辨率和谱分辨率。
谢谢大家
• 包括宇宙飞行器（卫星、宇
宙飞船等）和空间垃圾等。
• 1957年10月4日原苏联发射第
一颗人造地球卫星，开始了 人类历史的航天时代。
• 1957年以来，世界各国向宇
宙空间的发射已达三千多次， 被送上空间运行轨道的人造 天体也已有一万多个。
人造天体
• 重要参数：
• 运行周期 • 轨道高度，高度决定周期
• 约是地球的1/11
• 和太阳距离：2.28亿公里
• 1.53天文单位
• 自转周期：24.6h • 公转周期：687日 • 卫星：两颗
气态巨行星——木星
• 半径：7.15万km，约是地球11倍 • 质量：1.90×10²⁷kg
• 约是地球的320倍，主要是氢和氦
• 和太阳距离：5.2天文单位 • 自转周期：9.84h • 公转周期：11.86年 • 卫星：68颗（有4颗最先发现）
最暗星等：30m
著名恒星——北极星（勾陈一/小犬座α星）
• 三合星 • 质量：主星约4倍太阳质量 • 总亮度：1.97等 • 和地球距离：434光年 • 天空中的位置：北天极附近
• 赤纬89度15分 • 北极星是会变的，12000年后的北极星
是织女星（0等星）
著名恒星——南门二/半人马座α星
• 三合星，其中的丙星为距太
中子星合并
致密天体——白矮星
• 大小：约地球大小 • 密度：100-10000kg/cm3 • 实例：天狼星伴星 • 太阳的质量，地球的大小 • 天狼星是全天第一亮恒星
致密天体——中子星
• 大小：半径10-30km • 密度：1014-1015kg/cm3 • 实例：蟹状星云中的中子星
PSR 0531+21
星际介质
• 空旷的宇宙空间：恒星、行
星等星体只占极小的一部分。
其余部分被星际介质充满。
• 星际气体：星际介质并不均
匀，比较密集的地方称为星
际气体。
• 0.1原子/cm3
• 作用：这里是恒星诞生的地
方。星际气体在引力作用下
收缩成恒星。
人类对太空的观测
及天文望远镜的介绍
光学天文望远镜介绍
• 通过光学成像的方法使人看
• 质量：1.99 x 1030 kg
• 相当于 3.3 x 105 个地球
• 估计太阳的寿命还有50亿年
太阳的结构
• 太阳由内而外可以分成三层： • 核心区、对流区、太阳大气 • 核心区是太阳光和热的来源： • 核聚变发生的地方
太阳的结构
• 太阳大气又可以分成三层： • 光球层、色球层、日冕层 • 我们看到的太阳光来自于光球层 • 日冕层只有日全食时才能看到
• 约是地球的14.5倍
• 和太阳距离：19.2天文单位 • 自转周期：17.24h，躺着自转 • 公转周期：84.32年 • 卫星：27颗
冰态巨行星——海王星
• 半径：2.48万km，约是地球4倍 • 质量：1.0247×10²⁶kg
• 约是地球的17倍
• 和太阳距离：30.06天文单位 • 自转周期：15.93h • 公转周期：164.8年 • 卫星：14颗
• 很多中子星会发出脉冲信号，
故又称脉冲星。
致密天体——黑洞
• 大小：
• 恒星级黑洞：约10太阳质量 • 星系中央的超大质量黑洞：
约106 – 109 太阳质量
• 密度：无穷大，光也无法逃脱 • 实例：天鹅座X-1
银河系中央黑洞
星系
• 含义：包含恒星、星际介质
等，并且受到引力束缚的大 质量系统
• 星系的数量：千亿以上
气态巨行星——土星
• 半径：6.03万km，约是地球9.5倍 • 质量：5.688×10² 和太阳距离：9.5天文单位 • 自转周期：10.55h • 公转周期：29.53年 • 卫星：62颗
冰态巨行星——天王星
• 半径：2.56万km，约是地球4倍 • 质量：8.6810 ×10²⁵kg
的小行星密集区域
• 和太阳距离：2.17-3.64AU • 有50万颗以上小行星 • 成因：它们本应形成一颗行
星，但木星的巨大引力阻止 了它们合并
矮行星——谷神星
• 半径：950km • 和太阳距离：2.8AU • 太阳系中最小的、也是唯一
位于小行星带的矮行星。
• 有液态水，能接受一些阳光，
有生命存在的可能
• 按轨道可分为：
• 低轨道卫星（LEO）、中轨道卫星
（MEO），高轨道卫星、地球同步轨道 卫星、地球静止轨道卫星（GEO）、太 阳同步轨道卫星（SSO）和极轨道卫星
著名的人造天体——国际空间站
• International Space Station • 高度约400km，周期90分钟 • 16个国家参与研制，中国因美国
天文学导论
清华大学 马福崑
我们来看一段视频
• 这一段视频是由NASA（美国国家航空航天局）制作的， • 视频展现了从我们所在的地球不断扩展视野直到宇宙边缘的场景。 • 这段视频中展现的浩瀚星空都是天文学研究的范围。
什么是天文学？
• 天文学(Astronomy)是研究宇宙空间天体、宇宙
的结构和发展的学科。
阳最近的恒星，称比邻星
• 质量：1.1/0.9/0.12太阳质量 • 总亮度：-0.27等 • 和地球距离：甲乙4.35光年
丙4.22光年
• 天空中的位置：仅南半球可见
• 赤纬-60度50分
致密天体
• 特征：极高的密度，但是不
亮，利用其引力观测
• 分类：
• 白矮星、中子星、黑洞
• 来源：
• 白矮星：小质量恒星死亡 • 中子星：大质量恒星死亡 • 黑洞：超大质量恒星死亡、
• FAST是世界在建的最大射电
望远镜，借助天然圆形溶岩 坑建造。
• 反射面总面积25万平方米
（相当于30个足球场）
• 看到更清晰的宇宙。
钱德拉X射线天文台 Chandra X-ray Observatory
• 是美国宇航局于1999年发射
的一颗X射线天文卫星目的 是观测天体的X射线辐射。
• 其特点是兼具极高的空间分
类地行星——金星
• 半径：6050km，约和地球相同 • 质量：4.869×10²⁴kg
• 约是地球的4/5
• 和太阳距离：1.08亿km
• 0.72天文单位
• 自转周期：243.01日 • 公转周期：224.70日 • 卫星：无
类地行星——火星
• 半径：3397km，约是地球一半 • 质量：6.4219×10²³kg
到远处的物体，并且显得大 而近的一种仪器。
• 有折射式和反射式两种
世界各地的光学天文望远镜
凯
克
望
远
镜
，
夏
威
Hale （黑尔）望远镜 (5m) (1947)
夷
帕洛玛天文台（Palomar observatory）
哈勃空间望远镜（HST）
• 哈勃空间望远镜（Hubble
Space Telescope；HST）
著名的彗星——哈雷彗星
• 人类首颗有记录的周期彗星 • 唯一能用肉眼直接从地球看
见的短周期彗星
• 公转周期：约76年 • 英国物理学家爱德蒙·哈雷首
先测定其轨道数据并成功预 言回归时间而得名
• 下次出现：2061年7月28日
人造天体
• 由人工研制，发射到宇宙空
间的飞行体。运行规律与自 然天体基本相同。
喜帕恰斯提出并规定
• 数值越小星星越亮，越大则
星星越暗
• 规定：1等星的亮度是6等星
的100倍
• 两个星等间，亮度差2.512倍
常见天体的视星等
• 太阳：-26.7m • 满月：-12.6m • 金星最亮：-4.4m • 天狼星：-1.46m • 最大地面望远镜可观测最暗星等：
25m
• 哈勃空间望远镜（HST）可观测
的反对未能参与
• 1994年开始准备，1998年第一个
组件发射，2011年组装完成
• 最亮时可在地面用肉眼看到。
太阳系外天体介绍
向远处说去
太阳系外天体
• 恒星 • 致密天体（白矮星、中子星、黑洞） • 星系（银河系、河外星系） • 星际介质
恒星
• 恒星的特征参数：
• 质量、光度、亮度、寿命 • 和地球距离、天空中的位置
什么是宇宙？
• “宇”指无限空间，“宙”指无限时间。 • 宇宙是时间和空间的统一体，是一切物质及其存在形式的总称。 • 换句话说，宇宙就是世间一切的总和。 • 在生活中，我们所说的“宇宙”更多的是指地球之外的部分。
什么是天体？
• 天体是指宇宙空间的物质形体。 • 具体来说，太阳、月亮、“星星” 等都是天体。
• 星系的组成：几十亿至几千
亿颗恒星和之间的星际物质
• 星系的分类：
• 椭圆星系 • 旋涡星系 • 棒旋星系 • 不规则星系
• 椭圆星系： • 旋涡星系：
不同的星系 • 棒旋星系： • 不规则星系：
银河系
• 类型：棒旋星系 • 半径：6万光年 • 中心厚度：1.2万光年 • 质量：7500亿倍太阳质量 • 结构：银心、银核、银盘、
八大行星
小行星带 气态巨行星
类地行星
冰态巨行星
地球
• 半径：6371km • 质量：5.965×1024kg • 和太阳距离：1.5亿km
• 1天文单位（1 AU）
• 自转周期：1天 • 公转周期：1年
地球的卫星——月球
• 直径：3476km，约是地球的3/11 • 质量：7.35×10²²kg
太阳系内天体介绍
从近处说起
太阳系内天体
• 太阳（恒星） • 八大行星（水、金、地、火、木、土、天王、海王） • 及其卫星（月球等） • 矮行星、小行星和彗星 • 人造天体