90年代天体物理学PDF电子书下载

前言 1

一、90年代的大型天文光学和射电望远镜……………李启斌 1

1．光学望远镜 1

1.1　美国的凯克（Keck Ⅰ）10m望远镜 1

目录 1

1.2　欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT） 2

1.3　双子望远镜（GFMINI） 3

1.4　8.5m光谱巡天望远镜（SST） 5

1.5 日本的昴星团8m望远镜（SUBARU） 5

1.6　美-意大双筒哥仑布望远镜（Columbus） 7

2.1　毫米波阵列望远镜（MMA） 8

2．射电望远镜 8

2.2 美国甚长基线阵（VLBA） 9

2.3　多元微波联接干涉网（MERLIN） 10

2.4　欧洲甚长基线干涉网（EVN） 11

2.5 印度的巨型米波射电望远镜（GMRT） 12

3．我国研制大型天文观测设备的方案 14

3.1　硬X射线天文卫星 14

3.2　太阳空间望远镜 15

3.3　4m×4m新技术望远镜 15

3.4　大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（简称LAMOST） 16

3.5　65m射电望远镜 18

1．引言 19

二、90年代的大型空间观测设备……………………王仲 19

2．大型观测项目的特点 21

3．高能天体物理的观测项目 27

3.1 康普顿（γ射线）空间天文台（简称Compton GR0或CGRO） 27

3.2　新一代的γ射线望远镜INTEGRAL 29

3.3　伦琴X射线天文卫星（简称ROSAT） 30

3.4　高等X射线天体物理设备（简称AXAF） 32

3.5　多镜面X射线望远镜（简称XMM） 34

3.6　其他X射线波段的空间观测项目 35

4．可见光及紫外波段的空间观测 36

4.1　哈勃空间望远镜（简称HST） 36

4.2　极远紫外探索卫星（简称EUVE） 40

4.3　远紫外光谱探索卫星（简称FUSE） 42

三、太阳物理学的进展和展望…………………………艾国祥 45

1．引言 45

2．太阳物理研究现状和难题 46

2.1　太阳结构 46

2.2　太阳活动 48

3．90年代太阳物理学展望 50

3.1　90年代的几项重大设备及主攻方向 50

3.2　90年代太阳物理研究 52

3.3　几项突破性太阳物理研究方法的期待 52

4．关于中国太阳物理发展的几点想法 53

4.1　80年代中国太阳物理的重要特征 53

4.2　90年代中国太阳物理发展的几点想法 54

4.3　把中国太阳物理的研究推向空间 55

参考文献 57

四、太阳活动及其影响——日地关系…………………王家龙 58

1．引言 58

2．缓变型太阳活动及其影响 63

2.1　太阳黑子 63

2.2　冕洞 66

2.3　太阳常量 70

3．爆发型太阳活动及其影响 73

3.1　太阳耀斑 73

3.2　日冕物质抛射 79

3.3　太阳活动预报 81

4．90年代的日地关系研究 82

4.1　太阳 83

4.2　行星际及其它 86

5．90年代日地关系的国际合作研究 87

参考文献 90

五、日震学…………………………………………………熊大闰 99

1．引言 99

2．太阳5min振荡的发现以及日震学的基本问题 103

2.1　太阳5min振荡的发现 103

2.2　日震学的基本原理 104

2.3　太阳振荡的观测方法 107

2.4　资料的归算与分析 108

3．日震学的发展现状 109

3.1　太阳P模的本征振荡频率及太阳的内部结构 110

3.2　太阳内部的较差自转 112

3.3　太阳P模的振幅与寿命 115

3.4　太阳5min振荡的激发机制 117

3.5　太阳160min振荡及重力（G）模振荡的搜寻 118

3.6　太阳5min振荡的长期变化 120

4．日震学的发展趋势 120

5．展望 122

参考文献 125

六、恒星物理学………………………………………………黄磷 131

1．恒星物理学的研究内容、意义和特点 131

1.1　恒星物理研究的意义 131

1.2　恒星物理研究的内容 132

1.3　恒星物理研究的特点 133

2．恒星物理的发展现状 135

2.1　概况 135

2.2　观测设备和技术 136

2.3　已取得的重要进展 138

3．90年代发展趋势和前景 156

3.1　观测设备发展的主要趋势 156

3.2　恒星物理研究的前景 158

参考文献 161

七、90年代的恒星结构和演化理论…………………黄润乾 162

1．研究历史 162

2．研究成就 163

2.1　观测 164

2.2　X射线源和X射线爆 168

2.3　光谱分析和核合成 170

2.4　周期光度变化 172

3．重要问题 176

3.1　星风和质量损失 177

3.2　双星演化 177

3.3　脉动变星 178

3.4　对流理论 179

3.5　模型计算 179

3.6　冷星的表面活动 179

参考文献 180

1．引言 182

八、射电脉冲星的观测与理论研究……………………乔国俊 182

2．80年代以来观测上的重要进展 183

2.1　具有伴星或行星的脉冲星系统 186

2.2　毫秒脉冲星和球状星团脉冲星 191

2.3　中心辐射束（core辐射成分）的确认 193

3．射电脉冲星最基本的观测事实及其注评 196

3.1　累积脉冲 196

3.2　子脉冲 200

3.3　漂移子脉冲和缺脉冲 201

3.4　微结构和微脉冲 202

4．几个常用的导出量 204

4.1　中子星的自转能损率 204

4.3　脉冲星制动指数 205

4.2　中子星表面磁场 205

4.4　脉冲星的年龄 206

5．涉及演化的几个问题 206

5.1　脉冲星磁场的演化 206

5.2　射电光度的演化 209

5.3　射电脉冲星与X射线脉冲星的脉冲周期为什么不同？ 210

5.4　脉冲星辐射束的演化 211

5.5　一种新的制动机制 213

6．射电脉冲星的辐射机制 214

6.1　观测对理论的限制 214

6.2　GJ脉冲星磁层模型 216

6.3　Sturrock模型 217

6.4　RS模型 218

6.5　Slot gap模型 222

6.6 BGI模型 222

6.7 WWC模型 224

6.8 逆康普顿散射（ICS）模型 225

7．结束语 228

参考文献 229

九、超新星：观测和理论…………………李宗伟 李卫东 238

1．分类及前身星 238

1.1　分类 238

1.2　前身星 241

2.1　概述 244

2．Ia型超新星 244

2.2　演化 245

2.3　爆炸 246

2.4　光变曲线（LC） 251

2.5　SNIa的光谱 253

2.6　SN1990N和SN1991T 253

3．Ib/Ic型超新星 255

3.1　概述 255

3.2　模型 256

3.3　光变曲线 257

3.4　光谱 259

4.1　概述 261

4．Ⅱ型超新星 261

4.2　理论模型 262

4.3　光变曲线 271

4.4　光谱 274

5．SN1987A 277

5.1　概述 277

5.2　SN1987A的前身星的演化 278

5.3　光学光变曲线 279

5.4　X射线光变曲线及成块（clumpy）混合 280

5.5　预测未来 281

6．问题和讨论 282

参考文献 283

1．历史的回顾 287

十、γ射线脉冲星和γ射线爆…………………………陆埮 287

2.1　γ射线脉冲辐射的理论认识 291

2．γ射线脉冲星 291

2.2　γ射线脉冲星的观测发现与研究 298

3．γ射线爆 306

3.1　时间特征 307

3.2　能谱 307

3.3　空间分布 322

4．讨论与展望 324

参考文献 325

1．分子——星际介质和恒星形成与演化的示踪器 330

1.1　星际分子发现简史和分子天文学的诞生 330

十一、分子天文学和恒星形成…………………………孙锦 330

1.2　分子天文学的研究意义 332

1.3　迄今已发现和证认的天文（星际、拱星、星系）分子的品种、谱线及意义 334

2．分子天文学的主要研究课题、进展与发展趋势 345

2.1　分子云的大尺度分布 345

2.2　分子云与恒星形成 352

2.3　拱星包层的分子发射与恒星演化晚期阶段 352

2.4　天体脉泽的研究 355

2.5　与宇宙化学有关的课题——天体化学的重大发展 358

3．分子云与恒星形成 360

3.1　恒星形成于分子云 360

3.2　正在形成恒星的分子云 362

3.3　几个与恒星形成理论有关的问题 371

3.4　年青天体附近的分子外向流与盘系统 377

3.5　恒星形成过程的主要阶段——低质量星形成的一个基本图景 384

4．90年代分子天文学发展展望 387

4.1 一个重要的有可能突破的课题——恒星与行星系起源问题 388

4.2　90年代主要毫米波和亚毫米波设备计划 389

4.3　90年代与恒星形成和早期演化有关的主要课题和可能解决的问题 391

参考文献 393

十二、90年代红外天文学…………………胡景耀　钱忠钰 402

1．引言　90年代前的红外天文学 402

2．红外天文学观测为什么变得如此重要 406

3．面向90年代的红外天文学 410

4．西方国家90年代红外天文的发展计划 412

5．我国红外天文学的发展展望 425

十三、疏散星团与银河系天文学………………………赵君亮 435

1．疏散星团 435

1.1　成员判别 435

1.2　光度函数和质量函数 436

1.3　疏散星团与恒星演化 437

1.4　结构与内部运动 440

1.5　动力学和动力学演化 442

1.6　形成过程 444

1.7　工作展望与建议 445

2．银河系天文学 448

2.1　银河系的空间结构 449

2.2　银盘中的物质分布 451

2.3　老年恒星的运动学和化学性质 452

2.4　银河系的形成 454

2.5　银心区的重要观测结果 456

2.6　银心区的物理状况 457

2.7　SgrA、IRS16和SgrA＊ 460

2.8　工作展望与建议 461

参考文献 463

十四、活动星系核………………………周又元 戴和俊　王挺贵 464

1．研究活动星系核的意义 464

1.1　探索谜天体的历史 464

1.2　意义重大、成果丰富的天体物理领域 465

1.3　未来天体物理学发展的一个关键 469

2．活动星系核的特征与分类 471

3．活动星系核的连续谱 475

3.1　以热辐射为主的谱 476

3.2　以非热辐射为主的谱 479

3.3　X射线短时标光变 484

4．活动星系核的发射线 487

4.1　线发射区的物理状态 490

4.2　光致电离理论概述 491

4.3　光致电离理论与观测的对比 493

4.4　谱线轮廓的观测特点及其解释 494

4.5　谱线的变化和发射区的结构 495

5．活动星系核的演化、结构与统一 496

6．展望 502

参考文献 505

十五、活动星系核的甚长基线观测研究………………南仁东 508

1．甚长基线干涉测量概述 508

2．甚长基线干涉的原理及成图 511

2.1　基本原理 511

2.2　VLBI图象处理 513

3．甚长基线观测对活动星系核研究的贡献 515

3.1　AGN现象 515

3.2　三个使用VLBI观测的AGN研究实例 518

3.3　VLBI深化了对AGN基本结构及其射电发射机理的认识 524

4．AGN高分辨率研究的发展方向 526

4.1　空间VLBI与毫米波VLBI 526

4.2　VLBI偏振测量 527

4.3　AGN的精细结构多波段研究 528

参考文献 530

十六、类星体的观测和研究…………………………何香涛 532

1．发现类星体 532

2．类星体的观测 535

3．类星体的空间分布和成团性 539

4．类星体的光度函数 544

5．类星体的光谱 553

6．红移极限和宇宙的演化 562

7．红移的本质及其论争 566

参考文献 568

1．引言 572

十七、BL Lac天体……………………………谢光中 刘碧芳 572

2．BL Lac天体的多波段观测 573

2.1　BL Lac天体的搜寻 573

2.2　BL Lac天体的观测特征及理论分析 574

3．BL Lac天体的宇宙学含义 588

3.1　BL Lac天体的哈勃图 588

3.2　BL Lac天体与FR-Ⅰ型射电星系的关系 590

3.3　BL Lac天体与OVVs的关系 592

3.4　BL Lac天体与FR-Ⅰ型、FR-Ⅱ型射电星系的统一关系 593

4．BL Lac天体的理论模型 593

4.1　三种基本模型 594

4.2　可能的统一模型 600

4.3　探讨性模型 604

5．结论与展望 608

参考文献 611

十八、星系团的光学研究……………………………卞毓麟 619

1．引言 619

2．星系团表 620

2.1 “经典”星系团表 620

2.2 “机编”星系团表 622

3．星系团的大尺度分布 623

3.1　一些重要结果 624

3.2　理论解释问题 627

4.1　总体特征 629

4．星系团的一般性质 629

4.2　形态分类 630

4.3　成员判定 630

4.4　团星系的光度函数 632

4.5　结构与动力学 633

5．团星系的演化 636

5.1　概述 636

5.2　Butcher-Oemler效应 637

5.3　红包络与早型星系的演化 641

6．环境与星系形态 645

6.1　形态-环境关系 645

6.2　形态-环境效应的可能机制 649

7．简要的展望 652

参考文献 655

十九、星系的形成…………………………………………马駬 661

1．引言 661

2．早期宇宙与初始扰动谱 663

2.1　引力不稳定性与早期宇宙 663

2.2　进视界扰动谱 665

2.3　宇宙的组成及对应特征时刻 668

2.4　初始扰动谱与转换函数 669

3．结构的质量聚集过程 672

3.1　结构形成的数值模拟 672

3.2　随机高斯场的统计特征 674

3.3　星系形成的球坍缩模型 676

3.4　天体密度的演化 678

3.5　大尺度背景与局域天体数密度 681

4．原星系的搜寻与模拟 683

4.1　引言 683

4.2　原星系的可能特征与多色测光搜寻 684

4.3　三类原星系候选者 685

4.4　星系形成的数值模拟 689

5．结束语关于星系的耗散形成的一些设想 692

参考文献 695

二十、现代宇宙论的成就与展望………………………曹盛林 697

1．引言 697

2．宇宙学的观测基础 699

2.1　宇宙的膨胀 700

2.2　宇宙大尺度的均匀性和各向同性 702

2.3　宇宙的年龄 703

2.4　宇宙微波背景辐射 704

2.5　轻元素丰度 705

2.6　宇宙的物质密度：宇宙中的暗物质 705

2.7　宇宙中真空的特性 707

2.8　宇宙的大尺度结构 708

2.9　关于红移起因的论战 710

3．宇宙学的理论模型 712

3.1　爱因斯坦引力论的基本思想 712

3.2　宇宙时空的几何特征 714

3.3　热宇宙——膨胀宇宙中的物理过程 717

3.4　宇宙演化的几何模型 723

4．大尺度结构的形成 723

4.1　引力不稳定性 724

4.2　扰动谱及其增长 726

4.3　焦散的奇点和分支理论及大尺度结构 728

5．结语 732

参考文献 732

二十一、宇宙等离子体的强湍动………………………李晓卿 734

1．引言 734

2．朗缪尔波凝聚佯谬 736

3．强湍动等离激元的Zakharov方程 740

4．调制不稳定性 746

5．坍缩动力学 750

6．荷电粒子的湍动加速 753

7．高频场有质动力及其作用 756

8．电双层自洽形成和演化 761

9．空间飞行体与等离子体非稳态作用 764

10．自引力系统的非线性结构 768

11．等离激元诱发的自生磁场 775

参考文献 788

二十二、致密天体的吸积与喷流………………………卢炬甫 793

1．引言 793

1.1　天体的吸积与喷流 793

1.2　致密天体吸积释能的高效率 796

2．激变变星和X射线双星 799

2.1　双星中的物质转移与吸积盘的形成 799

2.2　激变变星中的吸积盘 802

2.3　磁化白矮星和中子星的吸积柱 804

2.4　X射线双星中的黑洞 806

3．活动星系核中的吸积 808

3.1 巨型黑洞存在的证据 808

3.2　吸积的发生与维持 810

3.3　厚盘和磁化盘 813

3.4　盘的辐射 816

4.1　基本观测特征 819

4．活动星系核的喷流 819

4.2　传播过程 820

4.3　致密射电源 821

4.4　产生机制 822

4.5　关于活动星系核的统一模型 824

二十三、X射线天文学中的辐射转移理论进展 830

…………………………………………尤俊汉　陈军锋 830

1．引言 830

2．康普顿化扩散方程 832

3．推广的Kompaneets方程 834

4．新推广的Kompaneets方程 835

5．应用举例 841

参考文献 843