1、1天文学试题集一.填空题1.依据天体存在的形态，把天体分为以下三类：（ 聚集态天体 ） 、 （ 云雾状天体 ） 、 （ 星际物质 ） 。2.依据宇宙中的天体由近及远分类，把天体分为以下几个层次：(1)（ 太阳系天体 ） ；(2) （ 银河系中的各类恒星和恒星集团 ） ； (3) （ 河外星系，简称星系 ） 。 3.根据天文学的发展和其研究的内容，将天文学分为：（ 天体测量学 ） 、 （ 天体力学 ） 、 （ 天体物理学 ） 。现在又发展了（ 空间天文学 ）和（ 高能天体物理学 ）等；天体物理学又分为（ 理论天体物理学 ）和（ 实测天体物理学 ） 。4.天体力学的主理论基础是（ 万有引力定律 ）
2、和（牛顿三大定律 ） 。5. kmyl)(.16.早期及古代的天文学的内容本质就是（ 天体测量学 ） 。7.我国古代在天文学的成就可归纳为三个方面，分别是（天象观察 ） 、 （ 仪器制作 ） 、 （ 编订历法 ） 。8.在仪器制作方面，中国古代的天文仪器大致可以分为以下三类：（ 圭表 ） 、（ 漏刻 ） 、 （ 仪象 ） 。9.20 世纪 60 年代天文学的四大发现是：（ 类星体 ） 、 （ 脉冲星 ） 、 （ 星际分子 ）和（ 宇宙微波背景辐射 ）都是用射电望远镜。10.按照望远镜聚光的方式不同，将其分为（ 折射式望远镜 ）和（ 反射式望远镜 ） 。11.我国古代唯物宇宙观对于天地的关系有三
3、种学说，分别是（ 盖天说 ） 、 （ 浑天说 ） 、 （ 宣夜说 ） 。12.牛顿的无限静态宇宙学模型存在两个致命的缺陷是（ 引力谬论 ） （西里格佯谬）和（ 光度谬论 ） （奥勃斯佯谬或称黑夜问题）13.由于地球公转平面和自转平面的不一致，黄道和天赤道存在一个（ 23 度26 ）交角，称为（ 黄赤交角） 。14.天文学中最常用的坐标系有（ 地平坐标系 ） 、 （ 赤道坐标系 ） 、 （ 黄道坐标系 ）和（ 银道坐标系 ） 。15.地球上任何观测点的天极高度等于（ 当地地理纬度 ） 。16.二十八宿的名称，自西向东排列为：（ 东方苍龙七宿 ） 、 （ 北方玄武七宿 ） 、 （ 西方白虎七宿 ）
4、和（ 南方朱雀七宿 ）17.1928 年，国际天文学联合会将全天划分为（ 88 ）个星座。其中黄道天区（ 12 ）个，北天天区（ 29 ）个，南天天区（ 47 ）个。18.恒星命名的方法有以下三种：（ 星座+希腊字母 ） 、 （ 星座+数字 ） 、 （ 星表目录+编号 ） 。19.恒星的运动速度可分解为两个分量：（ 视向速度 ）和（ 切向速度 ） 。20.当恒星离我们而去时，它的谱线波长增加，称之为（ 红移 ） 。当恒星向着我们而来时，它的谱线波长减少，称之为（ 蓝移 ） 。21.恒星距离遥远，测定恒星距离十分困难，天文学家通过（ 三角视差 ） 、 （ 造父视差 ） 、 （ 分光视差 ）等方法
5、测定恒星的距离。222.由于天体间的距离遥远，如用普通的距离单位表示，天体的距离将是真正的“天文数字” ，天文学上有自己常用的单位，它们是（天文单位） 、 （光年） 、 （ 秒差距） 。23. 1PC=3.26LY24.恒星距离的秒差距数与（ 其周年视差的角秒值 ）互为倒数，即 1D25.恒星的光谱主要分成 7 种类型， （ O-B-A-F-G-K-M ） ，不同光谱型的差别主要在于颜色，而颜色代表着恒星的（ 温度 ） 。26.恒星发射可见光必须要达到一定的温度，这里要满足两个方面的条件：一是（ 恒星的质量 ） ；二是（ 恒星的发展阶段。 ） 。27.20 世纪初，丹麦天文学家赫茨普龙和美国天
6、文学家罗素分别研究了大量恒星的温度与它的光度（绝对星等）之间的关系。他们以（ 光谱型 ） （或表面温度）为横坐标，以恒星的（ 绝对星等 ） （光度）为纵坐标作图，发现恒星在光谱-光度图中有一定的分布规律。此图对研究恒星的分类和演化起了重要作用，人们称此为（赫罗图） （简称 H-R 图）28.影响恒星亮度的因素：一（ 恒星本身的发光程度 ） ；二（ 恒星的距离 ） 。29.影响恒星光度的因素：恒星的温度和体积。温度越高，发光能力越大，则光度越大；体积越大，发光面积越大，则光度越大。30.星等划分，在十九世纪，在数学上被严格化，即确定 1 等星比 6 等星亮（100 ）倍。根据这个关系，人们推算出
7、星等每相差一级，其亮度便相差（ 2.512 ）倍。31.恒星角直径可以利用（ 光斑干涉法 ）或（ 月掩星法 ） 。32.恒星的寿命取决于质量，质量越大寿命越（ 短 ） 。33.热核聚变过程中，能量的传播方式有：（辐射传递（为主） ） 、 （ 热传导 ） 、（对流） 。34.恒星的演化历程主要取决于两个重要的因素：（ 初始质量 ） 、 （ 它的化学成分 ） 。35.恒星一生的演化可分成五个阶段：（原恒星） 、 （ 主序前星） 、 （主序星） （ 红巨星） 、 （ 恒星的归宿 （白矮星、中子星、黑洞） ） 。36.恒星走向死亡的途径因其质量的不同而有很大的不同:当恒星的质量 m3.2m ；恒星最终
8、演化为（ 黑洞 ） 。 （注：m 代表太阳的质量）37.一个恒星到晚年是演化为白矮星还是中子星或黑洞主要取决于它的（质量） 。38.白矮星有一个奇异的特性，就是（引力红移现象） 。39.在白矮星内部的高密、高温、高压条件下，与强大引力相平衡的是（ 简并电子气的压力 ） 。40.推导出白矮星质量上限的美籍印度科学家是（ 钱德拉塞卡 ） ，在白矮星内部与强大引力相平衡的是（简并电子气的压力） ；推导出中子星质量范围的科学家是（ 奥本海默佛柯父 ） ，在中子星内部与强大引力相平衡的是（中子简并压） 。41.中子星的辐射能有三种可能的能量来源：（热能） 、 （引力能） 、 （ 转动能 ） 。342.双
9、星世界丰富多彩，按照观测分类有（目视双星 ） 、 （食变双星） 、 （分光双星） 。按照它们的特殊性质又把它们分成许多类型：（ 密近双星 ） 、 （色球活动双星） 、 （X 射线双星 ）等。按照它们结合的位势能情况分为（不接双星） 、 （半接双星） 、 （ 相接双星）三类。43.星团按形态和成员星的数量等特征分为两类：（疏散星团）和（球状星团） 。44.按照变星的亮度变化和光谱变化的原因（或者说按照变星的内因和外因）可以把它们分为：（物理变星）和（几何变星） 。几何变星包括：（食变星）和（自转变星） ；物理变星按光变的性质分为：（脉冲变星） 、 （爆发变星） 、 （激变变星） （灾变变星） 、
10、 （不规则变星） 。45.星系命名的方法有： A （按所在的星座命名） 。如仙女座星系、猎犬座星系B 按人们为星系、星云等天体编制的星表来命名46.人们根据星系的形态把它们分成以下几类：（椭圆星座） 、 （漩涡星座） 、 （ 棒旋星座） （不规则星座） 。47.根据银河系的形态把银河系分为：（核球） 、 （银盘） 、 （旋臂） （银晕）几部分。48.从银河系的核心展出四条旋臂是：（人马臂） 、 （英仙臂） 、 （猎户臂）和（天鹅臂） 。49.星系自转不像刚体那样处处均匀，随着离星系中心的距离不同，旋转速度也不同，是一种（较差自传） 。50.银河系形成的理论假说有：（气体云理论）假说和（“碰撞星
11、暴”的恒星形成）假说。51.矮星系多数是（椭圆）的，矮椭圆星系与矮不规则星系是最小尺度的星系，有些直径仅是 3kpc。一般典型的星系的直径约 15kpc。巨椭圆星系的直径达60kpc。超巨大的 cD 星系直径可达 2Mpc，这个直径比银河系到仙女座大星云的距离还大。我们银河系的银盘直径约 50kpc，看来在宇宙中是个中等尺度的星系。52.星系自转的测量方法：a. （通过谱线的多普勒位移测定 ） b. （利用中性氢的 21cm 谱线）53 宇宙中星系质量的跨度极大，从 105 太阳质量的矮星系到 1013 太阳质量的巨椭圆星系都有。54.活动星系核的类型：类星体、塞弗特星系、蝎虎座 BL 天体、
12、N 星系、强射电星系和星暴星系等，多达数十种。55.类星体的显著特点是（具有很大的红移） ，即它以飞快的速度在远离我们而去。56.类星体可以作为宇宙的探针，一是（它们具有大的红移） ，另一个手段是类星体的（类星体的引力透镜现象） 。57.星际尘埃对星光的影响有：（星际消光） 、 （星际红化） 、 （星际偏振） 。58.星际介质中对消光起主要作用的是（星际尘埃） 。59.气体星云按照光学特征分为（ 暗星云）和（亮星云） ，亮星云又分为（发射星云） 、 （反射星云） 、 （超新星遗迹）等。二.判断题1.人造物体，如人造卫星、宇宙飞船、空间站等被发射到外层空间， 其运动性质的研究属于天文学的研究范围
13、。 （ ）42.“天圆地方”说属于盖天说（ ）3.“浑天说”提出关于球形大地的设想。4.宣夜说鲜明地提出了宇宙无限的命题。 （ ）5.宣夜说在制订历法方面没有提出独立的思想体系和量度方法。 （ ）6.黄道是地球赤道的延伸与天球相交的大圆圈（）7.在南极地区，从春分到秋分看到太阳每天以不同的高度围着观测者打转，永远上升，半年都是长夜；（ ）8. 地球的公转速度是不均匀的（ ）9.由于地球绕日运动的轨道是椭圆，所以地球的公转速度是不均匀的，因此太阳的周年视运动也是不均匀的。 （ ）10.星图的方向是上北下南左东右西（ ）11.恒星就是永恒不动、固定的星。 （）12.恒星的光谱分类中，从 O 型到
14、M 型，恒星的温度由高到低。 （ ）13.恒星的光谱中 O 型，B 型的恒星发光的颜色是偏红色的。 （）14. 恒星的光谱型取决于质量的大小。质量大的恒星参加核反应的物质多，产生的能量大，故光度大，温度高，光谱型接近于 O 型；质量小则参加核反应的物质少，能量少，光度小，温度低，光谱型向 M 型靠拢。15.白矮星位于赫-罗图的右上方。()16.恒星的质量可以无限大。 （）17.恒星的寿命取决于质量，质量越大寿命越短（ ）18.恒星演化到主序前星阶段尚未发生热核反应。 （ ）19.恒星演化到原恒星阶段恒星不能发射可见光。 （ ）20.主序前星的质量越大演化的越快，到达主序星的时间也越短。 （ ）
15、21.恒星到了主序星阶段会继续塌缩。 （）22.所有恒星内部的核反应都会演化到铁。 （）23.在白矮星内部的高密、高温、高压条件下，与强大引力相平衡的是简并电子气的压力。 （ ）24.推导出白矮星质量上限的美籍印度科学家是钱德拉塞卡，在白矮星内部与强大引力相平衡的是简并电子气的压力；推导出中子星质量范围的科学家是奥本海默-佛柯父，在中子星内部与强大引力相平衡的是简并中子气压力。 （ ）25.脉冲星就是中子星。 （ ）26.食双星一般都是分光双星。27.新星就是刚刚形成的恒星。 （）28.SN1987A 是 1987 年发现的第一颗超新星，而 SN2001a 则代表 2001 年发现的第 27
16、颗超新星。 （ ）29. 旋涡星系，用 S 表示，根据星系的核球大小和旋臂的伸展程度将旋涡星系分成 Sa、Sb、 Sc 三个次型， Sc 星系的核球最小，旋臂有很大的开放结构。 （ ）30.棒旋星系，除了旋涡星系的特征外，在中央有棒状结构。用 SB 表示，依据中心棒状物的大小和旋臂的开放程度分为 SBa、SBb、SBc 三个次型。SBa 中心棒状物很大很粗，旋臂缠绕特紧。 （ ）31.椭圆星系中一般会有新的恒星形成（）32.银河系属于旋涡星系（）33.太阳除了绕银心运动外，还朝着武仙座方向奔驰，速度为 21km/s。（ ）534.银河系自转像刚体那样处处均匀，随着离银河系中心的距离不同，旋转速
17、度也不同。 （）35.星系的自转是匀速的（）36.星系的光谱型和颜色很大程度上依赖于恒星群体的特征年龄，部分决定于恒星的重元素含量的多少。 （ ）37. 一般椭圆星系比旋涡星系更红，旋涡星系比不规则星系稍红。 （ ）38.星际介质中对消光起主要作用的是星际气体分子（） 。三简答题1. 天文学的研究对象是什么？天文学是研究宇宙中各种天体的科学，是研究它们的位置、分布、 运动、形态、结构、物理状况、化学组成、相互关系以及起源演化 的科学。2.简述天文学的分类及其研究方向和内容。天体测量学：主要内容是研究和测量各类天体的位置和运动、建立天球参考系等，是天文学中发展最早的一个分支。天体力学：主要研究天
18、体的相互作用、运动和形状，其中运动应包括天体的自传。天体物理学：它运用物理学的技术、方法 和理论，来研究各类天体的状态、形态、结构、分布、化学组成、 物理状态（如：大小、质量、温度、压力及密度等）和性质以及 它们的演化规律。天体物理学又分为理论天体物理学和实测天体物理学。理论天体物理学：以广义相对论、等离子体物理、磁流体力学和气动力学为理论基础研究恒星大气及恒星、星系的结构和演化，宇宙的演化等。实测天体物理学：利用望远镜、辐射探测器和高能粒子探测器等接收天体的电 磁辐射和微粒流辐射进行多波段的观光、成像和偏振观测研究， 以及利用天体光谱仪进行天体的光谱分析了解天体的化学组成和 化学丰富度及视向
19、速度、自转速度和活动性等。现在又发展了空间天文学和高能天体物理学空间天文学：是借助宇宙飞船、人造卫星、火箭和气球等空间飞行器，在高层大 气和大气外层空间区域进行天文观测和研究的一门学科， 它是空间科学和天文学 的边缘学科。高能天体物理学：在空间探测的基础上综合研究天体的 X 射线、 射线辐射、中 微子和宇宙线的天文分支科学。它研究的对象有主序星、超新 星及遗迹、致密星、X 射线双星、黑洞、 射线暴、星系、星 系团、类星体及宇宙 x 射线背景等，专门研究宇宙中的中微子 叫中微子天文学，也属于高能天体物理学。3.研究天文学具有什么意义天文学作为自然科学的基础学科，具有重要的科学意义，它不仅帮助人们
20、逐 步认识物质世界的客观规律，其研究成果推动了其它学科的发展，而且它提出的 许多新的课题也常成为其它学科发展的巨大动力。 （详见 绪论 二）4.简述近代天文学的发展。(1)16 世纪日心体系的提出与确立(2) 力学宇宙体系的建立(3) 天体力学的建立及现代天文的发展5.从观测仪器的改进来阐述天文学的发展。(1)在十七世纪之前，人们尽管已制作了不少天文观测仪器，如在中国有浑仪、 简仪等，但观测工作只能靠人的肉眼。(2)光学望远镜的出现和改进，使人类可以看到更远、更暗的天体。(3) 射电望远镜的出现为6人类认识宇宙打开了另一扇窗口。(4)空间望远镜使天文观测摆脱了地球大气的影响（详见绪论 三。3）
21、6.为什么人们致力于发展口径越来越大的光学望远镜呢？这是因为望远镜口径越大，收集的光亮越多， 贯穿本领越强，分辨本领也越高。7.提高射电望远镜的分辨本领的方法有什么？1.增大天线的口径；2.应用射电干涉技术。8.在空间观测恒星或宇宙比在地面上观测具有哪方面的优势？a.可以比在地面接收到宽的多的波段； b.由于没有大气抖动，分辨率也得到了极大的提高；c.空间没有重力，仪器也不会因重力而变形。9.中国古代有几种宇宙图象模式?每一种模式大致有什么特点?已经出现了论天的三家：盖天说，浑天说，宣夜说。第一次盖天说又称“周髀家说” ，其主要模式：“天圆如张盖，地方如棋局” 。天圆地方说提出的宇宙模型，只是
22、凭感性的观察，又加入了许 多规定。但符合我国历史上儒家关于“天尊地卑”的说教，在封建王朝的天体 理论体系中占据正统地位。如北京的天坛，是圆的；地坛，是方形的。这是天 圆地方的象征性模型。但这种修改具有浓郁的童话色彩，人们开始修正盖天说， 出现了第二次盖天说。第二次盖天说，其主要模式：“天 象盖笠，地法覆槃” 。它主张太阳附在天盖上沿七衡平转， 只能以距离的远近来解释日月星辰的升落，但它仍然不能解释天体的运行，如太 阳的东升西落和月亮的盈亏等问题。“浑天说”始于战国时代，战国人慎到、惠施都提出过关于球形大地的设想。 浑天说比起盖天说是一个巨大的进步，但它所主张的“天地各乘气而立，载水 而浮。 ”
23、却总使人不安：太阳在转入地下时，怎样在水中穿过？汉代王充就公开 怀疑： “天何得从水中行乎？甚不然也。 ”这是理论本身所存在着的巨大缺陷。 从西汉末到晋朝，浑天、盖天二说互相驳难。浑天闳通，有仪象可验，终较盖 天优越。浑天说用一个天的硬壳和附天而行的日月五星来解释天文现象，同西方同 一时期的托勒密体系相比毫不逊色。自然观的基础是元气学说。三国时代的宣夜说 学者杨泉在物理论中说： “夫天，元气也，浩然而已，无他物焉” 他还进一 步论证说； “夫地有形而天无全。譬如灰焉，烟在上，灰在下也。 ” “宣夜数 ”认为“天”并没有一固定的天穹，而只不过是无边无涯 的气体，日月星辰就在气体中漂浮游动。关于宣
24、夜说的命名，是因为观测星星到 夜半不睡觉。独宣夜说鲜明地提出 了宇宙无限的命题。宣夜说唯一使人担心的是悬在空中的日月星辰会不会掉下来。宣夜说在制订历法方面没有提出独立的思想体系和量度方法，10.哥白尼建立太阳中心说的意义是什么?1.把地球从几何学上独尊的宇宙中心的宝座上撵了下来,基督教神学赋予人 类天之骄子的地位消失了,圣经,创世说和天界神圣的观念以及上帝和天上神灵 的存在,受到了怀疑,从根本上改变了自古以来科学从属于神学的状态,它的意义 远远超过了天文学一门科学的范围,被称为哥白尼革命,是一切科学革命的原型. 2.它导致了世界的物质统一性的结论,引 起了宇宙形象的革新,促进了人们 宇宙观的深
25、刻转变,激发起人类进一步探索宇宙奥秘的巨大热情,推动整个自然 科学走向革命化. 3.它是理性精神的伟大胜利,使人们懂得了科学所应具备的一些特征: 概念和假定的经济性,表述的简洁性,理论体系的和谐性以及在解释广泛经验事实的 适用性.11.牛顿的无限静态宇宙学模型存在哪两个致命的缺陷?引力佯谬：1691 年，牛顿建立模型 有限和无限，无穷的处理 1895 年, 西里格(Seeliger)指出: 假如宇宙是无限的, 其中天体均匀分布 在整个宇宙中, 当我们宇宙中全部物质对空间中任一质点发生引力作用时, 则 会受到无限大引力的撕拉. 这显然不符合我们生活中宇宙仅受有限引力作用的 事实. 这一无限大引力
26、引起的佯谬,又称西里格佯谬.7光度佯谬, 又称奥勃斯佯谬或称黑夜问题: 在平均光度为 L 的恒星均匀分布的无限静态宇宙中, 在地球上观 测到的总亮度应该是Ltotal = 0 ( 4Lr 2 )4nr 2dr = Ln0 dr = 式中 r 是恒星到地球的距离, n 是恒星的数密度. 面对观测现实跟理论的矛盾. 他们两人都提过“夜黑是因为星际物质吸收遥远恒星发出的光”的解释. 然而, 在足够古老的宇宙里, 星际物质已同恒星处于某种辐射平衡状态, 即前者发射 的光应同它吸收的光一样多. 所以, 总的亮度不会减小. 当然本身不透明的恒 星可以遮挡遥远恒星发出的光. 但是, 无论从哪个方面观看天空,
27、 视线都会终 止于一颗恒星的表面. 因此整个天空应当明亮到象太阳一样, 而实际看到的夜空是漆黑的12.什么叫黄赤交角？黄道和天赤道在天球上相交，由于地球公转平面和自转平面的不一 致，黄道和天赤道存在一个 23 026 交角，称为黄赤交角。13.人们能感觉天球存在的原因基于哪两点？一是天体离我们太远，以至人眼不能分辨其远近， 似乎都位于天球的内表面；二是天体之间的相对 位置几乎保持不变，人们自然的想到它们镶嵌在 天球上并随之旋转。14.什么叫天体的周日视运动？站在地球不同纬度处的观测者，所见天体的升、落情况有什么不同？由于地球自西向东自转，由相对运动原理，人们不觉得 是地球在运动，却看到所有天体
28、都围绕着天轴（地球自转 轴的延伸）自东向西运动， 24 小时运动一周，这叫天体 的周日视运动。站在地球不同纬度处的观测者，所见天体的升、落情况有所不同，这是因为不 同纬度地区天极的高度不同。一、在北极地区，从春分到秋分看到太阳 每天以不同的高度围着观测者打转，永远不落，半年都是白天；从秋分到 春分，太阳永不上升，半年的长夜，北极星高悬头顶，其他星星都围绕着 天轴转圈，永不下落。而在南极，正好与北极相反。二、地球赤道地区（地球纬度 = 0 0 ）的观测者所看到的情景是所有天体都垂直 于地平面做圆运动，三、在两极和赤道之间的地区(地理纬度 0 0 90 0 )，例如在北极与赤道之间的地区，可看到全
29、部北半球的天体及部分南半球的天体。地 理纬度越高，天极离地面越高，可看到的南半球的天体就越少。15.天文学为恒星命名的方法有哪几种？恒星命名的方法有以下三种：（ 星座+希腊字母 ） 、 （ 星座+数字 ） 、 （ 星表目录+编号 ） 。16.天文学单位都有什么？各单位的意义是什么？恒星距离遥远，测定恒星距离十分困难，天文学家通过三角视差、造父视差、 分光视差等方法测定恒星的距离。三角视差法： 知道了视差角和基线长度，就可以根据三角视差的关系计算出目标 和观测者之间的距离，因此我们可以根据天体视差的测量来测定天体距离。地球在绕日公转的过程中，在不同时间处于轨道的不同位置，因此在不同时间观 测同一
30、天体在天球上的位置就有差异。原则上，对同一恒星，根据相隔半年的两 次观测所测定恒星的位置，即可算出相对地球轨道半径对应的视差角。 恒星的周年视差(用 表示)： 在测定天体距离时，选定的基线是地球绕太阳公转 的轨道半径。这样的视差叫恒星的周年视差，它是日地平均距离 a 对恒星的最大张角 。在日地平均距离已知的情况下，可以很 方便的得出该恒星到太阳的距离为 r光视差法： 利用恒星光谱中某些谱线的强度比和绝对 星等的线性经验关系，即由测定一8些谱线 对的强度比求绝对星等，进而求出距离。 能利用分光视差法测定距离的恒星有 6 万颗以上。造父视差： 利用造父变星的周期和光度（绝对星等）的 关系确定恒星、
31、星团或星系的距离。17.恒星为什么会有不同的颜色呢？这是由于它们的表面温度不同。18.恒星发射可见光必须要达到一定的温度，要达到一定的温度，必须满足什么条件？一是恒星的质量。二是恒星的发展阶段。19.简述赫-罗图上恒星的分布情况。20.影响恒星亮度的因素有什么？一恒星本身的发光程度即光度；二恒星的距离。21.影响恒星光度的因素有什么？恒星的温度和体积。温度越高，发光能力越大，则光度 越大；体积越大，发光面积越大，则光度越大。22.简述恒星一生的演化历程。.恒星一生的演化可分成五个阶段：（原恒星） 、 （ 主序前星） 、 （主序星） （ 红巨星） 、 （ 恒星的归宿 （白矮星、中子星、黑洞） ）
32、23.致密星与正常星的共同区别？它们不再燃烧核燃料， 从而不能靠核反应产生的热 压力来支持自身的引力塌缩， 致使致密星的尺度非常小， 密度很高， 引力场很强， 处于超高的密度、超强的压力和超强磁场的极端物理状态。24.什么是引力红移？引起引力红移的原因是什么？什么星具有引力红移的特性？引力红移： 是爱因斯坦广义相对论的一个推论。按照广义相对论，在远离引力场 的地方观测引力场中的辐射源发射出来的光时，光谱线向红端移动， 即同一条原子谱线比没有引力场的情况下，波长变长。波长红移的大 小与辐射源和观测者两处的引力势差成正比。原因： 由于白矮星半径很小，密度很大，引力场很强，光子离开表面克服引力要 损
33、失相当的能量，一个光子的能量为 h（ h 为普朗克常量）与它的频率成 正比，能量减少频率就降低，所以波长变长。此红移不是光源移动引起的 多普勒位移，而是引力场引起的红移，所以叫引力红移。例如，由光谱观 测， 测出天狼 B 星的引力红移是 89km/s， 波江座 40 的引力红移是 23.9km/s白矮星25.为什么在白矮星内部的高密、高温、高压条件下，与强大引力相平衡的是简并电子气的压力。因为白矮星内部原子的电子壳层结构都被高压破坏了，只有赤裸裸的原子 核（包括中子和质子）和自由电子。这些电子都脱离原来的“几率轨道”， 而成为自由电子，于是形成了密度很大的自由电子气。我们知道，原子一 定能量状
34、态，只能允许一个电子占有，低能态占满了，就只能到高能态去 了。当电子密度很高时，所有的能量状态都将被电子占满，这样的电子就 处在简并态，所以称为简并电子气。其中电子速度比光速小的多，叫非相 对论简并气体，其电子压力与电子密度的 5/3 次方成正比；那些电子速度 与光速接近的称为相对论简并气体，其电子压力与电子密度的 4/3 次方成正比。而理想气体的压力与气体粒子数密度的 1 次方成正比。因此简并电 子气的压力比理想气体的压力大得多， 相比之9下白矮星的辐射压力与原子 核压力都不重要了。因此，压缩到高密度的电子气体，一般互相间有很高 的随机速度。这个随机速度能够引起比热压力高得多的简并压力，与白
35、矮 星自引力相抗衡的就是这种电子简并压力。26.白矮星是小质量恒星的归宿。它的内部停止了核反应，所有的核都已经耗尽了。为什么白矮星仍然发光呢？这是因为白矮星是恒星燃烧过的遗迹，它的内部温度不是零，这类似于正 在冷却的余烬，其光辐射是非常微弱的。27.为什么白矮星没有由气体组成的普通恒星所具有的典型特征，为什么白矮星在发射光辐射时没有那种大得可以观测得到的收缩和变热。支撑白矮星自引力的是电子简并压，而不是热压力。白矮星可以说是固化 的，在许多方面类似于地球上的金属。所以，以白矮星为归宿的恒星能静 静的安息在宇宙中。28.形成中子星的原因是什么？一旦超新星爆发就会在核心 形成中子星。中子星是恒星演
36、化到核能耗尽，引力塌缩的结果。当超新星爆发时，把大量 外层物质抛射出去，同时由于引力而剧烈坍缩，把核心处的物质压得更紧。在此情况下，如果简并电子气的压力也不足以抵抗坍缩的压力时，电子（ e）就被压 进了原子核，与质子（ p）结合成了中子（ n） 。p + e n + 中微子 中子的数量不断增加，当密度达到 1017kg/m3 时，简并中子气所形成的压力远远超过简并电子气，形成与坍缩的引力相抗衡的状态，稳定的中子星就形成了。29.是什么原因使脉冲星发射脉冲信号呢？“快速自转中子星模型”回答了这个问题。 这一模型认为中子星具有极强的磁场， 而且是快速自转的致密中子星，转动的速度大约每秒一周甚至几百
37、周，足够产生 所观测到的脉冲。30.为什么脉冲星旋转的如此之快？这是由于物体都遵循角动量守恒的定律；角动量取决于三个因素:物质的质量、 伸展度和旋转的速度。对于一个孤立的物体来说，其角动量是恒定的。因此一个 旋转的物体保持不变的质量，当它伸展时旋转的较慢，当它收缩时旋转就加快。 中子星收缩的很紧，物质密度极高，因此旋转非常迅速。31.脉冲双星的发现具有什么意义？脉冲双星的首次发现使人们惊喜不已，因为双星的轨道运动可以推算两个 中子星的质量这个重要的天体物理量。而且还观测到脉冲星双星系统 PSR1913+16 中两个子星的轨道周期正在减小，这恰恰是爱因斯坦的广义相对论 所预言的：32.为什么万物
38、不能从黑洞逃逸出去呢？按照爱因斯坦的广义相对论，时空由于大质量物体的存在而畸形，物质的质量弯 曲了时间和空间，而弯曲的空间又反过来影响穿越空间的的物体运动。由此可见，宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。质量大的天体比质量 小的天体使空间弯曲的更厉害。 若宇宙中某处存在有超密度的黑洞，则该处的宇 宙结构将被撕裂，这种时空结构的破裂叫时空的奇点。 某一天体掉落在黑洞中，决不意味着它在宇宙中从此消失，黑洞的引力使它仍 旧可以被视界所觉察。33.激变变星发生光变的本质是什么？它们的轨道周期一般在 110 小时，这个双星系统中的 一颗子星是体积很小、密度很大的矮星（可以认为是白矮星） ，另一颗则是巨
39、星 或亚矮星（伴星） 。两颗子星相距很近，伴星的物质受到白矮星的吸引，向白矮星流去。并在白矮星周围形成一个旋转的吸积盘，由于气流不断冲击吸积盘。这些物质的主要成分是氢。落进白矮星的氢使得白矮星“死灰复燃10“，在其外层发生核反应（参看恒星） ，从而使白矮星外层爆发，会形成热斑，于是频繁的出现爆34.人们是怎样为星系命名的A 按所在的星座命名。如仙女座星系、猎犬座星系 B 按人们为星系、星云等天体编制的星表来命名35.星系的分类依据是什么？分为哪几类？每一类具有什么特点？哈勃根据星系的形态把它们分成以下几类： 椭圆星系(E)、旋涡星系（ S） 、棒旋星系（ SB）和不规则星系（ Irr） 。旋涡
40、星系： 在星系世界中，大量的成员与我们的银河系一样，外观呈旋涡结构， 有明显的核心，其核心呈透镜形，表现为球形隆起(称为核球) ，核 球外则为薄薄的盘状结构，从星系盘的中央向外缠卷有数条长长的 旋臂，这就是所谓的旋涡星系。棒旋星系：除了旋涡星系的特征外，在中央有棒状结构。 用 SB 表示。依据中心 棒状物的大小和旋臂的开放程度分为 SBa、 SBb、 SBc 三个次型。椭圆星系： 外形呈现椭圆形或正圆形，没有旋涡结构，中心亮，边缘渐暗，称为 椭圆星系。按照椭圆的扁率从小到大又分为八种次型，分别用 E0E7 表示。不规则星系： 既没有旋涡结构，形状也不对称，无从辨认其核心，呈不规则的 形状，有的
41、甚至好像碎裂成几部分，称之为不规则星系，36.哈勃定律的内容，数学描述及适用范围。哈勃发现绝大多数的星系都远离我们而去（所以称为“退行”） ;而且 河外星系的距离与其视向速度之间成正比，即距离越远的星系退行速度越大，此 观测总结得出的规律称为哈勃定律。 数学描述： vr=H0r适用范围： 观测研究表明哈勃定律对于在 10 亿光年以内的河外星系是适用的。 对于更远的星系，遇到了时间延迟的问题。因为来自几十亿光年之外天体的光要 经过几十亿年才到达我们这里。此外对于相互作用很强的星系群可能也不适用。37 什么是引力透镜效应？引力透镜的理论基于伟大的物理学家爱因斯坦的 1915 年创立的广义相对论。广
42、 义相对论说明了空间和时间是怎样因大质量物体的存在而畸变的原理， 认为物质 弯曲了空间，而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体运动。宇宙中大质量物 体将使穿行的天体的光线发生偏折，沿着弯曲的轨迹前进。英国物理学家罗杰提出了大质量天体作为引力透镜汇聚 星光，并形成多重像的观点。 1979 年果真发现了引力透镜形成的双像。它们只 分开 6.15 ，光谱完全相同，红移量都是 Z=1.41 。天文学家分析，这是同一颗类星体，由于在它与我们之间有一个大质量的暗星系，此星系的引力场使类星体的 光线弯曲，如同通过光学透镜一样，通过引力透镜中心的光线不发生偏折；而离 开中心的就发生偏折；在某个特定距离处偏折最
43、大，因此，由于透镜的作用，结 果会产生两个像。这种类星图双像令人信服的证实了引力透镜确实存在。38.大量观测事实表明类星体是活动性很强的活动星系核，核心本质是什么呢？理论研究认为,核心很可能是一个黑洞，黑洞的周围被一层层气体包围着。我们所能观测到的来自类星体的各种辐射是从这些气体发出的。 类星体核心黑洞 的质量接近于类星体的质量，黑洞质量约为 1081012m。对于 108m的类星体， 黑洞的半径约为 3 108km，是太阳半径的 500 多倍。在黑洞周围 3 1081010km 之间的区域，主要辐射高能 X 射线和紫外辐射，再往外大约在 1014km 范围是稀 薄的气体，它们发射可见光，我们观测到的发射线是从这里发出的。类星体延伸 的外层可达 1018km 之外，主要发射射电辐射。 从宇宙学角度来看，类星体是宇宙中最早形成的天体。
