蓋亞任務(wù)、宇宙微波背景輻射、星際消光與紅化、多普勒效應(yīng)、赫羅圖

1、赫羅圖 赫羅圖是丹麥天文學(xué)家赫茨普龍及由美國天文學(xué)家羅素分別于1911年和1913年各自獨立提出的。后來的研究發(fā)現(xiàn)，這張圖是研究恒星演化的重要工具。 赫羅圖是恒星的光譜類型與光度之關(guān)系圖，赫羅圖的縱軸是光度與絕對星等，而橫軸則是光譜類型及恒星的表面溫度，從左向右遞減。 主星序表明，大多數(shù)恒星，表面溫度高，光度也大；表面溫度降低， 則光度隨之減小。但是，在圖的右上方，有一個星比較密集的區(qū)， 這里的星光度很大，但表面溫度卻不高，呈紅色，這表明它們的體積十分巨大，所以叫紅巨星。圖中巨星的上面是超巨星。圖的左下方也有一個星比較密集的區(qū)，這里的星表面溫度很高，呈藍(lán)白色，光度卻很小，這表明它們的體積很小，

2、所以叫白矮星。這張圖反映了恒星演化的一種規(guī)律性。2014年日、月食 2014年有兩次月食和兩次日食，值得我們重點關(guān)注的是10月8日的月全食。一、一、4月月15日月全食日月全食 2014年的第一次月食發(fā)生在4月15日，月亮位于室女座位置，主要可見于西半球。如下圖，北美洲，南美洲大部分地區(qū)可見到月食的全過程。在我國，僅有東北部東南部部分地區(qū)（臺灣，江蘇，浙江，福建，山東省部分地區(qū)，圖中P4U4）可于月亮升起時可見半影月食, 月亮帶半影月食而出，不過食分已經(jīng)很小，而且月亮很低，肉眼無法察覺。其余地區(qū)均不可見。 此次月食最大本影食分是1.2907。月亮的視直徑接近平均值，因為月食時月亮接近遠(yuǎn)地點（4月

3、8日22:53）和近地點（4月23日8:28）的中間。這是2014-2015年間4次連續(xù)月全食的第一次。二、二、4月月29日日環(huán)食日日環(huán)食 2014年第一次日食發(fā)生在4月29日，月亮位于白羊座南部。這是一次比較罕見的日食，因為月亮偽本影的軸心并沒有投射在地球上，只有邊緣擦過地球，稱為“非中心食”。具體有多罕見呢？從公元前2000年到公元3000年上下五千年，發(fā)生3956次日環(huán)食中只有68次（1.7%）是這種情況。不過罕見歸罕見，實際觀測并沒有什么意義。這次只有南極洲極小區(qū)域可見日環(huán)食。 月球偽本影的北側(cè)在北京時間13:57:35開始接觸到南極洲，六分鐘后14:03:25達(dá)到最大食（月球影軸距離

4、地心最近）。又一個六分鐘后的14:09:36，偽本影離開地表，日環(huán)食結(jié)束?？梢姯h(huán)食的地區(qū)位于南極洲東部一個D形小區(qū)域 而可以看見日偏食的地區(qū)則大得多，包括印度洋南部、印度尼西亞南部邊帶以及澳大利亞全境。澳大利亞主要城市的偏食詳情可以點這里，包括初虧、食甚、復(fù)圓的時間，太陽的高度角、方位角、食分和掩蓋面積比等信息。三、三、10月月08日月全食日月全食 重點來了！2014年第二次月全食時間是10月08日，月亮位于雙魚座的南部。此時正好是月球近地點（10月06日17:41）過后兩天，因此，該次全食月球看起比4月15日的大5.3% 。 我國東北部地區(qū)（下圖P1U1）可見帶半影食月出，中東部及沿海地區(qū)（

5、下圖U1U2）帶初虧后的偏食月出，中西部地區(qū)（下圖U2U3）帶全食月出，西部地區(qū)（下圖U3U4）帶生光后的偏食月出?？偟膩碚f越靠東部觀測條件越好，以廣州為例，廣州帶初虧后的偏食月出，月出時間大約在以廣州為例，廣州帶初虧后的偏食月出，月出時間大約在18:02，之后，隨著月亮升高，可見食既，食甚，生光，復(fù)圓，半影食終各，之后，隨著月亮升高，可見食既，食甚，生光，復(fù)圓，半影食終各個過程，即可見月亮從偏食到全食，由全食到偏食，再到半影食月這幾個個過程，即可見月亮從偏食到全食，由全食到偏食，再到半影食月這幾個過程。過程。此次月食最大本影食分是1.1659，全食時間持續(xù)59分鐘。 值得一提值得一提的是，當(dāng)

6、晚月掩天王星，俄羅斯東部可以在欣賞月食的同時的是，當(dāng)晚月掩天王星，俄羅斯東部可以在欣賞月食的同時見到掩星現(xiàn)象。見到掩星現(xiàn)象。我國東北部也可見掩星，不過掩星發(fā)生時月亮地平高度不高，而且初虧還沒發(fā)生或剛剛開始。其他地區(qū)天王星離月亮也不遠(yuǎn)，亮度大概是5.7等，有條件的可以在全食時用望遠(yuǎn)鏡搜尋一下四、四、10月月24日日偏食日日偏食 2014年的最后一次日食發(fā)生在10月24日（世界時23日），月亮位于室女座南部。 北京時間24日凌晨3:37:33，半影在東西伯利亞的堪察加半島開始接觸到地表。隨后月球影子?xùn)|移，北美洲大部分地區(qū)都可以看到這次偏食。不同城市的食分：溫哥華0.658，舊金山0.504，丹佛0

7、.556，多倫多0.443。 最大食（月球影軸距離地心最近）發(fā)生在北京時間5:44:31，位于加拿大努納維特地區(qū)（靠近威爾士親王島），在地平線附近的太陽食分達(dá)到0.811。在這一時刻，月球影子軸心在離地表675千米高處掠過。北美東部將在日落食分看到這次偏食，北京時間7:51:40半影離開地表，偏食結(jié)束。 加拿大和墨西哥部分城市的本地日食情況可以看這里，美國的可以看這里。同樣包括初虧、食甚、復(fù)圓的時間，太陽的高度角、方位角、食分和掩蓋面積比等信息。拉格朗日點 拉格朗日點指在兩大物體引力作用下，能使小物體穩(wěn)定的點，于1772年由法國數(shù)學(xué)家拉格朗日推算得出。1906年首次發(fā)現(xiàn)運(yùn)動于木星軌道上的小行星

8、在木星和太陽的作用下處于拉格朗日點上。在每個由兩大天體構(gòu)成的系統(tǒng)中，按推論有5個拉格朗日點，但只有兩個穩(wěn)定，每個穩(wěn)定點同兩大物體所在的點構(gòu)成一個等邊三角。 1906年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第588號小行星和太陽正好等距離，它同木星幾乎在同一軌道上超前60運(yùn)動，它們一起構(gòu)成運(yùn)動著的等邊三角形。同年發(fā)現(xiàn)的第617號小行星也在木星軌道上落后60左右，構(gòu)成第2個拉格朗日正三角形。依巴谷衛(wèi)星 依巴谷衛(wèi)星（縮寫為Hipparcos），全稱為“依巴谷高精視差測量衛(wèi)星”，是歐洲空間局發(fā)射的一顆天體測量衛(wèi)星，用以測量恒星視差和自行。 依巴谷衛(wèi)星以前所未有的精度測定了恒星的位置，但是自從天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)他對昂星團(tuán)距離的測量

9、結(jié)果與傳統(tǒng)方法之間相差10%以后，依巴谷也顯現(xiàn)出了一些模糊和不確定性。這一差異會對宇宙尺度的測量帶來影響。在2009年和2011年，兩顆新的天體測量衛(wèi)星將會發(fā)射：NASA的空間干涉計劃和ESA的“蓋亞”。這兩個的精度都要比依巴谷高的多，達(dá)到微角秒的量級。蓋亞巡天計劃 蓋亞任務(wù)（Gaia）是歐洲空間局的空間望遠(yuǎn)鏡。該任務(wù)的目的是要繪制一個包含約10億顆或銀河系1%恒星的三維星圖。作為依巴谷衛(wèi)星的后繼任務(wù)，蓋亞任務(wù)是歐洲空間局在2000年以后的遠(yuǎn)期科學(xué)任務(wù)。蓋亞任務(wù)在約5年的任務(wù)中將可觀測到視星等最暗為20等的天體。它的目標(biāo)包含：1、確認(rèn)10億顆恒星的位置、距離和每年自行運(yùn)動量。對視星等15等恒星

10、的精確度為20 as，20等則為200 as。2、偵測數(shù)萬個太陽系外行星系統(tǒng)。3、能夠發(fā)現(xiàn)軌道在地球和太陽之間的阿波希利型小行星。這個區(qū)域?qū)Φ孛嫱h(yuǎn)鏡相當(dāng)難以觀測，因為該區(qū)域幾乎只在白晝時才會出現(xiàn)在天球。4、偵測最多50萬個類星體。5、阿爾伯特愛因斯坦廣義相對論的更精確實驗。 宇宙背景輻射 宇宙背景輻射是來自宇宙空間背景上的各向同性或者黑體形式和各向異性的微波輻射，也稱為微波背景輻射。有一個很令人頭痛的問題在困擾這物理學(xué)家們，宇宙到底是如何演化的。那是有兩大派系，一派認(rèn)為宇宙是一個穩(wěn)恒的存在，不會變大也不會變小，而另一派認(rèn)為宇宙是起源于一次大爆炸，大爆炸之后宇宙一直是在動態(tài)演化中的。那時候似乎

11、大爆炸似乎不太靠譜，因為按照這個大爆炸的邏輯，我們現(xiàn)在應(yīng)該能夠觀測到大爆炸的余熱，然而大家暫時還沒找到。二十世紀(jì)中葉，有兩位非常厲害的工程師（Arno Penzias 和 Robert Wilson），他們做了一臺很大的天線。但是，在調(diào)試天線的過程中，卻發(fā)現(xiàn)無論天線朝向哪個方向，都有一個一模一樣的很討厭的背景噪聲。起初大家以為是天線上的鳥糞造成的，但是大家清理了鳥糞，檢查的各個地方，最后這個背景噪聲還是消不去。支持宇宙大爆炸？起初，宇宙一片虛無。自然上帝說，要有基本粒子和基本作用力。但下鍋用的粒子太多了，溫度太高了，于是宇宙開始膨脹。終于，宇宙越來越冷，原來相互糾結(jié)在一起的粒子逐漸分開了。其中

12、，到了 380000 年的時候，上帝要的光，幾乎在很短的時間內(nèi)，就剝離出來 。于是，這部分光就攜帶了宇宙在 380000 年時候的一些信息。這些光就像一些快遞員們，但因為宇宙不斷膨脹，快遞員密度就越來越小了。（=！這個比喻好爛。）快遞員歷經(jīng)周折，經(jīng)歷了宇宙中所有的大事件，終于有些快遞員在一百多億年后裝上了邪惡的人類的探測器。所以說，宇宙微波背景輻射，實際上就是宇宙極早期的一些光化石。各個方向都一樣各個方向都一樣？自然不可能完全各向同性的。當(dāng)我們的儀器更加精確之后，發(fā)現(xiàn)有大約百萬分之五的漲落。溫度的平均值告訴我們很多，比如宇宙的年齡，而這些精細(xì)的各向異性的差異，告訴我們更多的信息。為什么會有更多

13、的信息呢？因為造成這種各向異性就意味著這些光與路徑上的天體等等發(fā)生相互作用，順便帶了那些天體等等的信息。多普勒效應(yīng) 物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運(yùn)動而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高（藍(lán)移blue shift）；在運(yùn)動的波源后面時，會產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長變得較長，頻率變得較低（紅移red shift）；波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)波紅（藍(lán)）移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運(yùn)動的速度。 恒星光譜線的位移顯示恒星循著觀測方向運(yùn)動的速度，除非波源的速度非常接近光速，否則多普勒位移的程度一般都很小。所有波動現(xiàn)象都存在多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)星際消光與紅化星際消光1 ：遙遠(yuǎn)天體（恒星、星系）發(fā)出的電磁波被星際