宇宙科学知识

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星图

星图,是恒星观测的一种形象记录,它是天文学上用来认星和指示位置的一种重要工具。

星图将天体的球面视位置投影于平面而绘成的图,表示它们的位置﹑亮度和形态。它是天文观测的基本工具之一。星图种类繁多,有的用来辨认星星,有的用来证认某天体(或天象),有的用来对比发生的变异等等。有的星图只绘出恒星,有的星图则绘出各种天体。按使用对象分,有的供天文工作者使用,有的供天文爱好者使用。近世出版的星图按出版形式分为图册和挂图。星图的方位是:上北下南,左东右西。

星暴

星暴是一种异常强烈的恒星形成的活动。在距离地球1250万光年的矮星系NGC4449中,一场名副其实的恒星“焰火”正在上演。哈勃太空望远镜最新公布的一张照片向我们展示了这场焰火秀的全景。

几十亿年来,NGC4449中的恒星一直在持续诞生,但是现在这个星系中的恒星形成效率比以往高出了许多。这种异常强烈的恒星形成活动被称为星暴。按照目前的恒星形成率,整个星系中的气体储备将在10亿年内耗尽。

星暴通常发生在星系的中心区域,但NGC4449的恒星形成活动分布得更为广泛——不论是在星系的核心还是外围,都能看到刚刚诞生不久的极年轻恒星的身影。科学家推测,这个星系的星暴活动可能是它与另一个小星系近距离相互作用引发的。NGC4449是猎犬座中一个星系团的成员。天文学家们认为,NGC4449中的恒星形成还受到了周边星系相互作用的影响。

星云

星云包含了除行星和彗星外的几乎所有延展型天体。我们有时将星系、各种星团及宇宙空间中各种类型的尘埃和气体都称为星云。星云是由宇宙中的尘埃及气体所形成的,其主要成分是氢气。简单来说,可分为四类:发射星云、反射星云、暗黑星云及行星状星云。

星座

星座起源于四大文明古国之一的古巴比伦,古代巴比伦人将天空分为许多区域,称为“星座”,不过那时星座的用处不多,被发现和命名的更少。黄道带上的12星座初开始就是用来计量时间的,而不像现在用来代表人的性格。在公元前1000年前后已提出30个星座。那里有底格里斯河与幼发拉底河从西北流向东南,注入波斯弯,所以又叫“两河流域”地区。

星系

恒星系或称星系,是宇宙中庞大的星星的“岛屿”,它也是宇宙中最大、最美丽的天体系统之一。到目前为止,人们已在宇宙观测到了约一千亿个星系。它们中有的离我们较近,可以清楚地观测到它们的结构;有的非常遥远,目前所知最远的最系离我们有近两百亿光年。

原星系由于氢和氦的不断落入而逐渐增大。原星系的质量变得越大,它们吸引的气体也就越多。一个个云团各自的运动加上它们之间的相互作用,最终使得原星系开始缓慢自转。这些云团在引力的作用下进一步坍缩,一些自转较快的云团形成了盘状;其余的大致成为椭球形。这些原始的星系在获得了足够的物质后,便在其中开始形成恒星。这时的宇宙面貌与今天便已经差不多了。星系成群地聚集在一起,就像我们地球上海洋中的群岛一样镶嵌在宇宙空间浩瀚的气体云中,这样的星系团和星系际气体伸展成纤维状的结构,长度可以达到数亿光年。如此大尺度的星系的群集在广阔的空间呈现为球形。

宇宙中没有两个星系的形状是完全相同的,每一个星系都有自己独特的外貌。但是由于星系都是在一个有限的条件范围内形成,因此它们有一些共同的特点。哈勃根据星系的形态把它们分成三大类:椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。椭圆星系分为七种类型,按星系椭圆的扁率从小到大分别用E0—E7表示,最大值7是任意确定的。该分类法只限于从地球上所见的星系外形,原因是很难确定椭圆星系在空间中的角度。旋涡星系分为两族,一族是中央有棒状结构的棒旋星系,用SB表示;另一种是无棒状结构的旋涡星系,用S表示。这两类星系又分别被细分为三个次型,分别用下标a、b、c表示星系核的大小和旋臂缠绕的松紧程度。不规则星系没有一定的形状,而且含有更多的尘埃和气体,用Irr表示。另有一类用S0表示的透镜型星系,表示介于椭圆星系和旋涡星系之间的过渡阶段的星系。

星空

巨大的天穹无声息地自东向西旋转着,西边的星辰渐渐没入地平线下,在东边的地平线上不断升起新的星座,而南方的星星则逐渐偏向西方。众所周知,星星的这种东升西落的周日视运动是地球自西向东自转运动的反映,约每23小时56分星星沿周日平行圈运行一周,每小时运行15°。因此,从黄昏到第二天黎明前的整个夜晚我们可以看到当地可见的全部星星。一般说来,人们用肉眼可以看到6等星,全天星数约6000颗,显然这个数目会因各人视力不同而相差很多。此外,一个地方所看到的星的数目又因地理纬度的差异不同。赤道地区的人们一夜之间可以看到全天的星,而两极地区的观测者甚至在长达半年之久的夜晚也只能看到半个天空里的星星,其他纬度地方(例如,地理纬度为φ)的观测者永远看不到恒隐圈中的星星(即赤纬δ小于或等于—(90度—φ)的星)。地理纬度越高的地方,看到的星数越少。不同纬度的观测者看到的星空也有所不同,越往南,看到南天的星越多。我国海南岛三亚市地理纬度接近18度,在那里可以看到赤纬—72°以北的所有星星;而首都北京(φ=40度),就只能看到赤纬大于—50°的星星。通用的星等系统之一是U(紫外)B(蓝)、V(黄)三色系统;B和V分别接近照相星等和目视星等。二者之差就是常用的色指数。太阳的V=—26.74等,绝对目视星等M=+4.83等,色指数B—V=0.63,U—B=0.12。由色指数可以确定色温度。

星团

星团是由于物理上的原因聚集在一起并受引力作用束缚的一群恒星,其成员星的空间密度显著高于周围的星场。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。

星团的命名,一般采用相应的星表中的号码。最常用的是梅西叶星表,简写为“M”。它只包括了较亮的星团。较完全的是“NGC”"星表,有时还用“IC”星表。这些星表中不仅仅包括星团,还有星云和星系。

星系群

星系一般不单独存在,有成团的倾向。星系在自成独立系统的同时,以一个成员星系的身份参加星系团的活动。超过100个星系的天体系统称作“星系团”,100个以下的称为“星系群”。

由于万有引力的影响,巨大的星系往往会聚集在一起,成群出现,构成星系群或星系团。而且,星系的这种“群居”习惯比恒星更甚。绝大部分星系(至少85%以上)都是出现在星系团中的。当然,这样的“部落”大小不一,包含的星系个数相差极为悬殊。小的只有十几个或几十个,也称为星系群,比如我们银河系所在的本星系群。多的可以有几千个,甚至上万个成员星系,比如后发星系团。像这样的大“部落”一般都有一个或几个“首领”——巨椭圆星系,它位于团中央,四周聚集着它的“亲信”——椭圆星系或透镜星系,而旋涡星系和不规则星系则散布在更加外围的区域。通常,这些星系"部落"在空间分布上也会三五成群,形成“群落”,这就是所谓的超星系团了。

银河系便属于一个以它为中心的星系群,称本星系群,它包括仙女星系、麦哲伦星云和三角星系等约40个星系。星系团还可构成更高一级的成团结构——超星系团。本星系群即是以室女星系团为中心的包括50个左右星系团和星系群组成的本超星系团的一个成员。

星盘

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