高一地理必修一图解析
图11 宇宙是由物质组成的
这是一幅说明宇宙由物质组成的示意图,由四幅小图组成。由上而下依次是蟹状星云、土星、狮子座流星雨和哈彗星。形象直观,增加了宇宙是由物质组成的真实感和可信度。
阅读“宇宙是由物质组成的”示意图,应注意其丰富的内涵和外延,并依据自己教学的实际情况,分层次地向学生一一揭示,如什么是宇宙、天体、行星、流星体、星云和彗星等等,让“宇宙是由物质组成的”示意图由单一认识组成宇宙的几种物质而变得丰满、有趣,激发学生的学习热情和探索精神。
阅读“宇宙是由物质组成的”示意图步骤如下:
①说明读图目的
读图的目的是认识宇宙是由物质组成的。图中所示内容是组成宇宙的一部分物质,这部分物质通称天体。图中仅表示了各天体的形状,没有涉及它们在空间的高度和相互位置,是各自独立的天体形状示意图。
②解释图中涉及到的有关概念
宇宙:我国古代学者称“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地”。意思是宇指无限的空间,宙指无限的时间,宇宙就是在空间上无边无际,时间上无始无终,按客观规律不断运动着的物质世界,也就是天地万物的总称。宇宙是多样而又统一的,多样性是指宇宙间物质表现形态的多样性,如各种天体形态的多样性;统一性则表现为宇宙是由物质组成的。组成宇宙的各种物质都有它发生、发展、演变以及消亡的过程,是有限的;而作为总体的宇宙,在空间和时间上,在物质运动形态转化上则上无限的。所以,宇宙是由物质组成的,物质是运动的。
天体:宇宙间各种星辰的总称。分自然天体和人造天体两类。恒星、行星、卫星、流星体、彗星和星云等为自然天体。人造卫星为人造天体。
蟹状星云:是银河系内一个著名的气体星云,有相当强的射电源、红外源、X射线源和γ射线源。它位于金牛座ξ星(我国称“天关”星)的西北1°处。猎户座、人马座、天琴座和狐狸座是天空中几个较亮的星云,其中猎户座的弥漫星云肉眼可以看见。
土星:太阳系九大行星之一,按距太阳由近及远的排列顺序,它为第六颗星,有23个天然卫星。它的大气层很厚,主要是甲烷和少量的氨,表面的云雾带比木星更为规则,但没有木星那么显著。在它的赤道平面上围绕着一个平而宽的美丽光环,光环由无数的质点组成,这些质点都围绕土星旋转,光环的直径有27万多千米,宽约94万千米,厚度很薄,不足20千米。光环并不完整,它被若干暗缝所分开,成为好几个环。土星的第六颗卫星,体积比水星还大,表面也有大气层,这在太阳系九大行星的众多卫星中,是仅有的。我国古代称土星为“填星”、“镇星”。
流星体:行星际空间内,小而暗的尘粒和固体物质。当闯入地球大气层时,与大气发生剧烈磨擦而发光,产生短暂而明亮的光迹,称之为流星。流星分偶发流星和流星群两类。偶发流星是单个的、零星的、彼此无关的,出现时间和方向没有规律,一般下半夜流星多于上半夜,而且亮一些。流星群是指集会在同一轨道上围绕太阳旋转的流星特点群,它们可能是彗星瓦解后的破碎物,在轨道上分布不均匀。当地球与这些流星群的密集部分相遇时,流星从天空的某一点向四周放射而出,好像下雨一般,人们称这种现象为“流星雨”。英仙座、狮子座与其他星座相比,“流星雨”较多,是著名的流星群星座。流星是发生在离地面80千米~120千米大气中的一种现象。流星现象既同流星本身有关,也同大气层的情况有关,通过对流星的观测,可以了解大气层的物理状况。
哈雷彗星:彗星是在扁长轨道上绒太阳运行、质量较小的云雾状小天体。为纪念英国天文学家哈雷,首次利用万有引力定律推算一颗彗星的轨道,并预言它将以76年为周期绕太阳运转,面命名这颗彗星为哈雷彗星。彗星由彗头和彗尾构成,如图。彗头包括彗核、彗发和彗云,彗核由比较密集的固体块和质点组成,其周围的云雾状光辉叫彗发,氢原子云分布在彗头的外围。彗尾的物质,受太阳风的辐射压力,朝着背向太阳的方向延伸,形状像扫帚,因此,彗星俗称扫帚星,我国古代称它为“妖星”。彗星的轨道有椭圆、抛物线和双曲线三种。轨道是抛物线和双曲线的彗星是非周期彗星,它们绕太阳转一个弯就一去不复返了,只能看到一次。而轨道是椭圆的彗星,总是周期性地绕太阳运转,称为周期彗星,可以多次看到,如哈雷彗星。绝大多数彗星绕太阳运转的方向和行星相同,为顺行。但也有例外的,如哈雷彗星绕太阳运转的方向和行星不同,是逆行,被称为逆行彗星。我国是世界上最早记录哈雷彗星和记录资料最丰富的国家,公元前613年第一次记录哈雷彗星,而欧洲在公元前11年才有了观测哈雷彗星的记录。
■图12 宇宙中不同级别的天体系统
这幅图不仅说明了宇宙是由物质组成的,还进一步揭示了各物质之间的从属关系,这种从属关系的存在,又决定于物质是运动的,运动着的物质,相互吸引,分别组成各自的集团,小集团隶属于大集团,大集团隶属于更大的集团,由许许多多更大的集团组成了广阔的宇宙。
图中用箭头表示了宇宙中不同级别天体系统的隶属关系。图中下方是由地球和它的天然卫星——月球所构成的天体系统,地球是它的中心天体。由于地球质量同月球质量相差悬殊,达81:1之比,依据万有引力定律,在两物体之间,由于物质具有质量而产生相互的吸引力,质量大的物体对质量小的物体吸引力大,月球以及人造卫星绕地球运行,就是这个道理。由于地球和月球质量相差悬殊,地月系的质量中心距地球中心只有4728千米,即位于地面下约1650千米处。通常说的月球绕地球公转,实际上是地球和月球相当于它们的共同质心的公转。
图中地月系图的箭头直指太阳系,停留在地球处于的位置及两者隶属关系。太阳系是以太阳为中心天体的天体系统,万有引力把该系统的所有天体联结起来。太阳系大体上是一个球体,其半径在100 000天文单位距离以上(一个天文单位=日地平均距离=14960×108千米)。太阳是这个系统的主体,占太阳系总质量的9986%。太阳系包括太阳和九大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星)、2958颗正式编号的小行星、48个卫星、许多彗星和流星体等。地球化学的年代测定表明,地球和整个太阳系是在47亿年以前从银河系某个部分分离出来的。
图中太阳系的箭头直指银河系,停留在太阳系处于银河系的位置上,明确地告诉我们,太阳系在银河系的位置以及两者的隶属关系。银河系是地球和太阳所在的天体系统,这个天体系统在天球上的投影就是我们在夜晚看到的银河。银河系是一个旋涡星系,由两个旋臂组成,旋臂相距4500光年。银河系包括2000多亿颗恒星和大量的星云、星际气体和星际尘埃,总质量是太阳质量的1400亿倍,其中5%~10%为气体和尘埃。大多数恒星集中在一个扁球状的空间范围内,空间范围的形状好似铁饼;还有一部分恒星稀疏地分布在一个圆球状的空间范围内,这个空间范围叫做“银晕”。银河系的 中心厚约12万光年,在人马座方向。太阳离该中心约33万光年。整个银河系在转动着,其各部分的旋转速度和周期,因距银河系中心远近的不同而不同。太阳处的转动速度为250千米/秒。太阳绕银河系中心旋转一周约需25亿年。
图中银河系图箭头直指总星系,停留在银河系处于总星系位置上,明确地告诉我们,银河系在宇宙的位置和银河系与总星系的从属关系。由几十亿至几千亿颗恒星以及星际气体、尘埃等物质组成的天体系统叫星系,银河系就是一个普通的星系。银河系以外的星系叫河外星系。目前,能观测的河外星系约10亿个,按照它们的形态可以分为椭圆星系、透镜星系、旋涡星系、棒旋星系和不规则星系等五大星系,肉眼可以看到的有仙女座星系和小麦哲伦星系。仙女座星系是离我们最近的一个巨型旋涡星系,在我国南沙群岛上空可看到大小麦哲伦星系,它们是两片云雾状的天体。天文学上把银河系和现阶段能观测到的河外星系,合起来叫总星系。总星系就是我们能观测到的宇宙范围。
■图13 地球在太阳系中的位置
这是一幅太阳系特写图,是地理书籍中最常见和使用频率较高的图像;是地理学科各种考试中出现较多、给分较高的图像;也是高一年级地理教学的重点图像,表述了地球的宇宙环境;更是本节教材的重点图像,与图11、12一起,由远及近地表述了地球在宇宙中的准确位置,完成了知识教育的层次要求。在三幅图像中,该图为重点知识的着落处,承上起下作用十分重要。
阅读这幅图时要紧扣书中的文字叙述和表11数据说明,其层次如下:①“日心说”的正确性。在公元前三世纪,古希腊天文学家阿里斯塔克提出了“日心说”,他认为太阳处于宇宙的中心,地球和其它行星都绕太阳转动。后来,古希腊的天文学家、数学家、地理学家和地图学家托勒密,在他的主要著作“大综合论”中提出了地心体系,他主张地球居中央位置,日、月、行星和恒星都绕地球运行,即“地心说”。这一理论为基督教神学所利用,长期占据统治地位,直到哥白尼的“日心说”发表,才推翻了“地心说”。给神权以沉重打击,引起了宇宙观的革命。哥白尼是波兰天文学家,他最大的成就是以科学“日心说”否定了“地心说”,使自然科学从神学中解放出来。上页图形象地反映了哥白尼“日心说”的宇宙体系。哥白尼认为太阳是宇宙的中心,其它行星和恒星以“完美的”圆形轨道绕日运行。实际上,太阳是太阳系的中心,而不是宇宙的中心。随着时代的进步,科学的发展,在开普勒总结出行星运动三定律,牛顿发现了万有引力定律以后,日心说才建立在更加稳固的科学基础上。②地球是太阳系中的一颗普通行星。首先引导学生在图中找出地球,说出地球的左邻右舍,确定地球在太阳系中的位置。其次查阅表11将地球的质量、体积、平均密度、自转和公转运动的特点等一一与其它行星比较,得出地球是太阳系中一颗普通行星的结论,突出其普通性。③地球是太阳系中一个特殊的行星。首先引导学生分析图中各行星公转轨道的形状,得出它们公转轨道同圆相当接近(近圆性)。其次阅读九大行星公转方向的箭头,得出它们绕日公转方向同向性的特点。在此基础上,教师讲出九大行星绕日公转的轨道面,几乎在同一平面上,即共面性。由于九大行星绕日公转有共面性、同向性和近圆性的特征,使地球处于一种比较安全 的宇宙环境之中。最后从日地距离、地球体积和质量、地球内部变化等几个方面说明地球具有生命的原因。突出其特殊性。
■图14 太阳辐射和太阳常数
这幅图从太阳辐射、太阳常数和日地距离等几个概念入手,说明太阳辐射是地球上的能量源泉。阅读“太阳辐射和太阳常数”图的步骤如下:
①说明图幅的结构。
②解释图中的有关概念。
太阳:太阳是天空中最引人注目的天体,是位于太阳系中心的恒星,它的视星等为- 2678等(根据地球上收到恒星光的多少划分的星等叫做“视星等”,亮度随星等数字的增加而降低,零等星较一等星亮,负等星较零等星亮),比月球亮50万倍(月亮视星等为- 128等)。太阳的直径为139万千米,为地球的109倍,是月球的400倍。太阳的体积是地球的130万倍,质量为地球的33万倍,平均密度是14克/厘米3太阳的重量是月球重量的270倍,太阳与月球相比,就像大象和蚂蚁相比。日地距离为15亿千米,这个距离是月球到地球距离的400倍。太阳是一个炽热的气体球,从表面向中心,温度越来越高,中心区约有1600万℃,3000亿个大气压。在高温高压的中心形成一个巨大的核反应区,它的成分是氢与氦,在氢转化为氦时,可释放出极大的能量,这就是核聚变反应。在核聚变反应中所释放的能量,又以电磁波的形式向四周放射,这就是人们常说的太阳辐射。50亿年前,自太阳形成之日起,它就不间断地释放出巨大的能量,估计这种状态还能持续50亿年。肉眼看到的太阳表层为“光球”,“光球”外围为“色球”,最外层为“日冕”,这几层组成了太阳的大气。太阳也有自转和公转运动,自转周期在日赤道带约为25天,在两机区约为35天;公转周期(环绕银心运行的周期)约为25亿年(假定轨道偏心率为零)。
图中的太阳常数是表示太阳辐射能量的一个物理量。该物理量的含义是,当太阳辐射到达地球大气上界距太阳一个天文单位处(日地距离),在没有大气削弱的情况下,垂直于太阳光线的每1平方厘米面积上,1分钟内所获得的辐射能量,常用单位为卡/厘米2·分或焦耳/厘米2·分。太阳常数也不是一个绝对的常数,它会因日地距离的变化可出现±35%的变化,或太阳物理状况的日际变化和太阳的周期活动也导致±15%的变化。当太阳辐射穿过地球大气层时,因吸收、散射和反射等削弱作用的影响,到达地球表面的直接太阳辐射则大大地减弱了,对于地球上大多数地区来说,不会超过15卡/厘米2·分。到达地球上的太阳辐射能量只相当于太阳辐射能的1/22亿。地球在一年中从太阳获得的能量,相当于人类现有各种能源在同期内所提供的能量的上万倍。地球上的一些天然能源可能有枯竭的那一天,而太阳能却是取之不尽,用之不竭的清洁能源。地球也从月球等其它天体获取能量,但数量是微不足道的,如地球从月球和其它天体获得的能量,仅为太阳辐射能的亿分之一;来自宇宙空间的辐射能也仅为太阳辐射的20亿分之一;从地球内部传到地面的能量,也只有太阳辐射能的万分之一。所以,太阳辐射是地球最主要的能量源泉,是引起大气中各种现象和演变过程的最根本的动力,是地理环境形成和变化的极重要的因素,太阳辐射是太阳对地球最重要的影响,是地球上生命的源泉。
■图15 中国太阳年辐射总量的分布
太阳能利用具有巨大潜力。为便于太阳能资源开发利用,根据以下指标对我国太阳能资源利用进行分区:首先是太阳年辐射总量,其次是月均温≥10℃期间日照时≥6小时的天数。按此标准,将我国划分为太阳能资源丰富区、较丰富区、可利用区和贫乏区(见图)。
①资源丰富区:年太阳辐射总量在1700千瓦时每平方米以上,月均温≥10℃期间日照时数≥6小时天数在300天以上。主要分布在南疆、陇西、青藏高原大部分和内蒙古高原西部。其中青藏高原为高值中心。
②资源较丰富区:年太阳辐射总量在1500~1700千瓦时每平方米,月均温≥10℃期间日照时数≥6小时的天数在200天~300天。主要分布在北疆、内蒙古高原东部、华北平原大部、黄土高原大部、甘肃南、川西及川南滇北的一部分。
③资源可利用区:年太阳辐射总量在1200~1500千瓦时每平方米,月均温≥10℃期间日照时数≥6小时的天数在125天~200天。主要分布在东北大部、东南部丘陵地区、汉水流域、广西大部、川西黔西一部分、云南东南、湖南东部。
④资源贫乏区:年太阳辐射总量在1200千瓦时每平方米以下,月均温≥10℃期间日照时数≥6小时的天数在125天以下。主要分布在四川、重庆、贵州大部分地区,以成都平原最少。
读图教学中可引导学生完成:A、找出我国太阳能的四个分布地区。B分析太阳能丰富区资源丰富的原因(地势高,太阳辐射穿过大气层厚度小,晴天多,降水少,被大气削弱的太阳辐射少)。C、找出家乡在哪一分布区,分析家乡利用太阳能的前景。
■16 太阳大气结构
在广漠无垠的宇宙中,太阳只是银河系中的一颗普通恒星,但是对地球来说,它又不同于一般的恒星,它的光和热是人类赖以生存和活动的源泉。地球上许多自然现象,都同太阳息息相关。由于日地距离的邻近,太阳是地球上唯一能看到其表面细节的恒星。太阳的外部,即太阳大气,由里向外可分为三层:光球、色球和日冕。光球层是太阳大气的最里层,平时用肉眼可观察到的光亮夺目的圆面就是光球层,到达地球的太阳光来自这一层,厚度约500千米,温度约6000K。色球层是太阳大气的中层,位于光球层之上,为太阳圆面上玫瑰色的圆,只有在日全时肉眼可见,厚度约2000千米,温度从底部的5000℃到顶部约几万度。日冕层是太阳大气的最外层,位于色球层之上,其所含质点密度极为稀薄,是太阳大气和行星际空间的过渡地带,仅在日全食时肉眼可见,厚度约达几个太阳直径,温度约100万到200万℃。
■图17 太阳黑子、图18 一次大耀斑的变化过程、图19 太阳黑子与年降水量的相关性
这三幅图说明了太阳活动对地球的影响。阅读步骤如下:
①讲解图中的有关知识。
②归纳三幅图,得出太阳活动对地球的影响有哪些方面。
太阳活动是太阳大气中一切活动的总称,表现在太阳黑子、光斑、耀斑、谱斑、日珥、射电等的变化。太阳活动有强有弱、有周期性变化。地球上天气与气候的反常变化与太阳活动的强弱及周期性变化有关系,地球上的极光、磁层及电离层扰动也与太阳活动有关。
太阳黑子是太阳光球上经常出现的阴暗斑点,太阳黑子的多少反映着太阳活动的强弱,它是太阳活动的基本标志。由于明亮光球的反衬,太阳黑子看起来是黑暗的,其实仍在发光,一 个大的黑子能发出像满月那么明亮的光。黑子有大有小,小的黑子直径约有1000千米,大黑子的直径可达20万千米。黑子的形状像一个浅碟,中间凹陷约500千米。发育完全的黑子分本影和半影,如图17所示。黑子在日面上的分布有一定的规律,如任何时候观察黑子,总是东半边比西半边的多,又如黑子基本分布日面纬度±8度~±40度的范围内。太阳黑子大都成群出现,每个黑子群由几个至几十个黑子组成,最多可达100多个。太阳黑子的活动周期为11年。当大的黑子群出现时,会在地球上产生磁暴、极光和电离层扰动。
耀斑是指太阳色球层的一个地区突然变亮的现象。耀斑大多出现在太阳黑子附近的上空,寿命有几分钟至几个小时,如图18“一次耀斑的变化过程”也只有约2小时。太阳黑子多时,耀斑出现的机会也多。耀斑出现时抛射出大量的高能电子和质子,发射出很强的紫外线和X射线并有一系列射电现象,紫外线和X射线到达地球大气高层,使电离层的正常状态受到破坏,影响短波无线电通讯。粒子辐射到达地球,会引起地磁扰动、极光等现象。耀斑产生的高能粒子和短波辐射对载人宇宙飞船有很大危害。因此,世界各国天文台经常发布耀斑预报,耀斑是太阳活动的主要标志。
了解了太阳活动对地球电离层和磁场、极光等的影响后,要指导学生阅读图19,即太阳黑子与年降水量的相关性,让学生进一步认识到,太阳活动对气候也有影响。
图19中三幅小图表示的测站地点均在北半球,由中纬度到高纬度。图中左侧的纵坐标为年平均降水量,右侧纵坐标为黑子相对数,底边的横坐标为被观察点的时间跨度,共计80年。图中红色曲线为黑子在80年间的变化曲线,蓝色为同时期年平均降水量的变化曲线。
图中两重色彩曲线的相关性可以这样描述:①在中纬地区的36测站中,上世纪末至本世纪初的30年间,每当太阳黑子数相对多的年份,也就是太阳活动增强的年份,地球上的年降水量处于最低值,即比往常少3~4成,天气少雨,气候干旱,太阳黑子数与年降水量多少成反比例关系。从1910年开始,太阳黑子数相对多的年份,该测点的年降水量也多,两者之间成正比例关系。②图中22测站的两条曲线的相关性表现为太阳黑子数相对多的年份,则该测点的降水量反而增加,气候较为湿润。两条曲线的相关性成反比状态。③图中高纬度地区的12测站,从有观察资料开始,两条色彩曲线的谷与峰的变化基本吻合,即太阳黑子数相对多的年份,测点的降水量也相应增加;太阳黑子数相对少的年份,测点的降水量也少。两条曲线的相关性成正比例状态。④从三幅图的分析中可以得出这样的结论:太阳黑子数变化的周期与年平均降水量多少的变化周期基本吻合,大约为11年。这说明了太阳黑子数的变化与年平均降水量之间存在着一定的相关性,即太阳活动确实影响地球上的天气和气候。为什么会在不同纬度有不同的相关性,还需要科学家进一步论证。作为学生只要定性的知道这些相关性就可以了。
■图110 月相成因示意图、图111 月相的变化
这两幅图说明日、月、地三者之间的关系及月相变化的规律。在引导学生读图时其步骤如下:①说明图幅结构;②讲解有关知识;③指导学生实地观察月相。图110表示太阳光从右边射来的,内圈表示月亮在公转轨道上的8个不同的位置(它总是一面是亮的,另一面是暗的,从宇宙空间看月球,并无圆缺盈亏变化)。外圈表示在各个位置上从地球上看的圆缺盈亏的月相变化。
图110中月球从A经B、C、D,又回到A,完成了围绕地球一周的公转运动,随着月球在公转轨道上位置的不同,日、地、月三者的位置关系也相应发生变化,图上平均每隔约37日出现一种月相。在农历一个月内,共出现了8种月相。当月球处于A点时,月球位于太阳和地球之间,它的暗面正对着地球,因而在地球上看不到月亮,这就是农历初一的时候,亦称朔。当月球处于B点时,月球位于太阳东90°、地球的一侧,这时它的暗面与亮面各有一半对着地球,我们看到亮面朝西的半个月亮,这就是上弦月,一般出现在农历的初七或初八。当月球处于C点时,地球位于太阳和月亮之间,月球位于太阳的对面,这时月球被太阳照亮的一面全部对着地球,我们看到一个圆圆的满月,这时的月相叫做望,相当于农历的十五或十六。当月球处于D点时,月球位于太阳西90°、地球的一侧,这时我们看到亮面朝东的半个月亮,这就是下弦月,与上弦月正好相反,一般出现在农历的廿二或廿三。随后月球继续向东运行,越来越靠近太阳,又回归到A点位置,月相由下弦逐渐变为朔。月球从A点经B点、C点、D点,回到A点,围绕地球公转一周,由于日、地、月三者位置的变化,月球由朔到下一次朔所经历的时间间隔叫做朔望月,朔望月也就是月相变化的周期。
图111是说明月相的形状在不同的时刻和它在天空中位置的对应关系。农历上半月,月亮从朔到望(即由亏到盈、由缺到圆),位于太阳的东边,在日落以前已从地平线升起,出现的天空,故有“日未落,月已出”的说法。新生蛾眉月,常在太阳升起后不久就升起,黄昏后已出现在西方天空,月牙的弓弧朝西,但不久即消失在西方的天空。上弦月时,月亮在正午升起,18点左右出现在南方天空,半夜落下,弓弧朝西,上半夜可见。满月时,太阳从西方地平线上落下时,月亮正好从东方地平线升起,整夜可见。
农历下半月,月亮由望到朔,即由盈到亏的月相称为残月,残月位于太阳的西边,在日出以后月亮才从地平线上落下,故有“日已出,月未落”的说法。下弦月时,月亮在半夜24时出现在东方地平线上,正午落下,弓弧朝东。蛾眉月(残月)出现在黎明前的东方天空,月牙弓弧朝东,不久消失在东方天空中。由图下所裂表格中“月出”一栏可看出,月亮升起一天比一天晚,平均每天比前一天推迟约50分钟左右的时间。
教材中P10“活动”的表格是用来观测月相使用的,教师应要求学生从农历月初开始到月底为止连续观测一个月的月相,并检查他们的观测记录。从月初到满月这段时间里,观测月相可以在太阳刚下落的时候进行,每天把月相和位置记录下来。从满月到月底这段时间,观测月相可以在太阳升起之前进行,同样把月相和位置记录下来。然后组织观测者开一个月球专题班会,达到将地理知识用于实际的教学目的。
星系(Galaxy):一个由引力结合起来的巨大的恒星群,分为不规则星系、椭圆星系、棒旋星系和规则旋涡星系。
星云(Nebula):由尘埃和气体组成的星际云。
星座(Constellation):人们在天空中定出88个由恒星组成的形象,每个称为一个星座,现在也指由这些星座圈定的天区。
恒星知识
http://zhidaobaiducom/question/26547431htmlsi=1
八大行星详细资料
http://zhidaobaiducom/question/28674109htmlsi=4
2月14日是水瓶座(1月20日-2月18日)
优点:崇尚自由、人道主义、兴趣广泛、创意十足、富有远见
缺点:缺乏热情、太理想化、盲目自信、没有恒心、爱管闲事
水瓶座特点:
水瓶男特点:幽默热忱、善于交际、富有魅力;性情矛盾、冷漠孤僻、难以理解。
水瓶女特点:思想自由、追求新鲜、乐于助人;敏感尖锐、自恋尖酸、太过理智。
基本特质:
水瓶座的人,极富革新精神,具有独特的个性,有着超前的思想,是新思想的开拓者。聪颖脱俗,常有奇异的想法,不按牌理出牌。水瓶座的人,最大的特点是创新,追求独一无二的生活,个人主义色彩很浓重。
具体特质:
水瓶座是黄道宫上的第十一个星座,主宰星为天王星,思想前卫,有开拓精神。水瓶座的人,是一个反习俗、不愿随声附和的人,说话和做事全凭自己的兴趣,很有自己的主张,追求独树一帜的生活方式,物质享受与精神充实一样重要。
水瓶座的人,个性友善博爱、有创意和远见,善于观察分析。好奇心强,但会用理智分析,常常把强烈的愿望和独立精神融合在一起。喜欢自由自在的生活,随心所欲地思考并做出决定。
水瓶座的人,不喜欢一成不变的工作,重视逻辑思考的过程,在工作上常常有许多点子,也很喜欢做规划,但对结果却不太在意。
星系 英文名称:galaxy 定义:通常由几亿至上万亿颗恒星以及星际物质构成、空间尺度为几千至几十万光年的天体系统。 所属学科:天文学(一级学科);星系和宇宙(二级学科) 星系一词源自于希腊文中的galaxias(γαλαξίας),参考我们的银河系,是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质,并且受到重力束缚的大质量系统。典型的星系,从只有数千万(107)颗恒星的矮星系到上兆(1012)颗恒星的椭圆星系都有,全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外,大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。 星系
历史上,星系是依据它们的型状分类的(通常指它们视觉上的形状)。最普通的是椭圆星系,有着椭圆形状的明亮外观;螺旋星系是圆盘的形状,加上弯曲尘埃的旋涡臂;形状不规则或异常的,通常都是受到邻近的其它星系影响的结果。邻近星系间的交互作用,也许会导致星系的合并,或是造成恒星大量的产生,成为所谓的星爆星系。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不规则星系。 在可以看见的可观测宇宙中,星系的总数可能超过一千亿(1011)个以上。大部分的星系直径介于1,000至100,000秒差距,彼此间相距的距离则是百万秒差距的数量级。星系际空间(存在于星系之间的空间)充满了极稀薄的电浆,平均密度小于每立方公尺一个原子。多数的星系会组织成更大的集团,成为星系群或团,它们又为聚集成更大的超星系团。这些更大的集团通常被称为薄片或纤维,围绕在宇宙中巨大的空洞周围。 虽然我们对暗物质的了解很少,但在大部分的星系中它都占有大约90%的质量。观测的数据显示超重黑洞存在于星系的核心,即使不是全部,也占了绝大多数,它们被认为是造成一些星系有着活跃的核心的主因。银河系,我们的地球和太阳系所在的星系,看起来在核心中至少也隐藏着一个这样的物体。[1]
编辑本段特征
星系大小差异很大。椭圆星系直径在3300光年到49万光年之间;漩涡星系直径在16万光年到16万光年之间;不规则星系直径大约在6500光年到29万光年之间。 星系的质量一般在太阳质量的100万到1兆倍之间。 星系内部的恒星在运动,而星系本身也在自转,整个星系也在空间运动。传统上,天文学家认为星系的自转,顺时针方向和逆时针方向的比率是相同的。但是根据一个星系分类的分布式参与项目Galaxyzoo的观察结果,逆时针旋转的星系更多一些。 星系具有红移现象,说明这些星系在空间视线方向上正在离我们越来越远。这也是大爆炸理论的一个有力证据。 星系在大尺度的分布上是接近均匀的;但是小尺度上来看则很不均匀。例如大麦哲伦星系和小麦哲伦星系组成双重星系,它们又和银河系组成三重星系。
编辑本段观测简史
对我们自己的银河系和其它星系的调查开始于詹姆斯•毕倪和迈克尔•马黎•费尔德的报告书:星系天文学(Galacticastronomy)。
发现
在1610年,伽利略使用他的望远镜研究天空中明亮的带状物,也就是当时所知的银河,并且发现它是数量庞大但光度暗淡的恒星聚集而成的。在1755年的一篇论文,伊曼纽尔•康德,借鉴更早期由托马斯•怀特工作完成的素描图,推测(正确的)星系可能是由数量庞大的恒星转动体,经由重力的牵引聚集在一起,就如同我们的太阳系,只是规模更为庞大。恒星聚集成盘状,我们由盘内透视的效果,将会看成一条在夜空中的光带。康德也猜想某些在夜空中看见的星云可能是独立的星系。
区分 星系主要分成三类:椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。对星系类型更明确与广泛的描述会在哈柏序列的条目中叙述。因为哈柏序列是根据视觉的型态,他也许会错过某些星系的重要特征,例如恒星形成率(在星爆星系或活跃星系的核心)。 根据哈柏分类法,星系的类型E表示椭圆星系,S是螺旋星系,SB是棒旋星系。
椭圆星系
哈柏分类法根据椭圆星系椭率的估计进行分类,从E0,接近圆形的,到E7,非常瘦长的。这些星系,不论视线的角度是如何,都有着椭圆形的外观。她们看似没有任何的结构,而且相对来说星际物质的成分也很少。通常这些星系会有少量的疏散星团和少量新形成的恒星,取而代之的是老年的,与以各种不同方向环绕星系的中心,已经成熟的恒星为主。她们的一些性质类似小了许多的球状星团。 “哈勃深空”照片
大部分的星系都是椭圆星系,许多椭圆星系相信是经由星系的交互作用,碰撞或是合并,产生的。她们可以长成极大的体积(与螺旋星系比较)而且巨大的椭圆星系经常出现在星系群的中心区域。星爆星系是星系碰撞后的结果,可能导致巨大椭圆星系的形成。 类型 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。 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。
螺旋星系
在螺旋星系,螺旋臂的形状近似对数螺线,在理论上显示这是大量恒星一致转动造成的一种干扰模式。像恒星一样,螺旋臂也绕着中心旋转,但是旋转的角速度并不是常数,这意味着恒星会穿越过螺旋臂,螺旋臂则是高密度区或是密度波。当恒星进入螺旋臂,他们会减速,因而创造出更高的密度;这就类似波将在高速公路上的车速延缓一样。螺旋臂能被看见,是因为高密度促使恒星在此处诞生,因而螺旋臂上有许多明亮和年轻的恒星。 我们自己的星系,银河系,有时就简称为银河,是一个有巨大星系盘的棒旋星系,直径大约三万秒差距或是十万光年,厚度则约为三千光年;拥有约三千亿颗恒星(3×1011)和大约六千亿颗太阳的质量。
旋涡星系
(Spiral Galaxy, S-type Galaxy) 具有旋涡结构的河外星系称为旋涡星系,在哈勃的星系分类中用S代表.螺旋星系的螺旋形状,最早是在1845年观测猎犬座星系M51时发现的.螺旋星系的中心区域为透镜状,周围围绕着扁平的圆盘.从隆起的核球两端延伸出若干条螺线状旋臂,叠加在星系盘上.螺旋星系可分为正常漩涡星系和棒旋星系两种.按哈勃分类,正常漩涡星系又分为 a、b、c三种次型:Sa型中心区大,稀疏地分布着紧卷旋臂;Sb型中心区较小,旋臂较大并较开展;Sc型中心区为小亮核,旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、电离氢区外,同时还有大量的尘埃和气体分布在星系盘上。从侧面看在主平面上呈现为一条窄的尘埃带,有明显的消光现象。漩涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕,叫做星系晕。其中主要是星族Ⅱ天体,其典型代表是球状星团。一个中等质量的漩涡星系往往有100~300个球状星团。随机地散布在星系盘周围空间。在往外,可能还有更稀疏的气体球,称为星系晕。漩涡星系的质量为十亿到一万亿个太阳质量,对应的光度是绝对星等-15~-21等。直径范围是5~50Kpc。Sa型星系的总光谱型为K,Sb型为F~K, Sc型为A~F。产生总光谱的主要天体既有高光度早型星,又有高光度晚型星。星族Ⅰ天体组成星系盘和旋臂,星族Ⅱ天体主要构成星系核、星系晕和星系冕。
棒旋星系
(Barred Sprial Galaxy, SB-type Galaxy) 棒旋星系是中心呈长棒形状的螺旋形星系,一般的螺旋形星系的中心是有圆核的,而棒旋形星系的中心是棒形状,棒的两边有旋形的臂向外伸展。 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。 最完美的环状星系
类型: 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。 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。
矮星系
球状星团半人马座 尽管椭圆星系和螺旋星系是很明显与突出的,宇宙中大部分的星系都是矮星系,这些微小的星系都不到银河系百分之一的大小,只拥有数十亿颗的恒星。许多矮星系可能都会环绕着单独的大星系运转,我们的银河至少就有一打这样的矮星系。矮星系依样可以分成椭圆、螺旋和不规则。因为矮椭圆星系外观上与大的椭圆星系有一点相似,因此她们经常被称为矮球状星系来取代。 类型 猎犬座的NGC5194旋涡星系,属Sc型。左侧是一个矮星系。
活跃星系
有部分我们观察到的星系被分类为活跃星系,也就是说,来自星系的总能量除了恒星、尘埃和星际介质之外,还有另一个重要的来源。像这样的活跃星系核的标准模型,根据能量的分布,认为是物质掉落入位在核心区域的超重质量黑洞造成的。 以X射线的形式,辐射出高能量的星系被分类为赛弗特星系、类星体、或蝎虎BL类星体。从由核心喷发出的相对喷流发射出无线电频率的活跃星系被分类为无线电星系。在统一场论的星系模型中,这些不同类的星系被解释为从不同角度观察所得到的结果。
不规则星系
不规则星系(Irregular Galaxy, Irr-type Galaxy) 外形不规则,没有明显的核和旋臂, 星系
没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不规则星系只占5%。 按星系分类法,不规则星系分为Irr I型和Irr II型两类。 I型的是典型的不规则星系,除具有上述的一般特征外,有的还有隐约可见不甚规则的棒状结构。它们是矮星系,质量为太阳的一亿倍到十亿倍,也有可高达100亿倍太阳质量的。 它们的体积小,长径的幅度为2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似:O-B型星、电离氢区、气体和尘埃等年轻的星族I天体占很大比例。 II型的具有无定型的外貌,分辨不出恒星和星团等组成成分,而且往往有明显的尘埃带。 一部分II型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系,另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。所以I型和II型不规则星系的起源可能完全不同。 类型 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。
编辑本段大尺度结构
非常少数的星系是单独存在的,这些通常都被认为是视场星系。许多星系和一定数量的星系之间有重力的束缚。包含有50个左右星系的集团叫做星系群,更大的包含数千个星系,横跨数百万秒差距空间的叫做星系集团。星系集团通常由一个巨大的椭圆星系统治着,他的潮汐力会摧毁邻近的卫星星系,并将质量加入星系中。超星系集团是巨大的集合体,拥有数万个星系,其中有星系群、星系集团和一些孤单的星系;在超星系集团尺度,星系汇排列成薄片状和细丝,环绕着巨大的空洞。在上述的尺度中,宇宙呈现出各向同性和均质。 我们的银河是本星系群中的一员,相对来说是一个直径大约1022百万秒差距的小星系群。银河和仙女座星系是这个群中最大的两个星系,许多其它的矮星系都是这两个的卫星星系。本星系群是以室女座星系团为中心的巨大星系群与星系集团集合体的一部分。 星系在宇宙中呈网状分布。从大尺度看,星系包围着一个个像气泡一样的空白区域,在整体上形成类似蜘蛛网或神经网络的结构,称之为宇宙大尺度分布。
编辑本段形成和演化
星系的形成
星系之形成和演化向来都众说纷纭,有些已经被广泛接受,但仍然有不少人质疑。 SB是棒旋星系
星系的形成包含了两方面,一是上下理论,二是下上理论。上下理论是指:星系乃由一次宇宙大爆炸中形成,发生在数亿年前。另一个学说则是指:星系乃由宇宙中旳微尘所形成。原本宇宙有大量的球状星团(globularcluster),后来这些星体相互碰撞而毁灭,剩下微尘。这些微尘经过组合,而形成星系。 虽然在今时今日,关于星系形成的学问有不少人质疑,但大抵在星系形成研究方面,随着研究的深入,已伸展至星系演化方面。在天文物理学中,有关星系形成和演化的问题有: • 在一个均质的宇宙中,我们是否居住在一个独特而与众不同的场所? • 星系是如何形成的? • 星系是如何随着时间改变的?
星系的演化
“哈勃深空”照片 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)。 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。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。 哈勃深空。箭头所指的可能是迄今为止发现的最遥远的星系。 阿贝尔2218星系群。照片反映了宇宙中的“引力透镜”现象。 两个相邻的星系NGC1410、NGC1409因引力作用而互相吸取物质。 位于后发座的NGC
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。
编辑本段区别和定义
星系:在茫茫的宇宙海洋中,千姿百态的“岛屿”,星罗棋布,上面居住着无数颗恒星和各种天体,天文学上称为星系。我们居住的地球就在一个巨大的星系——银河系之中。在银河系之外的宇宙中,像银河这样的太空巨岛还有上亿个,它们统称为河外星系。 星团:在银河系众多的恒星中,除了以单个的形式,或组成双星、聚星的形式出现外,也有以更多的星聚集在一起的。星数超过10颗以上,彼此具有一定联系的恒星集团,称为星团。使这些恒星团结在一起的是引力。星团的成员多的可达几十万颗。它们又可以分成疏散星团和球状星团两类。银河系中遍布着星团,只是不同的地方星团的种类也不同。 星云: 星云是一种由星际空间的气体和尘埃组成的云雾状天体。星云中的物质密度是非常低的。如果拿地球上的标准来衡量,有些地方几乎就是真空。但星云的体积非常庞大,往往方圆达几十光年。因此,一般星云比太阳还要重得多。星云的形状千姿百态。有的星云形状很不规则,呈弥漫状,没有明确的边界,叫弥漫星云;有的星云像一个圆盘,淡淡发光,很像一个大行星,所以称为行星状星云。
编辑本段星系的演化
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)。 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。 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。 哈勃深空。箭头所指的可能是迄今为止发现的最遥远的星系。 阿贝尔2218星系群。照片反映了宇宙中的“引力透镜”现象。 两个相邻的星系NGC1410、NGC1409因引力作用而互相吸取物质。 不规则星系大麦哲伦云
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。
编辑本段术语
1、椭圆星系:呈椭圆形,没有悬臂结构。 其中又分为:E0,E1……E7,数字越大,星系越扁 2、漩涡星系 (1)核心部分为椭圆形:Sa,Sb,Sc (2)出现棒状结构:SBa,SBb (3)透镜星系:介于E与Sa之间:SO 3、不规则星系 Irr 1(罗马数字):颜色偏蓝 Irr 2(罗马数字):颜色偏黄
编辑本段银河系
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 球状星团半人马座
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。
编辑本段河外星系
它们是与银河系类似的天体系统,距离都超出了银河系的范围,因此称它们为“河外星系”。仙女座星系就是位于仙女座的一个河外星系。河外星系与银河系一样,也是由大量的恒星、星团、星云和星际物质组成。目前我们观测到的河外星系有100亿个之多。 1845年的漩涡星系素描图
20世纪20年代,美国天文学家哈勃在仙女座大星云中发现了一种叫作“造父变星”的天体,从而计算出星云的距离,终于肯定它是银河系以外的天体系统,称它们为“河外星系”。 河外星系,简称为星系,是位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的天体系统。之所以称之为河外星系,是因为他们全部都存在于银河系之外,即所有银河系之外的所有天体系统被称为河外星系。而银河系与河外星系即组成了天文学对于天体的最高称呼----总星系。银河系也只是总星系中的一个普通星系。人类估计河外星系包含的天体及天体系统总数在千亿个以上,它们如同辽阔海洋中星罗棋布的岛屿,故也被称为"宇宙岛"。 关于河外星系的发现过程可以追溯到两百多年前。在当时法国天文学家梅西耶 ( Messier Charles ) 为星云编制的星表中,编号为M31的星云在天文学史上有着重要的地位。初冬的夜晚,熟悉星空的人可以在仙女座内用肉眼找到它——一个模糊的斑点,俗称仙女座大星云。从1885年起,人们就在仙女座大星云里陆陆续续地发现了许多新星,从而推断出仙女座星云不是一团通常的、被动地反射光线的尘埃气体云,而一定是由许许多多恒星构成的系统,而且恒星的数目一定极大,这样才有可能在它们中间出现那么多的新星。如果假设这些新星最亮时候的亮度和在银河系中找到的其它新星的亮度是一样的,那么就可以大致推断出仙女座大星云离我们十分遥远,远远超出了我们已知的银河系的范围。但是由于用新星来测定的距离并不很可靠,因此也引起了争议。直到1924年,美国天文学家哈勃用当时世界上最大的24米口径的望远镜在仙女座大星云的边缘找到了被称为"量天尺"的造父变星,利用造父变星的光变周期和光度的对应关系才定出仙女座星云的准确距离,证明它确实是在银河系之外,也像银河系一样,是一个巨大、独立的恒星集团。因此,仙女星云应改称为仙女星系。 从河外星系的发现,可以反观我们的银河系。它仅仅是一个普通的星系,是千亿星系家族中的一员,是宇宙海洋中的一个小岛,是无限宇宙中很小很小的一部分。
编辑本段
基本资料
母彗星 55P/Tempel-Tuttle
辐射点 赤经153°、赤纬+22°
活跃期 11月14-21日
大爆发日 11月17日 19点 (UT时)
11月18日 3点43分 (本地时)
周期 约33年
流星速度 71km/s
ZHR:40+(1998-1999年为33年周期的大爆发)
CHR:Correctly Hourly Rate
CHR=HR×Fa×X
Fa=r1 ^(65-Lm)
X=1/(1-k)
ZHR:Zenith Hourly Rate
ZHR=CHR×Fb
Fb=1/cos^rz
z=90-h
HR:流星数×60/观测时间内的流星数
Fa:肉眼可见最暗星等之修正系数
Fb:辐射点高度修正系数
r1:光度系数(29) 狮子座流星雨辐射点的位置
Lm:肉眼所见之极限星等
X:云量修正系数
k:个人视野中之云量(1 low-10 max)
r2:常数 15
z: 辐射点距离天顶之距离(角度)
h:辐射点之高度
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出现周期
这颗彗星绕太阳公转,同时,它不断抛散自身的物质,就象洒农药那样,在它行进的轨道上散下许多小微粒,但这些小微粒分布并不均匀。有的地方稀薄,有的地方密集,当地球遇上微粒稀薄地方,出现的流星就少,遇到密集的地方,出现的流星就多。这些小微粒很容易受各种因素的影响而慢慢飘散,但在彗星回归时,地球会经过它近期释放出的颗粒稠密区。地球上的人们便会看到大规模的流星雨。由于坦普尔•塔特尔彗星的周期为3318年,所以狮子座流星雨是一个典型的周期性流星雨,它的的周期约为33年。
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出现记录
早在公元前1768年,我国就有关于它的记载,其它国家的史料中也能找到它的踪影,1799年在南美洲,人类第一次科学地描述了狮子座流星雨的情况。1833年,流星雨的规模达到惊人的程度。一位美国坦普尔•塔特尔波士顿的观测者这样描述到:“1833年11月12-13日,一个惊人的场面降临地球,整个天空被流星照 狮子座星图亮,成千上万颗‘星星’在天上飞舞。就象下雪时漫天空雪花在飘扬。”科学家们估计,在这场长达9小时的流星雨事件中,一个人至少可以看到24万多颗流星。
天文学家预言,33年后,即1866年11月还会看到壮丽的流星雨。果然不出所料,欧洲的人们看到了每小时达到5千颗的流星雨,北美洲的人们由于月光干扰,每小时看到1000颗,规模不如1833年那样壮观。当人们满怀期望地迎接1899年的狮子座流星雨时,却以失望告终。1932年,人们重燃希望,结果又落空了。人们在一分钟内只看到一颗流星。接连遭受打击的人们对狮子座流星雨不再有什么期望了。
1966年11月17日奇迹出现了。狮子座流星雨又迸发了,美国西部的亚利桑那州到处都能看到一物辉煌无比的流星雨,每小时的流星数超过10万甚至达到14万,持续时间为4小时。
狮子座流星雨中的流星过后,在天空中短时间内还会留下一团云雾状痕迹,这就是流星余迹,图7是一颗亮的狮子座流星及其余迹的变化过程。
狮子座流星雨中有时也有火流星(亮度超过金星或是-3等的流星)。
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观测过程
1799年欧洲、南美均观测到这一流星雨,德国探险家AHumboldt有过精彩描述。
18331112 北美东海岸9小时内估计观测到24万多颗流星。
狮子座流星雨1834年 发现辐射点在狮子座,因而命名为狮子座流星雨。奥伯斯证认出1766、1799两年11月在委内瑞拉观测到也是同一流星群的两次出现,周期3359年。天文界开始认识和研究狮子座流星雨。
1864年 纽顿证明狮子座流星雨从902年起就有活动记载。共计有十个年份,其中6次记载取自中国官方史书。
186611 狮子座流星雨再次出现,计算出其运动轨道。
186711 奥普尔茨给出彗星1866Ⅰ轨道,因与狮子座流星群轨道十分相似而得知其为流星群的母体彗星。
[1]1899年 未观测到狮子座流星雨,彗星也没观测到,有人认为彗星已瓦解。公众感到受骗上当而十分气愤,对天文学家的不信任感陡然增加。
19001115/16 在加拿大重又观测到狮子座流星雨,每小时1千条。第二年在美国西南部和墨西哥又见到,每小时最多达2千条。
1933年 未发现流星雨,有人估计彗星可能已碎裂。
1965年 重新找到了失踪近一个世纪的坦普尔-塔特尔彗星。
19661117 再度观测到狮子座流星雨,最盛时每小时超过14万颗。
1999年11月18日5时40分前后,有着“流星雨之王”称号的狮子座流星雨大爆发光临地球,每小时可能有300颗左右的流星划过夜空。
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出现原因
流星通常是单个零星出现的,彼此间无关,出现的时间和方向也没有规律,平均每小时可看到10 狮子座流星雨条左右,称为偶现流星(又称偶发流星)。有时候在天空某一区域某一段时间内流星数目会显著增多,每小时几十条甚至更多,看上去就象下雨一样,这种现象称为流星雨。特别大的流星雨又称流星暴。流星雨是一大群流星体闯入地球大气的结果,这种成群结队的流星体称为流星群。
通常认为流星雨的出现与彗星有关。彗星是太阳系内一类奇特的天体,它在远离太阳的时候表现为一颗彗核,直径几公里或更大些。一旦接近太阳,在太阳辐射的作用下,由于彗星核物质的气化会形成巨大的彗发和长长的彗尾。流星群便起源于彗星散射出来的物质碎粒或是瓦解了的彗核。
每年11月14日至21日,尤其是11月17日左右,都有一些流星从狮子座方向迸发出来,这就是狮子座流星雨。天文学家现已清楚,形成狮子座流星雨的母体彗星是1866年发现的坦普尔-塔特尔彗星。
这颗彗星绕太阳公转,同时,它不断抛散自身的物质,就象洒农药那样,在它行进的轨道上散下许多小微粒,但这些小微粒分布并不均匀。有的地方稀薄,有的地方密集,当地球遇上微粒稀薄地方,出现的流星就少,遇到密集的地方,出现的流星就多。这些小微粒很容易受各种因素的影响而慢慢飘散,但在彗星回归时,地球会经过它近期释放出的颗粒稠密区。地球上的人们便会看到大规模的流星雨。由于坦普尔•塔特尔彗星的周期为3318年,所以狮子座流星雨是一个典型的周期性流星雨,它的的周期约为33年。
大名鼎鼎的“狮子座”流星雨并不是“狮子座”上的流星雨。“狮子座”上即使有流星雨,在地球上凭肉眼也看不到。“狮子座”流星雨是由一颗叫做“坦普尔•塔特尔”的彗星所抛撒的颗粒滑过大气层所形成的。因为形成流星雨的方位在天球上的投影恰好与“狮子座”在天球上的投影相重合,在地球上看起来就好像流星雨是从“狮子座”上喷射出来,因此称为“狮子座”流星雨。
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相关概念
太阳系内除了太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星外,在行星际空间还存在着大量的尘埃微粒和微小的固体块,它们也绕着太阳运动。在接近地球时由于地球引力的作用会使其轨道发生改变,这样就有可能穿过地球大气层。或者,当地球穿越它们的轨道时也有可能进入地球大气层。由于这些微粒与地球相对运动速度很高(11-72公里/秒),与大气分子发生剧烈摩擦而燃烧发光,在夜间天空中表现为一条光迹,这种现象就叫流星,一般发生在距地面高度为80-120公里的高空中。流星中特别明亮的又称为火流星。造成流星现象的微粒称为流星体,所以流星和流星体是两种不同的概念。
大部分流星体在进入大气层后都气化殆尽,只有少数大而结构坚实的流星体才能因燃烧未尽而有剩余固体物质降落到地面,这就是陨星。
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相关影响
航天器
1可能对航天器造成威胁。流星群颗粒大都很小(<1mm),但速度极高。以98年狮子座流星雨为例,相对地球的运动速度为71km/s,达到子弹初速的100倍。如果较大颗粒或结构较坚实的颗粒高速撞击人造卫星或其它航天器,很可能造成严重后果,如舱面击穿,探测器损坏,太阳能板受损,电子器件因等离子体放电而失效,甚至整个航天器被击坏、击毁等。历史上已经有过这类事件发生,如1993年英仙座流星暴使欧洲航天局的Olympus卫星因遭到一颗流星体的撞击而一度失控。
电离效应
2大批流星群闯入地球大气造成的电离效应可能使远距离电讯发生异常。
成云降雨
3对云层和雨量的影响。大批流星体尘埃散入地球大气,提供了额外的水汽凝结中心,会使云层和雨量增大。
人畜伤害
4陨星击中人类或牲畜。关于人体被陨星直接击中尚未见报道,但据说1836年在巴西曾砸死几只羊,1911年埃及打死一条狗,1969年澳大利亚发生过陨星打穿屋顶等事件。
撞击灾变
5严重的撞击灾变事件。这类事件的祸首已不能算是流星体,而是大小不等的小行星。
军事影响
6可以利用流星出现时,因流星体燃烧形成的长条电离离子柱对无线电讯号的反射作用,进行高频或甚高频通讯,作用距离可达1800公里。因流星通讯不受太阳活动或核爆炸影响,在军事上有重要意义,美国已有流星通讯设备作为战术通讯的一种手段来装备部队。
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观测历史
902年,中国天文学家第一次记录到狮子座流星暴(中国古代天象记录); 狮子座流星雨1799年,德国著名科学家洪堡在委内瑞拉记录到这一天象;
1833年,北美洲出现了罕见的流星暴,估计在9小时内有24万颗流星划破天空;
1866年,发现坦普尔-特塔尔彗星,并确定了该彗星的轨道,在欧洲观测到流星暴;
1899年,预期的流星暴并未出现,公众对天文计算可靠性的信心发生动摇;
1933年,仍未有观测到流星暴的报道;
1966年,在美国的中西部又一次出现了壮观的"流星暴",估计高峰时达每小时有10万颗流星自天而降;
1998年,狮子座流星雨再次光临地球,让大多数现代人真切地认识到这位“流星雨之王”。
2001年11月18日深夜全球共有3000多万人等待流星雨。
2009年狮子座流星雨的峰值将出现在北京时间11月18日5时43分(可能会后延30分钟-60分钟)。届时,每小时最大流量约为500颗,这将是“次暴雨级别”的。公众从18日凌晨2时至天亮都可对该流星雨进行观测。美国宇航局流星体环境署主管威廉-库克(William Cooke)说:“受益于先进的计算机性能,自上世纪90年代我们就能较准确地预测流星现象。2009年是狮子座流星群最强的爆发期,最强时可达到每小时出现300颗流星。” 在欧洲地区狮子座流星群在凌晨1-3点清晰地位于夜空东北地平线位置,当彗星接近太阳时将融化其灰尘微粒中的冰物质,这些灰尘微粒多数比沙粒大。对于多数近距离接近地球的彗星,它们将在大气 狮子座流星雨层中燃烧并形成陨石。
在每年度进行的天文观测中,狮子座流星群非常像一颗不稳定的岩石恒星,多年以来一直出现着彗星,通常情况下平均每小时出现15颗流星。而在一些特殊的年份中,狮子座流星群可以突然喷射出壮观的流星风暴,平均每小时出现数千颗流星。
狮子座流星雨的一些活动可能源自一个非常古老的彗星碎片尾迹,年代可追溯到1102年。这些物质的年龄超过900岁,绕太阳运行了不到27周。其结果是,它们几乎已完全被驱散,不具有任何活跃性。格林威治标准时间11月18日的凌晨3点29分,地球将穿过这条尾迹中央长3万英里(约合48万公里)的区域。
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相关预言
1833年11月13日居住在波士顿市郊的26岁女作家,天文爱好者艾格丝 克拉克看见了狮子座流星雨,每分钟平均580颗,每小时35万颗,共计21万颗。
她断言这种流星雨每隔33年一次,这就是著名的“克拉克预言”。
1866年流星雨如约而至。
1899年克拉克的女儿华蒂断言11月14日流星雨将会来临,但只有少量的流星。
1932年73岁的美塔兰确信流星雨将回来,但老天却开了一个玩笑,当晚天气骤变,乌云密布。
1965年学姐前辈麦卫尔并没有让儿子德恩预报流星雨的来临,但流星雨却来了。
2001年德恩与女儿拉蒙声称流星雨将来,但并没有人认同,但是流星雨却来了,只是晚来了3年,一直成谜。
2002年5月19日,美国流行探索者联合会授予拉蒙以“家庭杰出成就奖”。
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