多波段天文学

1608年望远镜问世,1609年伽利略率先用望远镜观测天体和天象,并很快做出一系列重要的发现,开创了天文观测和研究的新纪元。随着技术进步和认识上的提高,从1940年代起的几十年中,相继诞生并发展了射电天文学、红外天文学、紫外天文学、X射线天文学和 射线天文学,从而实现了对天体辐射观测的全波段覆盖,诞生了多波段天文学,人类对宇宙和宇宙中各类天体、天象的物理本质的认知迈入了全新的阶段。     

大气外巡天观测

利用航天器在宇宙空间进行天文观测,可克服地球大气对天体辐射的干扰和阻挡,对天体进行“全波”观测.通过卫星姿态控制,可使卫星上的探测仪器对准太阳作空间太阳观测,或使仪器按预定方式扫描天空作大气外巡天观测.早在本世纪四十年代,人们就已利用气球、火箭获得空间太阳观测的初步成果;人造卫星上天后,利用卫星、深空探测器和“天空实验室”     

射电子源的超光速分离

河外射电源传统的天文观测借助于光学望远镜(包括人眼),接收天体发出的光波.但是,光波只是电磁波的极小的一部分,而天体除了发出光波外,往往还发出其他波段的电磁波,如无线电波、X射线、r射线等.观测这些波段的辐射不能用光学望远镜,而需用其他的仪器.从本世纪三十年代发展起来的射电望远镜就是用来接收天体发出的无线电波的仪器.射电望远镜的问世,发现了许多前所未知的现象,极大地扩展了人们的眼界,深化了人们对天体本质的认识,成为天文学史上一个重要的里程碑.     

宇宙探测和开发狂想曲

凡天体都向外发射电磁波。波长从短到长依次为ｙ射线、ｘ射线、紫外线、可见光、红外线和射电波（即无线电波）。天体的状态不同，发射不同的电磁波。在古代，人们只能用肉眼观察星星。１７世纪初发明可见光望远镜后，给宇宙探测带来了一次飞跃。肉眼只能看到约４５００颗星星，小型望远镜则可看到２００万颗，而现代望远镜能分辨几十亿个光点。２０世纪３０年代射电望远镜诞生后，开辟了探测宇宙的射电窗口，带来了又一次飞跃。航天技术则可把望远镜送入太空，避开地球大气层的影响，使可见光望远镜的观测范围扩大近４００倍．分辨力提高１…     

奇怪的新种类

美国天文学家发现了一类新的天体：一群独特的Y射线源。它们比以前看到的那些散布于天空中各个不同部分的了射线源要弱一些，但离我们也更近一些。它们是什么呢？它们是从哪里来的呢？从20世纪为年代开始天文学家们就开始监测太空中的低频辐射，但是对于甚高频、高能宇宙射线（X射线和Y射线）的研究只是在近为多年的时间里才发展起来。我们知道，X射线可以帮助我们看到物体的某些用肉眼无法看到的特征。与此类似，X射线和Y射线天文学可以使我们“看”到更多的、奇怪的、未知的星体。高能射线是由宇宙中一些非常极端的天体或事件产生的：…     

观测天体物理的开创性工作

2002年的诺贝尔物理学奖颁给了美国的戴维斯(Raymond Davis,Jr)、贾科尼(Riccardo Giacconi)和日本的小柴昌俊.其中戴维斯和小柴的贡献在于将高能和粒子物理的研究方法应用于探测来自宇宙空间的中微子,他们经过1960年代以来的努力工作找到了来自太阳和超新星爆发的中微子辐射,从而确定了中微子的一些内部性质,也确立了中微子天文学的地位.贾科尼不仅是国际知名的高能天体物理学家,也曾长期担任天文学界几个重要科研单位的领导人.他得奖的部分贡献是在1960和1970年代通过空间观测手段发现了来自天体的X射线,开创了X射线天文学的先河.     

充满活力的空间天文学

以人造卫星上天为标志而兴起的空间天文学,是继十七世纪伽里略开始的光学天文、二十世纪四十年代诞生的射电天文之后,天文学发展的又一个里程碑,它给古老的天文学带来崭新的面貌,使天文学产生一次新的飞跃. 空间天文学是在大气外层空间探索宇宙奥秘的.这种独特的天文观测环境使它具有地面天文观测所无法比拟的优越性.它突破了地球大气的屏障,直接探测天体的辐射、宇宙高能粒子和行星际介质样品,开拓电磁波的观测波段,使天文学有可能进入全波天文时代. 这种内在的优越性使得空间天文学在其发展过程     

望远镜家族的另类成员——全波天文观测仪器

<正>古时,人们夜观星空,占卜算卦,预测未来。不过在长期观测星空的过程中,他们发现,星星的位置关系竟然可以准确地告诉我们时间,而最早的天文学就是为了准确报告时间而诞生的。现在的天文学家依旧观测星空,不过早已不是为了预报时间,而是为了科学地了解物理规律。我们知道,遥远的星光仅仅是电磁波的一部分,从那遥远天体发出来的除了可见光,还有电磁波的其他部分,比如红外线、紫外线、X射线和伽马射线等,这些成分同样包含着星星的信息,不过我们的肉眼并不能识别它们的存在。为了能     

一颗正在形成的恒星

亚利桑那大学一个观察家小组的克里斯托弗·K·沃克等与路易斯州立密苏里大学的布鲁斯·A·威尔金一起,观察了一颗恒星在实际形成过程中的的情景.他们审查了一个很少被人研究的红外线源IRAS 1629A,它位于首先被红外天文人造卫星发现的蛇夫座洛(ρ)分子云中.研究者们是用12米射电望远镜在毫米波段进行观测的.这台射电望远镜,由国家射电天文观测台在亚利桑那州基特山上投入使用.通过研究由一硫化碳分子辐射出的两条谱线,他们就有可能确定在该天体周围的气体运动模式.直接用可见光观测上述天体是不可能的,因为它处于一个巨大的昏暗区域之中,这个区域仅能被红外线和射电辐射穿透.     

银河系新视野

近10多年来,地面的和航天的现代天文仪器进行了银河系的大规模观测,得到了银河系在射电、红外、X射线、可见光的多波段的精彩新图像,有很多重要的新发现.银河系现今展现为比以前想象的更丰富、更复杂、更活跃的天体系统.     

注视宇宙的“红外”目光

红外天文学威廉·赫歇尔（William Herschel）是天王星的发现者．也是恒星天文学的开创者,1800年,他用温度计测量太阳光谱的各部分温度时,发现光谱的红端之外亦有温度上升,且升得更快,于是发现了红外辐射。红外辐射的发现．加深了人们对电磁波的认识,也扩展了人类的视野,它使人们可以在红外波段上观测神秘的宇宙．探测用可见光无法看清的天体。     

月亮闪烁着γ射线

以可见光到X射线的波长来观测，太阳是太阳系卓越的表演者，然而以了射线来观测，月亮则比太阳明亮。康普顿7射线天文台望远镜最近拍摄的图片提供了这一现象的图像证据。美国马里兰州格林贝尔特国家宇航局戈达德宇宙飞行中心T射线天文台的研究者大卫·J·汤普查森（DavidJ．Thompson）说：“就我们所知，还没有其他天文部门看到月亮比太阳亮。”当高能宇宙射线（带电粒子）几乎以光速从银河系的遥远地区射入，以撞击月球时，Y辐射产生。它们激发了月球表面的原子核，然后辐射Y射线。和月亮不同，太阳有磁场，磁场偏转了宇宙射线或其它射…     

NGC4051短时标光变的多波段同时性联测

探索活动星系的快速光变,是研究活动星系中心致密核结构及辐射机制的强有力手段,也是当前一个十分重要而又十分活跃的天体物理领域。目前比较多数的看法是:活动星系的X射线辐射是活动星系的中心致密核的吸积盘所产生(因为这一模型与观测事实符合得较好)。因此,探索X射线波段的短时标的光变对研究星系的致密核结构及辐射机制更显得比其它波段重要。     

电视摄象管的新应用

天文学是一门研究天体结构和演化的学科,它的研究方法是以观测为基础的。虽然在目前人类已经登上了月球,而且发射了许多的宇宙飞船到达其他的行星,可是对于广大的恒星世界至少在比较长的时期内还不可能直接去研究,因而对天体的研究,最主要的还是依靠来自天体的辐射,并把辐射的强度和分布记录下来。最简便而又最原始     

天体物理力学

近年来,由于观测技术和模拟计算的进展,在天体物理领域内,形成了一个重要的研究分支,这就是天体物理力学.它用气体动力学的方法,在考虑了物质和辐射的相互作用的基础上,研究和解释天体的各种动力学现象.     

透视"类星体"

20世纪60年代,天文学家通过观测发现了一些光谱很特别的有强烈射电辐射的射电源对应体,却弄不清是一种什么天体。1963年时,美籍荷兰天文学家施密特拍摄了编号3C273的光学对应体光谱,经过反复琢磨推敲,发现这些光谱线的相对排列顺序与氢原子的光谱颇为相似,不同的只是巨大的红移量,于是他大胆判断这些奇特的谱线就是氢元素的发射线。3C273光谱的0.158红移值意味着它距地球大约20亿光年,如此之远的天体,其亮度比任     

自然信息

γ射线源是一类新天体吗? 由于探测上的困难,γ射线天文学的进展受到了限制。非太阳γ射线天文的成就是在本世纪七十年代以来才取得的。观测γ射线的“小型天文卫星-B”(SAS—B)和宇宙线观测卫星“宇宙号-B”(COS-B)已发现了一些γ射线源。     

天体Ⅰ型X射线暴中的核物理

X射线暴(X-ray burst)是指天体的X射线亮度突然增强10～50倍的天文现象.它是发生在由一颗中子星(或者黑洞)和一颗伴随的"捐赠者"伴星(通常为红巨星)所构成的密近双星系统里的剧烈核过程.作为宇宙中发生最频繁的热核爆炸事件, X射线暴已广泛为国际上众多基于卫星的X射线观测站所观测和研究,其中包括2017年中国发射的"慧眼"硬X射线调制望远镜.核物理学家需要提供精确的核物理输入量,例如原子核质量、衰变寿命、核反应率等,结合天体物理模型,进而深入理解X射线暴中天文观测到的光变曲线、双星系统相应的天体物理环境参数,以及爆炸灰烬中的核素丰度分布等重要科学问题.本文针对天体Ⅰ型X射线暴中关键核反应研究进行了系统的阐述,详细介绍了X射线暴中的一些主要核合成过程,以及所需的关键核物理输入量,总结了相关研究方向的具体目标,为研究者指出了未来可能的研究方向.     

银心黑洞之谜

在一些河外星系的核心,我们观测到异常的恒星运动、高速(每秒1000公里)流动的电离气体和来自那里的紫外辐射、X射线、γ射线以及强同步加速辐射(来源于以相对论性速度在其喷注中运动的等     

引力透镜效应与暗物质探测*

引力透镜是广义相对论引申的强引力场中特殊的光学效应。20世纪80年代以来,天文观测发现了许多引力透镜效应的实例,包括“爱因斯坦环”。一些本来很难探测的非常遥远、非常暗弱的天体,幸亏引力透镜效应而进入当代天文学家的视野。“大爆炸”70万年以后,宇宙处于延续4～5亿年的“黑暗年代”,物质大体呈均匀结构,没有任何自主发光的天体。星光灿烂的辉煌时期始于何时？引力透镜效应的观测给出了相关信息。被称为21世纪“两朵乌云”之一的暗物质,比所有人类已知物质的总量多4倍以上,不发出任何辐射,不可能被直观测到。引力透镜效应作为发现宇宙暗物质的探针,在寻找暗物质确实存在的直接证据和分析暗物质的空间分布方面作出了贡献。