星球-宇宙中球狀天體

1、星球-宇宙中球狀天體1 基本簡(jiǎn)介 由各種物質(zhì)組成的巨型球狀天體，叫做星球a.恒星由熾熱氣體組成的，能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體。離地球最近的恒星是太陽(yáng)，其次是半人馬座比鄰星。2 基本定義 a.天體；b.圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)；c.自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀；d.能夠清除其軌道附近的其它物體符合這一新定義的包括：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，總計(jì)八顆。星球2.1 矮行星的定義谷神星、冥王星、齊娜，總計(jì)三顆。a.天體；b.圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)；c.自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀；d.不能夠清除其軌道附近的其它物體；e.不是衛(wèi)星。符合這一定義的包括：2.2 太陽(yáng)系小天體的

2、定義a.天體；b.圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)；c.不符合行星和矮行星的定義。原來(lái)的小行星、彗星等全部歸入太陽(yáng)系小天體的范疇。3 探索發(fā)現(xiàn) 很久以前，只要不是陰天，人們就可以在夜空中看到星星。在史前時(shí)代，地球上的大多數(shù)地區(qū)都幾乎沒(méi)有光污染，我們的祖先能夠看到非常暗的星光，其中的一些天體被今天的人們劃分為深空天體。這樣，這類天體中的一部分就和我們?nèi)祟惖臍v史一樣古老了。這類“天體”中最顯著的當(dāng)然是一個(gè)星系，我們自己的銀河；然而我們不會(huì)把它計(jì)算在內(nèi)。同樣的，我們也不會(huì)考慮最顯著的“移動(dòng)”星團(tuán)，大熊座星團(tuán)，這個(gè)星團(tuán)是由著名的“北斗七星”中的大部分恒星組成的，構(gòu)成了大熊座中最顯著的部分。首先，大部分現(xiàn)代人并不把它們看成

3、是“深空天體”，其次，它們的本質(zhì)，比如銀河是個(gè)星系，大熊座的那些恒星是個(gè)物理上的星團(tuán)，是直到現(xiàn)代才逐漸清楚的，因此這種忽視是恰當(dāng)?shù)?。麥哲倫星云一些明亮的星團(tuán)一定也是很早就被人知道了，甚至比有記載的歷史還要早。其中當(dāng)然包括金牛座中的昴星團(tuán)（M45）和畢星團(tuán)，它們?cè)谌庋壑幸埠茱@著，很早就被記錄下來(lái)（比如最早關(guān)于昴星團(tuán)的確切記錄是大約公元前1000到700年的Hesiod（赫西奧德）留下的）。在南半球，兩個(gè)麥哲倫云（LMC - 大麥哲倫云，和SMC - 小麥哲論云）當(dāng)然也是很早以前就被發(fā)現(xiàn)了，只是南半球沒(méi)有多少古代記錄被保存下來(lái)。很可能Aristotle（亞里斯多德）在公元前325年左右就對(duì)疏散星團(tuán)

4、M41做了古代的觀測(cè)記錄；這使得這個(gè)星團(tuán)成為古代觀測(cè)記錄中的最暗天體。按照Burnham的說(shuō)法，根據(jù)P. Doig在1925年引用的一份J.E. Gore寫的聲明，Aristotle有可能在那一時(shí)期也觀測(cè)到了天鵝座的M39，將其描述為“彗星狀天體”。 Hipparchus（伊巴谷），著名希臘天文學(xué)家，公元前146年到127年在Rhodes進(jìn)行觀測(cè)。他是第一位編寫星表的天文學(xué)家；他在公元前134年觀測(cè)到了一顆出現(xiàn)在天蝎座的 “新星”，可能是這件事促使他編寫了這份星表。在他的星表中包括了兩個(gè)“云霧狀天體”，鬼星團(tuán)（M44）和英仙座的雙星團(tuán)，后者現(xiàn)在被稱為英仙座h+chi（NGC 869+884，不

5、在Messier星表中）。Ptolemy（托勒密），在他于公元127-151年編寫的Great Syntaxas中（通常被稱為天文學(xué)大成（Almagest），列出了7個(gè)天體，其中3個(gè)是一般的星宿，并非物理的天體，2個(gè)是從Hipparchus那里繼承過(guò)來(lái)的（M44和英仙座雙星團(tuán)），還有2個(gè)是全新的：一個(gè)是位于“天蝎座毒刺后面的星云”，現(xiàn)在被認(rèn)證為顯著的疏散星團(tuán)M7，它被一些現(xiàn)代的作者提議命名為“托勒密星團(tuán)（Ptolemy's Cluster）”，另一個(gè)則是后發(fā)星團(tuán)，現(xiàn)在被編為Melotte 111（但是不在Messier星表中）。仙女座星系第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)和記錄下來(lái)的真正的“星云”

6、天體是仙女座星系（M31），在公元905年左右被觀測(cè)到，在公元964年被波斯天文學(xué)家Al Sufi記錄在他的恒星之書(shū)（Book of Fixed Stars）中。他還提到了一個(gè)“云霧狀恒星”，位于船帆座Delta星的北側(cè)超過(guò)2度的地方，這也是個(gè)相當(dāng)顯著的疏散星團(tuán)IC 2391，船帆座Omicron。書(shū)中還包括了Ptolemy的6個(gè)天體，以及狐貍座中一個(gè)新的“星宿”（事實(shí)上是Brocchi星團(tuán)，Collinder 399，也被昵稱為“衣架星團(tuán)”），因此他一共記錄了9個(gè)天體。與這里提到的其他深空天體不同，中國(guó)和北美洲（很有可能）的古代天文學(xué)家在1054年7月4日觀測(cè)并且記錄了一顆超新星的爆發(fā)；這顆

7、超新星創(chuàng)造了蟹狀星云（M1），最有趣的深空天體之一。以后一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的深空天體，直到1519年，Magellan（麥哲倫）報(bào)告說(shuō)看到了一大一小兩個(gè)麥哲倫云。這使得1609年Galileo（伽利略）將望遠(yuǎn)鏡引入天文以前，被人們觀測(cè)到的深空天體總數(shù)達(dá)到了11個(gè)，盡管當(dāng)時(shí)Al Sufi的工作還不被大多數(shù)人知道。通過(guò)望遠(yuǎn)鏡，伽利略發(fā)現(xiàn)鬼星團(tuán)（M44）不是星云，而是星團(tuán)。 Nicholas-Claude Fabri de Peiresc（1580-1637）在1610年發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)真正的星云，獵戶星云M42，這也是第一個(gè)用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的深空天體。天主教會(huì)天文學(xué)家J.-B. Cysatus（1588-16

8、57）在1611年獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了M42，但在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，這個(gè)天體并不為大眾所知。此后不久，1612年，Simon Marius（1570-1624）發(fā)現(xiàn)了（獨(dú)立地重新發(fā)現(xiàn)）仙女座星系（當(dāng)時(shí)的仙女座星云，M31）。Montechiaro公爵的宮廷天文學(xué)家Giovanni Batista Hodierna（1597-1660）編寫了一份包括40個(gè)條目的星表，這些都是他用簡(jiǎn)單的放大20倍的伽利略式折射鏡發(fā)現(xiàn)的，其中包括19個(gè)真正的云霧狀天體，這份星表于1654年在Palermo發(fā)表。但這段歷史長(zhǎng)期被人遺忘，直到1980年代初期才被重新發(fā)現(xiàn)（由Serio，Indorato，Nastasi發(fā)表在the

9、Journal of the History of Astronomy，第45卷（1985年2月）和第50卷（1986年8月）上）。這份星表中包括了獨(dú)立重新發(fā)現(xiàn)的仙女座星云（M31），獵戶座星云（M42），以及Brocchi星團(tuán)，首次描述了英仙座Alpha移動(dòng)星團(tuán)，還至少包括了9個(gè)（很可能是13個(gè)，甚至可能是15個(gè)）真正由他發(fā)現(xiàn)的天體：確定由他發(fā)現(xiàn)的天體有M6，M36，M37，M38，M41，M47，NGC 2362，NGC 6231，以及NGC 6530（與礁湖星云M8聯(lián)系在一起的星團(tuán)），很可能由他發(fā)現(xiàn)的有M33，M34，NGC 752，以及NGC 2451，可能由他發(fā)現(xiàn)的有NGC 2169

10、和NGC 2175。Christiaan Huygens（惠更斯）在1656年獨(dú)立地重新發(fā)現(xiàn)了獵戶座星云M42，這一發(fā)現(xiàn)使這個(gè)天體廣為所知；他還發(fā)現(xiàn)了位于這個(gè)星云內(nèi)部的獵戶座四合星中的三顆恒星。來(lái)自Dantzig的Johan Hevel或者Hevelke（更為熟知的名字是Hevelius（赫維留），1611-87）編寫了一份包含1564顆恒星的星表Prodomus Astronomiae，和他的星圖Uranographia一起在他死后發(fā)表。他還總結(jié)了了一份包含16個(gè)條目的列表，其中2個(gè)是真正的天體（仙女座星系 M31和鬼星團(tuán) M44），其他14個(gè)都是星宿或者根本不存在。Derham和Messi

11、er花了大量時(shí)間去尋找這些“星云”；Messier相信他認(rèn)證出了其中一對(duì)位于大熊座的雙星（即M40）現(xiàn)在我們知道，他認(rèn)出的很可能不是 Hevelius看到的那對(duì)雙星。Hevelius還是第一個(gè)看見(jiàn)M22的人，但是通常人們認(rèn)為這個(gè)人類最早知道的球狀星團(tuán)是在1665年由Abraham Ihle發(fā)現(xiàn)的。在John Flamsteed（1646-1719）發(fā)表于1712年，并在1725年修訂的星表不列顛星表（Historia Coelestis Britannica）中，提到了幾個(gè)“星云”和“云霧狀恒星”。其中大部分是當(dāng)時(shí)已知的天體（后發(fā)星團(tuán)Mel 111，英仙座h+chi雙星團(tuán)，M31，M42），還

12、有3個(gè)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的天體，包括重新發(fā)現(xiàn)的不為人知的Hodierna天體NGC 6530（與M8相聯(lián)系的）和M41，以及一個(gè)他自己首先發(fā)現(xiàn)的天體，麒麟座12號(hào)星周圍的NGC 2244（與玫瑰星云NGC 2237-9相聯(lián)系的星團(tuán)，兩者都不在Messier星表中）。Gottfried Kirch（1639-1710），一位柏林的天文觀測(cè)者，以他對(duì)恒星和彗星的觀測(cè)而聞名，他在1681年發(fā)現(xiàn)了M11，在1702年發(fā)現(xiàn)了M5。Edmond Halley（哈雷）（1656-1742）在1715年的皇家學(xué)會(huì)Philosophical Transactions上發(fā)表了一份包含六個(gè)“光點(diǎn)和光斑”的列表，其中包括了他自

13、己發(fā)現(xiàn)的球狀星云半人馬座Omega（1677年在Helena峰旅行時(shí)發(fā)現(xiàn)）和M13（1714年發(fā)現(xiàn)），還有之前已知的天體M42，M31，M22，和M11。Jean-Jacques Dortous de Mairan（1678-1771）,在1731年以前，發(fā)現(xiàn)了獵戶座大星云北側(cè)一顆恒星周圍的星云狀物質(zhì)，后來(lái)成為了大家所熟知的M43（這個(gè)發(fā)現(xiàn)于1733年發(fā)表）。此后不久，John Bevis（1695-1771）發(fā)現(xiàn)了蟹狀星云M1。他還創(chuàng)作了一份星圖，他自己稱之為不列顛星圖（Uranographia Britannica），完成于1750年，但是由于出版商的破產(chǎn)，只有一到兩本印刷本被制作出來(lái)，附

14、帶的星表也從未發(fā)表過(guò)。Messier一定是得到了這本星圖的一份拷備，因?yàn)樗趯?duì)M1，M11，M13，M22，M31，以及M35的描述中，曾經(jīng)多次提到“英格蘭星圖（English Atlas）”。奇怪的是，Kenneth Glyn Jones卻將M35的發(fā)現(xiàn)歸功于1746年的de Cheseaux，盡管在這之前Bevis似乎就已經(jīng)看見(jiàn)它了，因?yàn)樗霈F(xiàn)在他的星圖之中。William Derham（1657-1735）在1733年的皇家學(xué)會(huì)Philosophical Transactions中公布了一張包含16個(gè)云霧狀天體的列表，其中的14個(gè)來(lái)自于 Hevelius的星表，其余兩個(gè)來(lái)自Halley的

15、列表。其中只有2個(gè)天體是真實(shí)的（M31和M7），其他的不是不存在，就是無(wú)趣的星宿，這些假天體迷惑著其他使用這張列表的天文學(xué)家們（包括Messier在內(nèi)）；這張列表在1734年法國(guó)科學(xué)院論文集中再次發(fā)表，并且于1742年被收錄在de Maupertuis的Discours sur la Figure des Astres一書(shū)中。大約在1746年，Philippe Loys de Cheseaux（1718-51）觀測(cè)到幾個(gè)星團(tuán)和“云霧狀恒星”，將它們的位置編成了一份星表。按照Kenneth Glyn Jones以及Webb協(xié)會(huì)深空觀測(cè)者手冊(cè)（Webb Society Deep-Sky Obser

16、ver's Handbook），第3卷（疏散和球狀星團(tuán)）的說(shuō)法，其中的8個(gè)是首次發(fā)現(xiàn)的天體：IC 4665 (第2號(hào)，不確定），NGC 6633（第3號(hào)），M16（第4號(hào)），M25（第5號(hào)），M35（第12號(hào)，但是參看John Bevis那段的評(píng)論），M71（第13號(hào)），M4（第19號(hào)），和M17（第20號(hào)）。此外，他還獨(dú)立地重新發(fā)現(xiàn)了M6（第1號(hào)），NGC 6231（第9號(hào)）和M22（第17號(hào)）。De Cheseaux將列表交給了Reaumur，并且由他在1746年8月6日法國(guó)科學(xué)院中公布，但這份列表沒(méi)有以其他的形式發(fā)表過(guò)。這份星表直到1884年在Bigourdan對(duì)其進(jìn)行

17、調(diào)查研究之后，才開(kāi)始被更多的人知道。除了觀測(cè)天空中的云霧狀光斑之外，de Cheseaux還可能是第一個(gè)用公式表達(dá)出奧伯斯佯謬（Olbers' paradox）的人。 Jean-Dominique Maraldi（1709-88），也被稱為Maraldi二世,發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)球狀星團(tuán)：1746年9月7日發(fā)現(xiàn)了M15，1746年9月11日發(fā)現(xiàn)了M2。 Le Gentil（全名為Guillaume-Joseph-Hyacinthe-Jean-Baptiste Le Gentil de la Galaziere，1725-92）在1749年10月29日發(fā)現(xiàn)了M32，仙女座星系的伴星系。他

18、還在那一年發(fā)現(xiàn)了氣體星云M8，即礁湖星云（這個(gè)星云中的星團(tuán)之前已經(jīng)被Flamsteed發(fā)現(xiàn)了，參見(jiàn)前文），還可能發(fā)現(xiàn)了球狀星團(tuán)NGC 6712。他還獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了Hodierna天體M36和M38。 Abbe Nicholas Louis de la Caille（即Lacaille，1713-62）于1751-52年旅行到南非，并且在那里觀測(cè)了南天的恒星和深空天體，創(chuàng)造了幾個(gè)南天星座（其中的大部分仍在使用），編寫了包含42個(gè)條目的南天深空天體表，其中33個(gè)是真實(shí)的天體。它們之中的25個(gè)是首次發(fā)現(xiàn)，至少有兩個(gè)是獨(dú)立地重新發(fā)現(xiàn)的天體。Lacaille首先發(fā)現(xiàn)的天體主要包括船底座Eta星云NGC 3

19、372，球狀星團(tuán)杜鵑座47（NGC 104），大麥哲倫云中的蜘蛛星云NGC 2070，以及旋渦星系M83，這是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的本星系群以外的星系。 這是Charles Messier（梅西耶）（1730-1817）開(kāi)始編寫他的星表之前發(fā)現(xiàn)的最后一個(gè)深空天體。1764年，Messier發(fā)現(xiàn)了M3，這是第一個(gè)由他首先發(fā)現(xiàn)的深空天體。此后的十多年里，Charles Messier獨(dú)自一人尋找著星團(tuán)和云霧狀天體。在此期間，他發(fā)現(xiàn)了27個(gè)天體，其中25個(gè)是真正的深空天體（其余兩個(gè)天體是人馬座的星云M24和雙星M40）。此后一直到1781年，Messier自己還首先發(fā)現(xiàn)了另外18個(gè)云霧狀天體（17個(gè)深空天體

20、，加上一個(gè)四合星M73），使得他首先發(fā)現(xiàn)的天體總數(shù)達(dá)到43個(gè)，還有另外20個(gè)天體是獨(dú)立地共同發(fā)現(xiàn)的。 1774年底，Johann Elert Bode(波德）（1747-1826）成功地加入到尋找新云霧狀天體的隊(duì)伍中來(lái)：他在這一年的最后一天（12月31日）發(fā)現(xiàn)了M81和M82，后來(lái)還發(fā)現(xiàn)了另外三個(gè)天體（1775年發(fā)現(xiàn)M53，1777年發(fā)現(xiàn)M92，1779年獨(dú)立發(fā)現(xiàn)M64）。 Bode編寫了一份包含75個(gè)條目的深空天體星表，于1777年發(fā)表在1779年天文年歷（Astronomisches Jahrbuch）上，標(biāo)題為迄今發(fā)現(xiàn)的云霧狀恒星和星團(tuán)總表。然而，按照Kenneth Glyn Jones

21、的說(shuō)法，這張列表中充斥著大量從Hevelius和其他人那里收集來(lái)的不存在的天體和星宿；它只包含了大約50個(gè)真實(shí)的天體。他后來(lái)發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)天體，M92和M64，在1779年底被發(fā)表在1782年的年歷（Jahrbuch）上。另兩個(gè)由Bode獨(dú)立共同發(fā)現(xiàn)的天體，M48和IC 4665，被公布在他的星圖和星表Vorstellung der Gestirne中，發(fā)表于1782年。 大約5年之后，1779年，當(dāng)Messier和Bode仍然積極編寫他們的星表時(shí)，另外5個(gè)天文學(xué)家也帶著成功的深空天體發(fā)現(xiàn)加入到這個(gè)“俱樂(lè)部”中：圖盧茲的Antoine Darquier de Pellepoix（Darquier，

22、1718-1802）在1月發(fā)現(xiàn)了環(huán)狀星云M57，比Messier稍早一些；他們都是在追蹤彗星（1779年Bode彗星）時(shí)發(fā)現(xiàn)它的。英國(guó)天文學(xué)家Edward Pigott（1753-1824）在1779年3月23日發(fā)現(xiàn)了M64，只比Bode（1779年4月4日）早了12天，比Messier在1780年3月1日獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)它早了將近一年。曾在1772和1778年間（因此可能比Bode更早）獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)M81和M82的Johann Gottfried Koehler（或Köhler，1745-1801）最遲在這一年，發(fā)現(xiàn)了M67，1779年4月11日，在追蹤1779年Bode彗星時(shí)，發(fā)

23、現(xiàn)了M59和M60。當(dāng)Messier在這一天區(qū)另外發(fā)現(xiàn)了M58時(shí)，Barnabus Oriani（1752-1832）第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了M61。Koehler在1779年發(fā)表了一份含有20個(gè)條目的星表。最后，Messier的朋友Pierre Mechain（梅襄）（1744-1804）開(kāi)始了他的天文觀測(cè)生涯，在1779年6月14日發(fā)現(xiàn)了M63，這是第一個(gè)由他首先發(fā)現(xiàn)的天體。隨后，Mechain發(fā)現(xiàn)了約25個(gè)首次發(fā)現(xiàn)的天體，由于他與Charles Messier在觀測(cè)方面的密切合作，這些天體中的大部分列入了Messier星表之中。由于他確實(shí)將他所有的發(fā)現(xiàn)都告訴給Messier，因此1947年Helen

24、 Sawyer-Hogg決定將其中的另外三個(gè)天體也加入到Messier星表中（M105到M107）。做為深空發(fā)現(xiàn)史上的一塊重要的里程碑，包括103個(gè)天體的Messier星表最終版本于1781年發(fā)表在1784年的法國(guó)天文年歷（Connaissance des Temps）上。最近，一些Messier個(gè)人筆記以及Mechain在1783年5月6日給Bernoulli的一封信中提到天體被擴(kuò)充到Messier星表中，使天體總數(shù)達(dá)到110個(gè)，全部都是真實(shí)的天體（盡管有4個(gè)天體曾經(jīng)失蹤了超過(guò)一個(gè)世紀(jì)，還有一些關(guān)于M102的爭(zhēng)論至今沒(méi)有定論）。星表中包括了1782年4月以前被人發(fā)現(xiàn)的大部分星云，星團(tuán)和星系，

25、其中M107是Messier天體中最后一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的天體（由Pierre Mechain發(fā)現(xiàn)）。Messier星表的確給偉大的德-英天文學(xué)家Friedrich Wilhelm (William) Herschel（威廉赫歇耳）（1738-1822）留下了深刻的印象，當(dāng)時(shí)他因?yàn)樵?781年發(fā)現(xiàn)了海王星而逐漸出名。1781年12月7日，Herschel從他的朋友William Watson那里得到了一份Messier星表的副本。當(dāng)時(shí)他還是Bath的一名風(fēng)琴演奏家（直到1782年5月他才放棄這一工作），和一名熟練的望遠(yuǎn)鏡制造者。他在1789年8月28日組裝起一架48英寸口徑，40英尺焦距的巨型望遠(yuǎn)鏡（

26、利用這架鏡子觀測(cè)的第一天，他就發(fā)現(xiàn)了土星的一顆新衛(wèi)星，土衛(wèi)二），并且利用這架望遠(yuǎn)鏡在英國(guó)可見(jiàn)的天區(qū)內(nèi)（即北天）展開(kāi)了大泛圍的搜索。分三步，Herschel發(fā)表了包含2500多個(gè)天體的星表，其中大部分都是真正的深空天體。他使用的是當(dāng)時(shí)最好的望遠(yuǎn)鏡，因此完全沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)者。他的觀測(cè)是在他妹妹Caroline Lucretia Herschel（卡羅琳赫歇耳）（1750-1848）的幫助下完成的，她自己也是一位熱情的觀測(cè)者，她發(fā)現(xiàn)了Herschel星表中的許多星團(tuán)和星云（其中包括了獨(dú)立重新發(fā)現(xiàn)的M110，即H V.18，Messier在10年前發(fā)現(xiàn)過(guò)的天體，但沒(méi)有被編入星表中；以及獨(dú)立重新發(fā)現(xiàn)的丟失的M

27、essier疏散星團(tuán)M48，即H VI.22），還發(fā)現(xiàn)了8顆彗星。William Herschel將云霧狀天體分成八類： 亮星云 暗星云極暗星云 行星狀星云超大星云 非常致密的富星星團(tuán) 由大?。?明暗）恒星組成的致密星團(tuán)由恒星組成的松散稀疏的星團(tuán) 由于當(dāng)時(shí)還不清楚這些天體的本質(zhì)，因此這種分類法在今天只具有更多的歷史意義了。William（和Caroline） Herschel事實(shí)上在1800年前后就將北天幾乎全部的天體都發(fā)現(xiàn)了。但南半球的天區(qū)還等著人們?nèi)ヌ剿?，James Dunlop（1795-1848）在南半球進(jìn)行了Lacaille之后的首次大規(guī)模觀測(cè)。他和Thomas Makdougal

28、l Brisbane爵士（位于Paramatta的Brisbane天文臺(tái)（1823-1827）的擁有者）一起在1821年來(lái)到了澳大利亞的新南威爾士，在那里編寫了一份星圖（布里斯班星表（Brisbane Catalog），包含南天7000多顆恒星）。他將當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的深空天體編成了一份包含629個(gè)條目的新南威爾士觀測(cè)的南天星云星團(tuán)表。這份星表被交給William 赫歇爾的兒子，John Herschel（約翰赫歇耳），并由他在1827年在皇家學(xué)會(huì)中公布。由于這項(xiàng)工作，Dunlop獲得了皇家天文學(xué)會(huì)的金獎(jiǎng)，以及法國(guó)科學(xué)院的Lalander獎(jiǎng)。然后，這些獎(jiǎng)項(xiàng)并不能掩蓋他星表中大量“不存在”的天體，以及對(duì)

29、天體的糟糕描述，以至于后來(lái)幾乎無(wú)法確切地認(rèn)證它們：只有大約一半的條目可以與真實(shí)的天體相聯(lián)系。John Frederick William (John) Herschel(約翰赫歇耳）（1792-1871)繼承了父親的工作，在1833年出版的星表中增加了525個(gè)新條目（北天天體）。但是John Herschel也想編寫南天星表，1883年11月13日，他和他的家人登上了開(kāi)往南非好望角的客輪，于1834年3月4日抵達(dá)目的地。在接下來(lái)的日子里，他著重研究南天星空。他將觀測(cè)到的南天云霧狀天體編寫成了一份包括1713個(gè)條目的星表，在1847年發(fā)表。顯然地，他將他和他父親的發(fā)現(xiàn)，以及其他人發(fā)現(xiàn)的深空天體編

30、進(jìn)了他的那份包含了5000多個(gè)條目的總星表（General Catalogue）中。Herschel的工作最終給“星云”（和星團(tuán)）的大發(fā)現(xiàn)時(shí)代做了一個(gè)總結(jié)。然而，揭露不同的深空天體的本質(zhì)還需要很長(zhǎng)時(shí)間，需要新的研究方法（尤其是照相術(shù)和光譜分析術(shù)）：“真正”星云的云霧本質(zhì)是由英國(guó)業(yè)余天文學(xué)家，光譜分析術(shù)的先驅(qū)者William Huggins（1824-1910）在1860年代揭示的，直到1920年代，Edwin Hubble（埃德溫哈勃）（1889-1953）才真正揭示出星系的本質(zhì)實(shí)際上是與我們的銀河系一樣的獨(dú)立的“島宇宙”。4 大概位置 天體在某一天球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，通常指它在赤道坐標(biāo)系中的坐

31、標(biāo)（赤經(jīng)和赤緯）。由于赤道坐標(biāo)系的基本平面（赤道面）和主點(diǎn)（春分點(diǎn)）因歲差、章動(dòng)而隨時(shí)間改變，天體的赤經(jīng)和赤緯也隨之改變。此外，地球上的觀測(cè)者觀測(cè)到的天體的坐標(biāo)也因天體的自行和觀測(cè)者所在的地球相對(duì)于天體的空間運(yùn)動(dòng)和位置的不同而不同。 天體的位置有如下幾種定義： 平位置平位置。只考慮歲差運(yùn)動(dòng)的赤道面和春分點(diǎn)稱為平赤道和平春分點(diǎn)，由它們定義的坐標(biāo)系稱為平赤道坐標(biāo)系，參考于這一坐標(biāo)系計(jì)量的赤經(jīng)和赤緯稱為平位置。真位置真位置。進(jìn)一步考慮相對(duì)于平赤道和平春分點(diǎn)作章動(dòng)的赤道面和春分點(diǎn)稱為真赤道和真春分點(diǎn)，由它們定義的坐標(biāo)系稱為真赤道坐標(biāo)系，參考于這一坐標(biāo)系計(jì)量的赤經(jīng)和赤緯稱為真位置。平位置和真位置均隨時(shí)間

32、而變化，而與地球的空間運(yùn)動(dòng)速度和方向以及與天體的相對(duì)位置無(wú)關(guān)。視位置視位置?？紤]到觀測(cè)瞬時(shí)地球相對(duì)于天體的上述空間因素，對(duì)天體的真位置改正光行差和視差影響所得的位置稱為視位置 。視位置相當(dāng)于觀測(cè)者在假想無(wú)大氣的地球上直接測(cè)量得到的觀測(cè)瞬時(shí)的赤道坐標(biāo)。 天體星表中列出的天體位置通常是相對(duì)于某一個(gè)選定瞬時(shí)（稱為星表歷元）的平位置。 要得到觀測(cè)瞬時(shí)的視位置需要加上： 由星表歷元到觀測(cè)瞬時(shí)歲差和自行改正。 觀測(cè)瞬時(shí)的章動(dòng)改正。 觀測(cè)瞬時(shí)的光行差和視差改正。5 測(cè)量方法 地球上的觀測(cè)者至天體的空間距離。不同類型的天體距離遠(yuǎn)近相差十風(fēng)懸殊，測(cè)量的方法也各不相同。 太陽(yáng)系內(nèi)的天體是最近的一類天體，可用三角測(cè)

33、量法測(cè)定月球和行星的周日地平視差；并根據(jù)天體力學(xué)理論進(jìn)而求得太陽(yáng)視差。也可用向月球或大行星發(fā)射無(wú)線電脈沖或向月球發(fā)射激光，然后接收從它們表面反射的回波，記錄電波往返時(shí)刻而直接推算天體距離。 對(duì)于太陽(yáng)系外的較近天體，三角視差法只對(duì)離太陽(yáng) 100 秒差距范圍以內(nèi)的恒星適用。更遠(yuǎn)的恒星三角視差太小，無(wú)法測(cè)定，要用其他方法間接測(cè)定其距離。 主要有： 分析恒星光譜的某些譜線以估計(jì)恒星的絕對(duì)星等，然后通過(guò)恒星的絕對(duì)星等與視星等的比較求其距離 ； 分析恒星光譜中星際吸收線強(qiáng)弱來(lái)估算恒星的距離； 天體。利用目視雙星的繞轉(zhuǎn)周期和軌道張角的觀測(cè)值來(lái)推算其距離；通過(guò)測(cè)定移動(dòng)星團(tuán)的輻射點(diǎn)位置以及成員星的自行和視向速度

34、來(lái)推算該星團(tuán)的距離； 對(duì)于具有某種共同特征的一群恒星根據(jù)其自行平均值估計(jì)這群星的平均距離：利用銀河系較差自轉(zhuǎn)與恒星視向速度有關(guān)的原理從視向速度測(cè)定值求星群平均距離。對(duì)于太陽(yáng)系外的遠(yuǎn)天體測(cè)量距離的方法主要有：利用天琴座RR型變星觀測(cè)到的視星等值；利用造父變星的周光關(guān)系；利用球狀星團(tuán)或星系的角直徑測(cè)定值；利用待測(cè)星團(tuán)的主序星與已知恒星的主序星的比較；利用觀測(cè)到的新星或超新星的最大視星等；利用觀測(cè)到的河外星系里亮星的平均視星等；利用觀測(cè)到的球狀星團(tuán)的累積視星等；利用星系的譜線紅移量和哈勃定律等。6 形狀探究 天體由于天體不是質(zhì)點(diǎn)，具有一定的大小和形狀，天體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間的相互吸引和自轉(zhuǎn)離心力使得天體的

35、形狀和內(nèi)部物質(zhì)密度分布產(chǎn)生變化，同時(shí)也對(duì)天體的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。天體的形狀和自轉(zhuǎn)理論主要是研究在萬(wàn)有引力作用下天體的形狀和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。形狀理論 在天體的形狀理論中，通常把天體看作不可壓縮的流體，討論天體在均勻或不均勻密度分布情況下自轉(zhuǎn)時(shí)的平衡形態(tài)及其穩(wěn)定性問(wèn)題。目前研究得最深入的是地球的形狀理論 ，建立了平衡形狀的旋轉(zhuǎn)橢球體，三軸橢球體等等地球模型 。近年來(lái)利用專用于地球測(cè)量的人造衛(wèi)星所得的資料，正在與地面大地測(cè)量的結(jié)果相配合，以建立更精確的地球模型。自轉(zhuǎn)理論天體的自轉(zhuǎn)理論，主要是討論天體的自轉(zhuǎn)軸在空間和本體內(nèi)部的移動(dòng)以及自轉(zhuǎn)速率的變化。其中，地球的自轉(zhuǎn)理論現(xiàn)已討論得十分詳細(xì)。地球的自轉(zhuǎn)軸

36、在本體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)形成地極移動(dòng)（見(jiàn)極移）；同時(shí)，地球自轉(zhuǎn)軸在空間的取向也是變化的（見(jiàn)歲差，章動(dòng)）。地球自轉(zhuǎn)的速率也在變化，它既有長(zhǎng)期變慢，使恒星日的長(zhǎng)度每100年約增加1/1000秒左右，又有一些短周期變化和不規(guī)則變化（見(jiàn)地球自轉(zhuǎn)）。7 質(zhì)量測(cè)定 天體地球及其它天體的質(zhì)量很大，牛頓發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律為計(jì)算天體質(zhì)量提供了可能性。假定某天體的質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m的行星(或衛(wèi)星)繞該天體做圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為r，運(yùn)行周期為T，由于萬(wàn)有引力就是該星體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故有 GMm/r2=42rm/T2 ,由此式得M=42r3/(GT2) ,若測(cè)知T和r,則可計(jì)算出天體的質(zhì)量M。8 密度測(cè)定 應(yīng)用萬(wàn)有

37、引力定律測(cè)出某天體質(zhì)量，又能測(cè)知該天體的半徑或直徑，就可求出該天體的密度，即=M/V=M/(4R3/3)。 GMm/r2=m*w*2*r>>、M/r3=w/G>>、9 周日運(yùn)動(dòng) 天體星星在天上每日旋轉(zhuǎn)一圈，這運(yùn)動(dòng)稱為周日運(yùn)動(dòng)。把地球自轉(zhuǎn)軸延伸到天球上的位置，就是天球的北極和南極。把地球的赤道伸延到天球上的位置，就是天球赤道了。 有一顆2等星非常接近天球北極，所以看來(lái)似乎永遠(yuǎn)靜止不動(dòng)，其它的星就好像繞著他旋轉(zhuǎn)。我們稱這顆星為北極星。因?yàn)楸睒O星看來(lái)永遠(yuǎn)靜止不動(dòng)停留在正北方及不會(huì)下山，所以我們像居住在北半球的人便可以利用北極星來(lái)辨別方向?？上У氖?，天球南極附近沒(méi)有光星，所以沒(méi)

38、有南極星為南半球居民引路。 北極星相對(duì)于地面的高度取決于觀測(cè)者所在地的緯度，例如在北京，北極星會(huì)在正北，離地面40 度；在北極，北極星會(huì)在頭頂（天頂）；在赤道的地方，北極星剛好躺在水平線上；而在南半球，北極星是永遠(yuǎn)不會(huì)升出地平在線，所以在南半球是永遠(yuǎn)看不到北極星。 同樣道理，有些星永遠(yuǎn)不會(huì)東升。居住在北半球的人永遠(yuǎn)看不到接近南天極的星，而居住在南半球的人同樣也看不到接近北天極的星。 以上三幅模擬圖例顯示在北半球可以見(jiàn)到的恒星運(yùn)動(dòng)，第一幅指向天球北極方向（你會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)北極星并不是完全固定不動(dòng)的) ，第二及第三幅分別指向南方及東方。10 宇宙起源 天體宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質(zhì)

39、的總稱。宇宙是物質(zhì)世界，它處于不斷的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展中。 千百年來(lái)，科學(xué)家們一直在探尋宇宙是什么時(shí)候、如何形成的。直到今天，科學(xué)家們才確信，宇宙是由大約150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的。 在爆炸發(fā)生之前，宇宙內(nèi)的所存物質(zhì)和能量都聚集到了一起，并濃縮成很小的體積，溫度極高，密度極大，之后發(fā)生了大爆炸。 大爆炸使物質(zhì)四散出擊，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應(yīng)下降，后來(lái)相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在這種不斷膨脹冷卻的過(guò)程中逐漸形成的。然而，大爆炸而產(chǎn)生宇宙的理論尚不能確切地解釋，“在所存物質(zhì)和能量聚集在一點(diǎn)上”之前到底存在著什么東西？ “大爆炸理論”是伽莫夫于1946年創(chuàng)建的。恒星世

40、界天體1、恒星世界 凡是由熾熱氣態(tài)物質(zhì)組成，能自行發(fā)熱發(fā)光的球形或接近球形的天體都可以稱為恒星。 自古以來(lái)，為了便于說(shuō)明研究對(duì)象在天空中的位置，都把天空的星斗劃分為若干區(qū)域，在中國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，就把星空劃分為三垣四象二十八宿，在西方，巴比倫和古希臘把較亮的星劃分成若干個(gè)星座，并以神話中的人物或動(dòng)物為星座命名。 1928年國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)確定全天分為88個(gè)星座。宇宙空間中估計(jì)有數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的恒星，看上去好象都是差不多大小的亮點(diǎn)，但它們之間有很大的差別，恒星最小的質(zhì)量大約為太陽(yáng)的百分之幾，最大的約有太陽(yáng)的幾十倍。 由于每顆恒星的表面溫度不同，它發(fā)出的光的顏色也不同。科學(xué)家們依光譜特征對(duì)恒星進(jìn)行分類，

41、光譜相同的恒星其表面溫度和物質(zhì)構(gòu)成均相同。 恒星的壽命也不一樣，大質(zhì)量恒星含氫多，它們中心的溫度比小質(zhì)量恒星高的多，其蘊(yùn)藏的能量消耗比小的更快，故過(guò)早地戕折，只能存活100萬(wàn)年，而小質(zhì)量恒星的壽命要長(zhǎng)達(dá)一萬(wàn)億年. 恒星有半數(shù)以上不是單個(gè)存在的，它們往往組成大大小小的集團(tuán)。其中兩個(gè)在一起的叫雙星，三、五成群的叫聚星，幾十、幾百甚至成千上萬(wàn)個(gè)彼此糾集成團(tuán)的叫做星團(tuán)，聯(lián)系比較松散的叫星協(xié)。 2、另一類天體“黑洞” 下面，我們簡(jiǎn)單的說(shuō)說(shuō)宇宙“黑洞”天體的成因。大家可能知道我們太陽(yáng)系引力場(chǎng)最大的是太陽(yáng)，而銀河系則早在一百億年前就形成了一個(gè)引力場(chǎng)極高、密度極大的漩渦中心。通過(guò)科學(xué)界的研究認(rèn)證，銀河系中心存

42、在超大密度和引力場(chǎng)非常強(qiáng)的“黑洞”天體，致使大量的恒星系不斷地向銀河系中心聚集。在銀河系核心強(qiáng)引力的作用下，一些不斷聚集在銀河系中心的恒星系又被不斷地壓縮，使銀河中心的超大質(zhì)量天體密度變得越來(lái)越大，最終將導(dǎo)致銀河系中心的引力場(chǎng)越來(lái)越強(qiáng)。由于銀河中心劇烈的物質(zhì)核聚變，使銀河系中心的溫度繼續(xù)急劇增高，引力也繼續(xù)急劇加大。其又會(huì)將大部分靠近的恒星繼續(xù)壓縮成為一個(gè)密度不斷增高、引力不斷加大的新天體。此時(shí)，銀河中心也就形成了連光線也都難以逃脫的強(qiáng)引力“黑太陽(yáng)(6張)洞”類天體。其實(shí)，這個(gè)“黑洞”并不黑，只是因?yàn)殂y河系內(nèi)的所有物質(zhì)射線全都被它吸引了，連光線也不再折射出來(lái)，所以我們就不會(huì)看到這個(gè)天體的存在，自然而然的也就形成了黑色。 銀河系既然如此，而其它的星系和浩瀚的宇宙中心也是一個(gè)樣子的。宇宙中數(shù)不清的“黑洞