用宇宙学来解释星系、星云、星座以及恒星,行星等知识,

用宇宙学来解释星系、星云、星座以及恒星,行星等知识,
用宇宙学来解释星系、星云、星座
以及恒星,行星等知识,

用宇宙学来解释星系、星云、星座以及恒星,行星等知识,
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.
按照宇宙大爆炸理论,第一代星系大概形成于大爆炸发生后十亿年.在宇宙诞生的最初瞬间,有一次原始能量的爆发.随着宇宙的膨胀和冷却,引力开始发挥作用,然后,幼年宇宙进入一个称为“暴涨”的短暂阶段.原始能量分布中的微小涨落随着宇宙的暴涨也从微观尺度急剧放大,从而形成了一些“沟”,星系团就是沿着这些“沟”形成的.
哈勃太空望远镜拍摄的遥远的年轻星系照片,其中包含有正在形成中的星系团（原星系）.(HST)
十八个正在形成中的星系团的单独照片.每个团快距地球约一百十亿光年.(HST)
著名的“哈勃深空”照片.展示了一千多个在宇宙形成后不到十亿年内形成的年轻星系.(HST)
哈勃深空图片.箭头所指的可能是迄今为止发现的最遥远的星系.(HST)
阿贝尔2218星系群.照片反映了宇宙中的“引力透镜”现象.(HST)
两个相邻的星系NGC1410、NGC1409因引力作用而互相吸取物质.(HST)
随着暴涨的转瞬即逝,宇宙又回复到如今日所见的那样通常的膨胀速率.在宇宙诞生后的第一秒钟,随着宇宙的持续膨胀冷却,在能量较为“稠密”的区域,大量质子、中子和电子从背景能量中凝聚出来.一百秒后,质子和中子开始结合成氦原子核.在不到两分钟的时间内,构成自然界的所有原子的成分就都产生出来了.大约再经过三十万年,宇宙就已冷却到氢原子核和氦原子核足以俘获电子而形成原子了.这些原子在引力作用下缓慢地聚集成巨大的纤维状的云.不久,星系就在其中形成了.大爆炸发生过后十亿年,氢云和氦云开始在引力作用下集结成团.随着云团的成长,初生的星系即原星系开始形成.那时的宇宙较小,各个原星系之间靠得比较近,因此相互作用很强.于是,在较稀薄较大的云中凝聚出一些较小的云,而其余部分则被邻近的云所吞并.
同时,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,这使人们可以对它们进行大体的分类.在多种星系分类系统中,天文学家哈勃于1925年提出的分类系统是应用得最广泛的一种.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.
属E0型椭圆星系的NGC4552.该星系位于室女座.
NGC4486,同样位于室女座,属E1型椭圆星系.
NGC4479属于E4型椭圆星系,位于室女座.
NGC205椭圆星系,属于E6型,位于仙女座.
位于六分仪座的NGC3115,属E7型椭圆星系,也有把它归为S0型的.
位于狮子座的NGC3623,属Sa型旋涡星系.
属Sb型的NGC3627旋涡星系,位于狮子座.
猎犬座的NGC5194旋涡星系,属Sc型.左侧是一个矮星系.
NGC3351位于狮子座,属SBb型棒旋星系.
SBc型棒旋星系NGC3992,位于狮子座.
银河系的卫星系“大麦哲伦云”,属不规则星系.
NGC3034不规则星系,位于大熊星座.(NAOJ)
宇宙中的大部分大星系都是旋涡星系,其次是椭圆星系,不规则星系占的比较最小.旋涡星系自转得比较快,其盘面中含有大量尘埃和气体,这些物质聚集成能供恒星形成的区域.这些区域发育出含有许多蓝星的旋臂,所以盘面的颜色看上去偏蓝.而在其棒状结构和中央核球上稠密地分布着许多年老的恒星.与旋涡星系相比,椭圆星系自转得非常慢,其结构是均匀而对称的,没有旋臂,尘埃和气体也极少.造成这种局面的原因是早在数十亿年前恒星迅速形成时就已经将椭圆星系中的所有尘埃和气体消耗完了.其结果是造成这些星系中无法诞生新的恒星,因此椭圆星系中包含的全都是老年恒星.
宇宙中约有十亿个星系的中心有一个超大质量的黑洞,这类星系被称为“活跃星系”.类星体也属于这类星系.
此外还有一类个子矮小的“矮星系”.这类星系不象大型星系那样明亮,但其数量非常多.银河系附近有许多矮星系,其数量比所有其它类型星系之和都多.在邻近的星系团中也已发现了大量的矮星系.其中一些形状规则,多半都含有星族II的恒星；形状不规则的矮星系一般含有明亮的蓝星.
星系的形状一般在其诞生之时就已经确定了,此后一直都保持着相对稳定,除非发生了星系碰撞或邻近星系的引力干扰.
在没有灯光干扰的晴朗夜晚,如果天空足够黑,你可以看到在天空中有一条弥漫的光带.这条光带就是我们置身其内而侧视银河系时所看到的它布满恒星的圆面——银盘.银河系内有约两千多亿颗恒星,只是由于距离太远而无法用肉眼辩认出来.由于星光与星际尘埃气体混合在一起,因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带.银河系的中心位于人马座附近.
银河系是一个中型恒星系,它的银盘直径约为十二万光年.它的银盘内含有大量的星际尘埃和气体云,聚集成了颜色偏红的恒星形成区域,从而不断地给星系的旋臂补充炽热的年轻蓝星,组成了许多疏散星团或称银河星团.已知的这类疏散星团约有一千两百多个.银盘四周包围着很大的银晕,银晕中散布着恒星和主要由老年恒星组成的球状星团.
天鹅-人马座方向的银河.

辉煌的银河系中心（银核）部分.

辉煌的银河系中心（银核）部分II.

织女、牵牛星-人马座方向的银河.

天鹰-人马座方向的银河.

长盾-人马座方向的银河.
从我们所处的角度很难确切地知道银河系的形状.但随着近代科技的发展,探测手段的进步在某种程度上克服了这些障碍,揭示出银河系具有的某些出人意料的特征.长期以来人们一直以为银河系是一个典型的旋涡星系,与仙女座星系类似.但最近的观测却发现,它的中央核球稍带棒形.这意味着银河系很可能是一种棒旋星系.另外,银河系是一个比较活跃的星系,银核有强烈的宇宙射线辐射,在那里恒星以高速围绕着一个不可见的中心旋转.这表明在银河系的核心有一个超大质量的黑洞.
银河系有两个较矮小的邻居——大麦哲伦云和小麦哲伦云,它们都属于不规则星系.由于引力的作用,银河系在不断地从这两个小星系中吸取尘埃和气体,使这两个邻居中的物质越来越少.预计在一百亿年里,银河系将会吞没这两个星系中的所有物质,这两个近邻将不复存在.
星云
星云 (Nebula) 包含了除行星和彗星外的几乎所有延展型天体.星云 (Nebula) 英语词根的原意为“云”.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.
当我们提到宇宙空间时,我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空.其实,这不完全对.恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的,但远不是真正的“真空”,而是存在着各种各样的物质.这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等,人们把它们叫做“星际物质”.
星际物质与天体的演化有着密切的联系.观测证实,星际气体主要由氢和氦两种元素构成,这跟恒星的成分是一样的.人们甚至猜想,恒星是由星际气体“凝结”而成的.星际尘埃是一些很小的固态物质,成分包括碳合物、氧化物等.
星际物质在宇宙空间的分布并不均匀.在引力作用下,某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来,形成云雾状.人们形象地把它们叫做“星云”.按照形态,银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种.
弥漫星云正如它的名称一样,没有明显的边界,常常呈不规则形状.它们的直径在几十光年左右,密度平均为每立方厘米10-100个原子（事实上这比实验室里得到的真空要低得多）.它们主要分布在银道面（HOTKEY）附近.比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等.
行星状星云的样子有点像吐的烟圈,中心是空的,而且往往有一颗很亮的恒星.恒星不断向外抛射物质,形成星云.可见,行星状星云是恒星晚年演化的结果.比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云.
下面列几种星云
1.暗星云
明亮的弥漫星云之所以明亮,是因为有一颗或几颗亮恒星的照耀.如果气体尘埃星云附近没有亮星,则星云将是黑暗的,即为暗星云.
暗星云由于它既不发光,也没有光供它反射,但是将吸收和散射来自它后面的光线,因此可以在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下发现.
2.超新星遗迹
超新星遗迹也是一类与弥漫星云性质完全不同的星云,它们是超新星爆发后抛出的气体形成的.与行星状星云一样,这类星云的体积也在膨胀之中,最后也趋于消散.
最有名超新星遗迹是金牛星座中的蟹状星云.它是由一颗在1054年爆发的银河系内的超新星留下的遗迹.在这个星云中央已发现有一颗中子星,但因为中子星体积非常小,用光学望远镜不能看到.它是因为它有脉冲式的无线电波辐射而发现的,并在理论上确定为中子星.
3.弥漫星云
弥漫星云是星际介质集中在一颗或几颗亮星周围而造成的亮星云,这些亮星都是形成不久的年青恒星.弥漫星云呈现为不规则的形状,犹如天空中的云彩,但是它们一般都得使用望远镜才能观测到,很多只有用天体照相机作长时间曝光才能显示出它们的美貌.
4.行星状星云
行星状星云呈圆形、扁圆形或环形,有些与大行星很相像,因而得名.这类星云与弥漫星云在性质上完全不同,它们是如太阳差不多质量的恒星演化到晚期,核反应停止后,走向死亡时的产物.这类星云的体积在膨胀之中,最后趋于消散.在行星状星云的中央,都有一颗高温恒星,称为行星状星云的中央星.这是正在演化成白矮星的恒星.
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.
发射星云
发射星云是受到附近炽热光量的恒星激发而发光的,这些恒星所发出的紫外线会电离星云内的氢气（Hii regions）,令到它们发光.在天空中有很多为人熟悉的发射星云,如M42猎户座大星云,其目视星等为4等,肉眼可见.它距离我们1600光年,而直径为30光年.利用小口径望远镜已能轻易观测得到气状的情况以及位於其中心部分的四合星（利用大口径望远镜可看到六颗）,这四合星是在猎户座大星云中心形成的.
反射星云
反射星云与呈红色的发射星云不同,反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的,呈蓝色.反射星云的光度较暗弱,较容易观测到的例子是围绕著金牛座M45七姊妹星团的反射星云,在透明度高及无月的晚上,利用望远镜便可看到整个星团是被淡蓝色的星云包裹著的.
暗星云
暗星云本身不会发光,亦没有恒星包含其中,而它能够被发现是由於它遮挡了背景的星云或恒星的光线,从而给我们看到的.著名的几个暗星云如南天的煤袋星云和北天猎户座里的马头星云（B33）.马头星云更被业余的天文同好视为目视深空天体观测之终极.本港观测过马头星云的天文同好不超过十人,原因是要看到它,非要借助大口径望远镜不可.
行星状星云
与先前提及的三类星云不同,行星状星云是恒星晚年时的产物.透过望远镜观测,大部分行星状星云呈像行星般的圆盘状,实则与行星没有任何关系.
当一颗低质量恒星步入晚年时便会膨胀成红巨星,而当膨胀至某一程度,便会再次向内塌缩,在这过程之中,部分物质会继续向外膨胀,形成气壳（即我们所说的行星状星云）,而中心则会形成白矮星.普遍行星状星云的「生命」是十分短暂的,通常这些气壳会在数万年之内便会逐渐消失.不是所有行星状星云都是呈圆面的,有些行星状星云的形状十分独特,如位於狐狸座的M27哑铃星云及英仙座中M76小哑铃星云等.
本世纪初,云雾状天体也被称为星云.但现在我们知道,它们其实是离地球远比那些星云遥远的庞大恒星系.我们的银河系也是已知的上亿个恒星系中的一个.一个典型恒星系的跨度约为十万光年.
由气体和尘埃物质组成的,除个别外,多数星云必须借助望远镜才能看到,在望远镜里呈云雾状外表的天体.
星云有亮的有暗的,亮星云是反射近旁的星光或被激发发光；暗星云是吸收后面的星光,看起来是亮背景中的暗星云,但它们本质相同.
气体和尘埃组成的星云
猎户座大星云
星云的特点：
同恒星相比,星云具有质量大、体积大.密度小的特点.一个普通星云的质量至少相当于上千个太阳,半径大约为10光年.
星云常根据它们的位置或形状命名,猎户座大量云,就是位于猎户星座的亮星云.
天琴座大星云
星云和恒星的转化
星云的物质密度十分稀薄,主要成分是氢.根据理论推算,星云的密度超过一定的限度,就要在引力作用下收缩,体积变小,逐渐聚集成团.一般认为恒星就是是云在运动过程中,在引力作用下,收缩、聚集、演化而成的.恒星形成以后,又可以大量抛射物质到星际空间,成为星云的一部分原材料.所以,恒星与星云在一定条件下是可以互相转化的.
星座
星座起源

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.
两河流域文化传到古希腊以后,推动了古希腊的文化发展.古希腊天文学家对巴比伦的星座进行了补充和发展,编制出了古希腊星座表.公元2世纪,古希腊天文学家托勒密综合了当时的天文成就,编制了48个星座.并用假象的线条将星座内的主要亮星连起来,把它们想象成动物或人物的形象,结合神话故事给它们起出适当的名字,这就是星座名称的由来.希腊神话故事中的48个星座大都居于北方天空和赤道南北.
中世纪以后,欧洲资本主义兴起,需要向外扩张,航海事业得到了很大的发展.船舶在大海上航行,随时需要导航,星星就是最好的指路灯.而在星星中,星座的形状比较特殊,最容易观测,因此,星座受到了普遍关注.16世纪麦哲伦环球航行时,不仅利用星座导航定向,而且还对星座进行了研究.
1922年,国际天文学联合会大会决定将天空划分为88个星座,其名称基本依照历史上的名称.1928年,国际天文联合会正式公布了88个星座的名称.这88个星座分成3个天区,北半球29个,南半球47个,天赤道与黄道附近12个.
人类肉眼可见的恒星有近六千颗,每颗均可归入唯一一个星座.每一个星座可以由其中亮星的构成的形状辨认出来.
为了便于研究,人们把星空分成若干个区域,这些区域称为星座.中国很早就把天空分为三垣二十八宿.《史记·天官书》记载颇详.三垣是北天极周围的 3个区域,即紫微垣、太微垣、天市垣.二十八宿是在黄道和白道附近的28个区域,即东方七宿：角、亢、氐、房、心、尾、箕；
[以下是天文学上星座的中日拉丁文对照表
〖汉语名称 汉字拼音 日语名称 英文名〗
白羊座 bai yang zuo おひつじ座 Aries
半人马座 ban ren ma zuo ケンタウルス座 Centaurus
宝瓶座 bao ping zuo みずがめ座 Aquarius
北冕座 bei mianzuo きたかんむり座 Corona Borealis
波江座 bo jiang zuo エリダヌス座 Eridanus
苍蝇座 cang ying zuo はえ座 Musca
豺狼座 chai lang zuo おおかみ座 Lupus
长蛇座 chang she zuo うみへび座 Hydra
船底座 chuan di zuo りゅうこつ座 Carina
船帆座 chuan fan zuo ほ座 Vela
船尾座 chuan wei zuo とも座 Puppis
大犬座 da quan zuo おおいぬ座 Canis Major
大熊座 da xiong zuo おおぐま座 Ursa Major
雕具座 diao ju zuo ちょうこくぐ座 Caelum
杜鹃座 du juan zuo きょしちょう座 Tucana
盾牌座 dun pai zuo たて座 Scutum
飞马座 fei ma zuo ペガサス座 Pegasus
飞鱼座 fei yu zuo と婴Δ?Volans
凤凰座 feng huang zuo ほうおう座 Phoenix
海豚座 hai tun zuo いるか座 Delphinus
后发座 hou fa zuo かみのけ座 Coma Berenices
狐狸座 hu li zuo こぎつね座 Vulpecula
绘架座 hui jia zuo がか座 Pictor
唧筒座 ji tong zuo ポンプ座 Antlia
剑鱼座 jian yu zuo かじき座 Dorado
金牛座 jinniuzuo おうし座 Taurus
鲸鱼座 jing yu zuo くじら座 Cetus
巨爵座 jujuezuo コップ座 Crater
巨蛇座 ju she zuo へび座 Serpens
巨蟹座 ju xie zuo かに座 Cancer
矩尺座 ju chi zuo じょうぎ座 Norma
孔雀座 kong que zuo くじゃく座 Pavo
猎户座 lie hu zuo オリオン座 Orion
猎犬座 lie quan zuo りょうけん座 Canes Venaici
六分仪座 liu fen yi zuo ろくぶんぎ座 XXXtans
鹿豹座 lu bao zuo きりん座? Camelopardalis
罗盘座 luo pan zuo らしんばん座 Pyxis
摩羯座 mo jie zuo やぎ座 Capricornus
牧夫座 mu fu zuo うしかい座 Bootes
南极座 nan ji zuo はちぶんぎ座 Octans
南冕座 nan mian zuo みなみのかんむり座 Corona Austrina
南三角座 nan san jiao zuo みなみのさんかく座 Triangulum Australe
南十字座 nan shi zi zuo みなみじゅうじ座 Crux
南鱼座 nan yu zuo みなみのうお座 Piscis Austrinus
麒麟座 qi lin zuo いっかくじゅう座? Monoceros
人马座 ren ma zuo いて座 Sagittarius
三角座 san jiao zuo さんかく座 Triangulum
山案座 shan an zuo テーブルさん座 Mensa
蛇夫座 she fu zuo へびつかい座 Ophiuchus
狮子座 shi zi zuo しし座 Leo
室女座 shi nv zuo おとめ座 Virgo
时钟座 shi zhong zuo とけい座 Horologium
双鱼座 shuang yu zuo うお座 Pisces
双子座 shuang zi zuo ふたご座 Gemini
水蛇座 shui she zuo みずへび座 Hydrus
天鹅座 tian e zuo はくちょう座 Cygnus
天鸽座 tian ge zuo はと座 Columba
天鹤座 tian he zuo つる座 Grus
天箭座 tian jian zuo や座 Sagitta
天龙座 tian long zuo りゅう座 Draco
天炉座 tian lu zuo ろ座 Fornax
天猫座 tian mao zuo やまねこ座 Lynx
天平座 tian ping zuo てんびん座 Libra
天琴座 tian qin zuo こと座 Lyra
天坛座 tian tan zuo さいだん座 Ara
天兔座 tian tu zuo うさぎ座 Lepus
天蝎座 tian xie zuo さそり座 Scorpius
天燕座 tian yan zuo ふうちょう座 Apus
天鹰座 tian ying zuo わし座 Aquila
天舟座 tian zhou zuo アルゴ座 Argo
网罟座 wang gu zuo レチクル座 Reticulum
望远镜座 wang yuan jing zuo ぼうえんきょう座 Telescopium
乌鸦座 wu ya zuo からす座 Corvus
武仙座 wu xian zuo ヘルクレス座 Hercules
仙后座 xian hou zuo カシオペヤ座 Cassiopeia
仙女座 xian nv zuo アンドロメダ座 Andromeda
仙王座 xian wang zuo ケフェウス座 Cepheus
显微镜座 xian wei jing zuo けんびきょう座 Microscopium
小马座 xiao ma zuo こうま座 Equuleus
小犬座 xiao quan zuo こいぬ座 Canis Minor
小狮座 xiao shi zuo こじし座 Leo Minor
小熊座 xiao xiong zuo こぐま座 Ursa Minor
蝎虎座 xie hu zuo とかげ座 Lacerta
堰蜓座 yan ting zuo カメレオン座 Chamaeleon
英仙座 ying xian zuo ペルレオン座 Perseus
印第安座 yin di an zuo インデアン座 Indus
玉夫座 yu fu zuo ちょうこくしつ座 Sculptor
御夫座 yu fu zuo ぎょしゃ座 Auriga
圆规座 yuan gui zuo コンパス座 Circinus