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     

宇宙中铁以上的重核是如何合成的?

针对21世纪尚未解决的11个重大物理问题之三,即"宇宙中从铁到铀的元素是如何产生的?"进行了系统的阐述,包括问题提出的背景和重要性、主要研究内容、国内外进展以及将来的发展趋势.介绍了产生宇宙中比铁重的元素(简称为超铁元素)的几个主要核合成过程,并总结了相关的研究目标.目前,尚需要精确测量天体核合成路径上关键核素的质量、寿命以及相关核反应的反应截面或者天体物理反应率等核物理输入量;开展天体元素或者同位素丰度的观测研究,以及星际X和γ射线等的卫星观测;发展天体物理模型以及核物理理论模型,最终将可靠的核物理输入量、核天体物理理论模型和天文观测数据相结合,以探索和解决宇宙中超铁元素的来源问题.     

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”     

环绕恒星的原行星盘:行星的“诞生摇篮”

<正>2014年9月,智利北部阿塔卡马沙漠高原上新建成的阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA)进行了仪器测试,开展了持续的天文观测项目.ALMA是用干涉方法进行天文观测的射电天线阵,由66个天线构成,总长度达到16km.ALMA是一个国际合作建设的天文工程,由来自欧洲、北美和东亚等的各国(地区)合作运行.天文学家利用ALMA拍摄了     

杭州市高级中学:天文社里的小小天文家

<正>在浙江省乃至全国范围内,一提起学校天文社团,恐怕大家第一个想到的便是杭州市高级中学的天文社。每次路过这所学校,大家都能看见高高矗立着的天文观测台。或许,正是有了这一良好的天文观测条件,杭州市高级中学才形成了高人一等的创新教育体系。     

中国射电天文发展的机遇和挑战

中国天文研究水平总体而言与世界先进国家相比还有很大差距,最根本的原因是我们国家的天文研究设备太差.天文设备成为中国天文研究长期竞争力和原创能力的主要瓶颈.长期以来中国的射电天文研究1一方面依靠杰出天文学家利用国际大射电望远镜进行观测,取得一些(但不是很多)有影响的成果;另一方面是靠自己发展设备,建设一些中小观测平台.     

关于黑洞的一些物理问题

近十多年来,由于天文观测手段的迅速发展,许多所谓高能天体物理现象的接连发现,开创了天体物理学的新领域。在这个领域中,遇到了一系列难以沿用天体物理的“常规”图象加以解决的新问题,这就迫使人们去探索新的机制、选择新的模型、研究新的规律。只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假说。当前,为了说明这些高能天体物理现象,提出了各种各     

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.     

太空侦察兵——空间探测器

<正>宇宙空间很奇妙。空间探测器是人类宇宙空间探索的侦察兵和先行者。如果想对地球进行天文观测,天文卫星就可以将地球看得清清楚楚、明明白白。但是天文卫星只能围绕地球运行,虽观测地球还是胜任的,但要观测其他星     

空间天文学观测的现状及未来

进入八十年代以来,全世界天文飞行出现的趋势是,以先进的技术提高每次飞行效益,降低发射频数.《空间天文学观测的现状及未来》一文介绍了空间天文观测的现状及对未来天文飞行的新技术要求.     

影响我国霾天气的多尺度过程

频发的霾天气是我国现阶段面临的最主要大气环境问题之一.霾期间高浓度大气细颗粒物(PM_(2.5))是多种物理化学过程综合影响的结果,包括排放、气-粒转化、大气边界层、局地环流、天气与气候等过程.上述过程的时空尺度跨越了几个数量级,在空间尺度上涵盖了纳米尺度至上千千米尺度.多尺度过程本身的复杂性以及不同过程之间的相互影响是目前大气环境领域面临的最严峻挑战,直接影响到对于霾天气形成机制的科学认识、预报技术与数值模式研发,以及相应的大气污染治理.文章综述了在影响我国霾天气的多尺度过程及其与气溶胶的相互作用领域取得的研究进展.研究表明:二次气溶胶已经成为我国大气气溶胶的主要部分,在霾过程后期,液相非均相过程对气-粒转化有重要贡献; PM_(2.5)呈现多时间尺度周期性振荡,包括1, 4～7以及40～60 d等,边界层、天气和气候等多尺度过程是造成上述周期性变化的主因;已有证据表明,我国高气溶胶已经影响到该区域大气光化学、大气边界层,甚至天气和气候过程.气溶胶与上述过程的相互作用进一步影响了气溶胶浓度及其空间分布,但是此问题极为复杂,尚存在很大不确定性.为此,今后需重点加强以下研究:加强包含气溶胶理化性质、大气光化学、气象要素在内的多要素协同观测,重点开展对流层内多要素协同垂直探测;增强跨学科领域研究,尤其是大气物理-大气化学-天气/气候等多学科间的交叉性研究;加强气溶胶与大气化学、边界层、天气气候等过程相互作用的数值模拟研究.     

天体物理研究工作的一次盛会

1977年全国天体物理学术会议于8月6日至20日在安徽黄山召开.这次会议人数多,专业范围广,除了天文研究单位和大专院校的天体物理工作者外,参加会议的还有数学、力学、高能物理、空间物理和地球物理等学科的同志.会上收到的学术报告,不论从数量上和质量上,都比以往历次会议有显著的提高.而且很多工作都是集体研究的成果,是天文台与天文台、天文台与有关研究单位、高等院校之间有关专业大协作的成果.在学术交流中,大家思想活跃,争论热烈,贯彻了“百家争鸣”的方针,许多研究成果通过交流都得到了不同程度的完善和补充.     

由中国古代日食时刻记录得到的地球自转变化

在利用古代天文观测记载从事地球自转速率变化的研究中,古代天象(如日食、月食和月掩星等)的纪时观测与记录是可用资料的重要组成部分,可靠的记录含有极为有价值的地球自转变化信息,特别是来自古代天文学和计时技术较为发达的国家和地区的记载.中国是一个文明古国,不仅由于历代皇帝视某些天象与朝代兴衰有关,更由于颁历与占星学的需要,因此对日月食观测极为重视,观测和记载的历史悠久.中国古代的计时技术具有较高的水平,且纪时观测多为历代的专业天文史官所为,因而观测和记载资     

米波段射电望远镜——作用、结构、发展及我国的研究

射电天文手段,是现代天文学研究的三大手段之一,另两种手段是空间天文手段和地面上的天文手段.这三种手段相互配合又竞相发展,促成了当前天文学突飞猛进的局面.1984年10月,我国天文学工作者在密云成功地研制出我国第一架用以观测银河系以及遥远星系的“密云米波段综合孔径射电望远镜”,使我国在天文观测手段和技术方面又取得一大成果.《米波段射电望远镜》一文结合这一成果从射电天文技术和方法的角度介绍了米波段射电望远镜的作用、结构、设计思想和发展计划.     

稻田和沼气池甲烷排放通量的测量

最近几年的观测表明,大气中的甲烷(CH_4)正以大约每年1％的速率增长。大气CH_4的增长将会在很大程度上影响大气碳循环及其它大气化学过程,并可能影响平流层臭氧,大气CH_4增加还将因温室效应而影响我们的气候。所以,观测到的大气CH_4增加引起了各界的普遍关注。     

气候变暖及其对我国的社会影响

气温升高是20世纪以来我国气候变化过程中最主要的气候特征.气候变暖的产生取决于自然因素和人为因素,特别是大气温室气体的变化所引起的气候变暖(气温升高).气候变暖导致了降水、水资源的重新分配、生态环境的恶化以及人类生活条件等等一系列的改变.     

天体物理学和天文学的现状和展望

引言由于有一些科学家认为天文学和天体物理学对于自然科学的发展和对于人类实践没有什么重大作用,因此在本报告中将特别指出这两门科学的重要性,以便引起大家的重视。报告中的天体物理学部分由苏联科学院克里米亚天体物理观象台台长А.Б.谢维尔内教授执笔,天体测量和方位天文部分由中国科学院紫金山天文台台长张钰哲教授作些     

我国大气环境立体监测技术及应用

大气环境是一个十分复杂的动态系统,大气气溶胶及其气态前体物、大气成分及环境要素分布在从大气边界层、对流层到平流层的垂直空间里,具有显著的时间和空间变化特征以及典型的地理环境气候区域特征,影响着空气质量、气候变化.提高大气环境的监测技术水平,发展遥感观测手段,实现对大气环境的在线、快速、立体探测,对于了解大气中各种成分的动态变化过程、源汇机制以及其对环境、气候的影响等具有重要意义.近年来,日新月异的激光/波谱技术促进了大气立体监测技术的发展,以光学探测和光谱数据解析为核心的各种立体监测技术以高灵敏度、高分辨率、高选择性、多组分以及实时等优势在大气、环境、气象、空间、遥感以及军事领域得到了广泛的应用.通过光与大气中物质相互作用产生的吸收、散射、发射等过程,形成了多种探测技术,实现了对大气痕量气体、大气气溶胶、温室气体、大气风场、水汽、温度以及多种大气污染成分的快速、实时探测,并通过光波的遥感特性,在地基、车载、机载及星载多平台上对大气多种成分、大气参数进行多尺度的探测.     

中性大气折射误差及对VLBI基线测量的影响

考虑到大气中不同的组成成分,在射电天文观测中,特别是在低地平高度角观测中,一般把中性大气折射延迟分为“干”、“湿”两部分,并分别构成映射函数解算天顶延迟.中性大气折射的误差按其物理性质来划分可以包括3个因素:大气物理模型与真实大气的偏差;在确定的大气物理模型下映射函数的模型误差;观测站地面气象参数的测量误差及其随时间的漂移.气象条件通常包括地面总气压p_0,湿分压e_0,温度T_0,垂直温度梯度β,对流层顶高度等H_t.理论计算表明,最近由作者提出的UNSW931映射函数与所选用的大气物理规范下“真实”映射函数的偏差可以忽略.本文将主要讨论第3种因素的影响.就UNSW931模型而言,由气象参数的测量误差以及气象条件的变化所引起大气延迟的附加改正△_τ_D_i可以写为.式中△D_i(i=1,2,3,4)是气象参数p的误差△_p引起的△D_i的改变,τ~z为天项方向的大气延迟.τ~z的典型值为2.4m左右.气象参数p的误差△_p在5°地平高度最大可产生相当于150ps的延迟误差,远大于VLBI记录群延迟约30ps的随机噪声误差.这一误差将影响到对VLBI台站坐标和VLBI基线的估算.     

地球在呻吟——聚焦全球气候变暖

气候变暖毫无争议 IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)在2008年2月2日发表的第四份气候变化评估报告梗概中指出,对全球大气平均温度、海洋平均温度、冰川和积雪融化的观测,以及对全球海平面的测量等已证实,全球气候正在变暖.