































内容 描述
提出者 德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯提出星云说。
核心观点 太阳系是由一片星云收缩形成的。
星云的组成 宇宙中的星云由气体和尘埃组成,呈现大云雾状,直径约十几光年。
原始太阳星云 原始太阳星云是一个扁平、自转的气体尘埃圆盘,在引力作用下不断收缩。
恒星的形成 星云中心聚集了大部分质量,形成原始太阳;剩余的星云物质进一步收缩,形成地球等其他天体。




恒星的演化过程























内容 描述
太阳的光和热来源 太阳内部氢元素的原子核发生核聚变,释放出大量能量。
核聚变 两个质量较轻的原子核在一定条件下结合成质量较重的新原子核,同时释放出大量能量。
太阳的生命周期 太阳进入成年阶段后,可维持100亿年的稳定状态,目前已存活50亿年,再过50亿年将进入晚年期。




太阳的未来



























阶段 描述
红巨星阶段 当太阳缺少核燃料时,太阳球核开始收缩,而外层燃料继续核聚变,星体急剧扩大,表面温度下降,变成红色的红巨星。
维持时间 红巨星阶段可维持10亿年,亮度将升高到今天的1万倍。
外层物质抛出 红巨星会不断将外层物质抛向太空,形成星状星云。
白矮星阶段 红巨星的球核逐渐缩小,密度越来越高,形成白矮星,最终冷却成黑矮星(肉眼无法看到)。




恒星的寿命























内容 描述
质量与寿命的关系 质量越大,寿命越短;质量越小,寿命越长。
小质量恒星 燃料消耗较慢,寿命可达1000亿年。
大质量恒星 寿命短,可能只有1000万年左右。




质量很大的恒星































阶段 描述
晚年期 体积急剧变大,半径可达太阳的1000倍,形成红超巨星,随后爆发成超新星。
超新星爆炸后的结果 爆炸后的球核有两种可能:
中子星 如果质量较小,形成体积小、密度大的中子星。
黑洞 如果质量较大,形成密度极大、能吸引任何物质甚至光线的黑洞。
新的星云 恒星在演化的最后时刻不断抛出物质,逐渐孕育出新的恒星星云。








4.3 星系

星系




星系的组成















内容 描述
星系的组成 星系由无数的恒星、恒星系、气体和尘埃在引力的束缚下组成,中心通常有黑洞。




三种基本星系类型























星系类型 特点
椭圆星系 年老星系,恒星较老,气体和尘埃较少,形状呈椭圆。
螺旋星系 盘状结构,有旋臂,旋臂上恒星诞生率较高,常见的星系类型(如银河系)。
不规则星系 形状混乱,可能是椭圆星系或螺旋星系发生碰撞后形成,或因引力作用被破坏。




银河带



























内容 描述
外观 从东北向西南横跨天空的云雾状光带。
全年可见 全年都能看到,但亮度随季节变化。
夏季较亮 夏季夜空正面向银河系的核心,所以银河带比较亮。
银河系的组成 银河系由1000-4000亿颗恒星、星团和星云组成,直径约10万光年。




银河系的结构























部分 描述
核球 银河系中间的部分,核球的中部是银核。
银盘 核球四周的盘状结构,包含四个旋臂,旋臂上恒星密集。
太阳系的位置 太阳系位于银河系的银盘上,距离银河系中心(银核)约2.6万光年。




天体系统和宇宙



































层级 描述
天体系统的形成 天体的不断运动和天体之间的引力作用,形成了宇宙中不同大小的天体系统。
行星系 例如地月系,由地球和月球组成。由于地球的体积和质量较大,月球绕地球运动。
恒星系 例如太阳系,由太阳及其周围的行星、卫星等组成,太阳系是银河系的一部分。
太阳系的运动 太阳系绕银河系中心(银核)运动一周需要2.5亿年。
星系 例如银河系,由恒星、星团、星云等组成。
总星系 银河系和其他星系共同组成的宇宙。