§20-1  宇宙中的天体

宇宙中存在各种各样的天体,这些天体可以按照体积或质量的大小排列为不同的层次。例如,按天体体积的大小,由小到大可以分为以下几个层次:行星(如地球)、恒星(如太阳)、星际云、星系(如银河系)、星系团和超星系团等,每个层次又可以分为很多类。

在天体物理学和宇宙学中常用光年(l.y.)作为距离的单位,定义为光在一年的时间内所通过的距离:

                   1 l.y. = 9.460530 ´1015 m;

也常用地球绕太阳公转轨道的平均半径作为度量长度的单位,称为天文单位,用AU表示

                       1 AU = 1.495985´1011 m;

还用pc (秒差距)作为天体距离的度量单位。如果一颗星对地球绕太阳公转轨道的平均半径所张的角为1² 时,则可以算得地球到这颗星的距离为206265 AU ,也就是3.26163 l.y.,这个距离就称为1 pc (1秒差距)。所以

1 pc = 206265 AU =3.26163  l.y = 3.08568´1016  m.

在对某颗星进行测量时,可以在地球的同一地点相隔半年对它作两次观测,测出观测视线之间的夹角,就可以算得地球到这颗星的距离。

    一、恒星

恒星是本身发光的天体。太阳就是一颗恒星,是发光的气体球。恒星的形成和演化涉及许多物理问题,是天体物理学中的重要内容,大家将在下面讨论。

描述恒星的物理特性的基本参量有:距离、亮度(星等)、光度(绝对星等)、质量、半径、温度、压力和磁场等。对恒星的光谱分析是确定恒星大气成分及其含量的有力手段。正常恒星大气的化学成分与太阳大气相近,按含量由多到少依次是氢、氦、氧、碳、氮、氖、硅、镁、铁等。

宇宙中恒星的质量有的小于太阳质量的十分之一,有的则是太阳质量的几十倍。太阳是离大家最近的恒星,它发出的光到达地球约需8 min,而另一颗离大家最近的恒星则是半人马座的毗邻星,也称南门二,它发出的光到达地球却需要4.34 a 。

以前大家曾说过,宇宙中不存在绝对静止的物体。恒星也不例外,也处于永恒的运动之中,只是由于它们距离地球太远,必须借助特殊的仪器,才能观察到它们在天球上的位置变化。

恒星不仅整体在运动,而且有些恒星的光度、光谱或磁场等物理特性也在随时间变化。这类物理特性随时间变化的恒星,称为物理变星。在物理变星中,按光变化的机制,主要分为脉动变星和爆发变星。脉动变星中包括长周期造父变星、短周期造父变星、长周期变星、短周期变星、半规则变星和不规则变星等。爆发变星中包括灾变变星(超新星)、激变变星(新星、再发新星、矮新星等)和耀星。

在物理变星中,新近又发现了射电变星和X射线变星。 

       
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