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)、赫羅圖課件

赫羅圖赫羅圖是丹麥天文學(xué)家赫茨普龍及由美國(guó)天文學(xué)家羅素分別于1911年和1913年各自獨(dú)立提出的。后來(lái)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(duì)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(gè)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(gè)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，所以叫白矮星。這張圖反映了恒星演化的一種規(guī)律性。二、4月29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(jiàn)的日食，因?yàn)樵铝羵伪居暗妮S心并沒(méi)有投射在地球上，只有邊緣擦過(guò)地球，稱為“非中心食”。具體有多罕見(jiàn)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(guò)罕見(jiàn)歸罕見(jiàn)，實(shí)際觀測(cè)并沒(méi)有什么意義。這次只有南極洲極小區(qū)域可見(jiàn)日環(huán)食。

月球偽本影的北側(cè)在北京時(shí)間13:57:35開(kāi)始接觸到南極洲，六分鐘后14:03:25達(dá)到最大食（月球影軸距離地心最近）。又一個(gè)六分鐘后的14:09:36，偽本影離開(kāi)地表，日環(huán)食結(jié)束?？梢?jiàn)環(huán)食的地區(qū)位于南極洲東部一個(gè)D形小區(qū)域

而可以看見(jiàn)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(diǎn)這里，包括初虧、食甚、復(fù)圓的時(shí)間，太陽(yáng)的高度角、方位角、食分和掩蓋面積比等信息。三、10月08日月全食

重點(diǎn)來(lái)了！2014年第二次月全食時(shí)間是10月08日，月亮位于雙魚(yú)座的南部。此時(shí)正好是月球近地點(diǎn)（10月06日17:41）過(guò)后兩天，因此，該次全食月球看起比4月15日的大5.3%。

我國(guó)東北部地區(qū)（下圖P1~U1）可見(jiàn)帶半影食月出，中東部及沿海地區(qū)（下圖U1~U2）帶初虧后的偏食月出，中西部地區(qū)（下圖U2~U3）帶全食月出，西部地區(qū)（下圖U3~U4）帶生光后的偏食月出?？偟膩?lái)說(shuō)越靠東部觀測(cè)條件越好，以廣州為例，廣州帶初虧后的偏食月出，月出時(shí)間大約在18:02，之后，隨著月亮升高，可見(jiàn)食既，食甚，生光，復(fù)圓，半影食終各個(gè)過(guò)程，即可見(jiàn)月亮從偏食到全食，由全食到偏食，再到半影食月這幾個(gè)過(guò)程。此次月食最大本影食分是1.1659，全食時(shí)間持續(xù)59分鐘。

值得一提的是，當(dāng)晚月掩天王星，俄羅斯東部可以在欣賞月食的同時(shí)見(jiàn)到掩星現(xiàn)象。我國(guó)東北部也可見(jiàn)掩星，不過(guò)掩星發(fā)生時(shí)月亮地平高度不高，而且初虧還沒(méi)發(fā)生或剛剛開(kāi)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(shí)用望遠(yuǎn)鏡搜尋一下四、10月24日日偏食

2014年的最后一次日食發(fā)生在10月24日（世界時(shí)23日），月亮位于室女座南部。

北京時(shí)間24日凌晨3:37:33，半影在東西伯利亞的堪察加半島開(kāi)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0.556，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(shí)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(yáng)食分達(dá)到0.811。在這一時(shí)刻，月球影子軸心在離地表675千米高處掠過(guò)。北美東部將在日落食分看到這次偏食，北京時(shí)間7:51:40半影離開(kāi)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(guó)的可以看這里。同樣包括初虧、食甚、復(fù)圓的時(shí)間，太陽(yáng)的高度角、方位角、食分和掩蓋面積比等信息。拉格朗日點(diǎn)

拉格朗日點(diǎn)指在兩大物體引力作用下，能使小物體穩(wěn)定的點(diǎn)，于1772年由法國(guó)數(shù)學(xué)家拉格朗日推算得出。1906年首次發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)于木星軌道上的小行星在木星和太陽(yáng)的作用下處于拉格朗日點(diǎn)上。在每個(gè)由兩大天體構(gòu)成的系統(tǒng)中，按推論有5個(gè)拉格朗日點(diǎn)，但只有兩個(gè)穩(wěn)定，每個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)同兩大物體所在的點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)等邊三角。依巴谷衛(wèi)星依巴谷衛(wèi)星（縮寫(xiě)為Hipparcos），全稱為“依巴谷高精視差測(cè)量衛(wèi)星”，是歐洲空間局發(fā)射的一顆天體測(cè)量衛(wèi)星，用以測(cè)量恒星視差和自行。依巴谷衛(wèi)星以前所未有的精度測(cè)定了恒星的位置，但是自從天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)他對(duì)昂星團(tuán)距離的測(cè)量結(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(huì)對(duì)宇宙尺度的測(cè)量帶來(lái)影響。在2009年和2011年，兩顆新的天體測(cè)量衛(wèi)星將會(huì)發(fā)射：NASA的空間干涉計(jì)劃和ESA的“蓋亞”。這兩個(gè)的精度都要比依巴谷高的多，達(dá)到微角秒的量級(jí)。宇宙背景輻射

宇宙背景輻射是來(lái)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(gè)很令人頭痛的問(wèn)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(gè)穩(wěn)恒的存在，不會(huì)變大也不會(huì)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(dòng)態(tài)演化中的。那時(shí)候似乎大爆炸似乎不太靠譜，因?yàn)榘凑者@個(gè)「大爆炸」的邏輯，我們現(xiàn)在應(yīng)該能夠觀測(cè)到大爆炸的余熱，然而大家暫時(shí)還沒(méi)找到。二十世紀(jì)中葉，有兩位非常厲害的工程師（ArnoPenzias和RobertWilson），他們做了一臺(tái)很大的天線。但是，在調(diào)試天線的過(guò)程中，卻發(fā)現(xiàn)無(wú)論天線朝向哪個(gè)方向，都有一個(gè)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(niǎo)糞造成的，但是大家清理了鳥(niǎo)糞，檢查的各個(gè)地方，最后這個(gè)背景噪聲還是消不去。各個(gè)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(wàn)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(huì)有更多的信息呢？因?yàn)樵斐蛇@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(zhǎng)因?yàn)椴ㄔ春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高（藍(lán)移blueshift）；在運(yùn)動(dòng)的波源后面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng)，頻率變得較低（紅移redshift）；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(jì)算出波源循著觀測(cè)方向運(yùn)動(dòng)的速度。恒星光譜線的位移顯示恒星循著觀測(cè)方向運(yùn)動(dòng)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(dòng)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)出的電磁波被星際彌漫物質(zhì)部分吸收、散射，造成光度減弱的現(xiàn)象·由于星際物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的星光吸收、散射的程度不同，對(duì)長(zhǎng)波散射小，