天文学

明显西进运动的太阳,月亮,星星不是真实的。他们似乎移动地球,但这视运动实际上是由地球的运动造成的。每天地球向东旋转,完成一个自转。这可能是很难相信在第一运动,因为当一个人认为通常也认为振动的汽车或火车。但地球在太空中自由移动,没有任何摩擦,因此它不振动。正是这种温柔旋转,摩擦的重要,使太阳,月亮,星星似乎上升和设置。

地球是伴随着月亮,绕着行星地球直径的距离大约30。与此同时,地球绕着太阳。每年地球围绕太阳旋转完成。这个运动,随着地球的转动轴的倾斜(相对于轴的革命围绕太阳),占的变化季节。在地球的北半部向太阳倾斜,夏季和南半球,北半球经历倾斜远离太阳,冬天的经历。当地球已经搬到太阳的另一边,六个月后,季节是相反的,因为南半球然后将向太阳和北半球倾斜远离太阳。

月亮距离地球并不总是看起来一样。有时看起来,有时像一个薄,曲线上打主意。这些明显的变化叫做月相。他们出现是因为月亮照耀只有当其表面反射太阳的光线。这意味着只有月球的一面面对太阳是明亮的。当月球在地球和太阳之间,月亮的光侧脸远离地球。这就是所谓的新月,它从地球上不可见。当月亮从太阳是地球的另一边,整个地球光侧脸。这就是所谓的满月。中间的新月和满月期间,地点在地球的两侧,第一季度和第四季度(看起来像磁盘作为从地球一半)。

在古代人们通常害怕当太阳或月亮似乎完全消失时,通常是可见的。他们不了解是什么导致了这些日食。最终,天文学家们认为,月食(当满月之前至少部分从夜空消失)是地球的结果通过月球和太阳之间。地球在月球上投下了阴影。同样,日食(当太阳从白天天空部分或完全消失)月亮经过地球和太阳之间时发生。月亮因此暂时块太阳的光。

日食发生不规则因为月球环绕地球的轨道的飞机从飞机上略有不同的地球绕太阳运行的轨道。的两个平面相交于一个角度大约5度。这意味着月球通常是略高于或低于地球和太阳之间的界线,所以无论是地球还是月亮会抛出一个阴影。日食会发生只有当月球位于两个平面的相交点上。如果不这样,就与每个满月月食和日食与每一个新月。

当月亮直接传递到地球的阴影,一个圆形的黑暗逐渐进步在月亮的脸,完全覆盖在大约一个小时。通常月亮依然隐约可见当光线穿过,被地球大气层折射(弯曲),从而达到否则黑暗的月球表面。另一个两个小时后,月亮已经离开了阴影再一次出现。有趣的是,在月食的分阶段期间,地球的阴影很容易看到圆形。这表明至少有一些早期的天文学家,地球为球形。

当月亮的阴影落在地球上,更戏剧性的场面发生。影子包含两个部位本影和半影。在半影,月亮遮住太阳的一部分,地球上许多人可能不会注意到有什么异常情况发生。然而,本影锥形状的地区,太阳的光线完全阻塞。当的这个影子到达地球,月球的磁盘出现足够大太阳在地球的天空覆盖。这片黑暗是很少超过150英里(240公里)宽。种族在地球每小时超过1000英里(1600公里)的速度随着月亮。在它的路径从天上看到太阳完全消失,笼罩在黑暗中一样深夜晚长达7分钟左右。

在太阳的日冕,整体或外层大气,可以看到周围的黑色剪影的月球磁盘。日冕只有明亮如满月,通常是由明亮的白天天空涂抹。eclipse提供了一个难得的机会看到日冕。

有时,暗影未能到达地球表面,这意味着月球离地球太远了,出现大到足以完全遮掩太阳。这让薄但明亮的阳光在mid-eclipse环。这样的日食被称为环形。他们比全日食发生更频繁。

只有总阶段的日食是安全的观点,看甚至一小部分太阳会对眼睛造成永久性损伤。各种过滤器和其他方法存在允许安全浏览部分阶段,但即使是这些应该小心使用。

有时可以看到闪光划过夜空,消失。尽管这通常被称为一个流星,真正的明星不拍摄比太阳在天空中了。许多小块的石头、金属或其他材料绕太阳运行。有时他们进入地球大气层,他们的伟大所产生的摩擦速度导致它们烧起来。旅行前的片段可以蒸发或者撞到地面。

这些对象有不同的名称取决于他们的位置。一个超出地球大气层叫做流星体。一个流星进入地球大气层被称为流星。一颗流星,落在地球表面叫做陨石。

陨石,足够坚固到达地面,显然是件小行星。小行星是巨大的岩石,绕着太阳转。大多数流星,燃烧在大气中dustlike微粒,解体的残骸彗星。彗星是脆弱的对象大部分是冷冻水,冰冻的气体,一些的材料。他们也绕着太阳转。

有时一群流星进入地球大气层,造成一个流星雨,几十或几百个“流星”闪烁在天空中,在不到一个小时。几乎所有这些流星燃烧在上层大气。大量尘埃和火山灰流星解决地球上的每一天。上最伟大的流星雨造成的狮子座流星雨记录,在1833年和1966年。这些流星出现每年11月,尤其令人眼花缭乱的显示每33年。狮子座流星雨的得名是由于他们相对于地球运动使他们似乎来自星座的方向利奥。

相对南极或北极附近的人可能会看到大自然最奢华的显示极光北欧化工(北极光)或南极光(南极光)。高的上空地球的磁极,来自太阳的带电粒子群分成地球大气层。因为这些粒子与空气分子相撞,杰出的床单,彩灯的飘带,梁在山庄从50到200英里(80到320公里)在地球大气层。

的被称为太阳风的带电粒子流。太阳不断发出这些粒子的流动空间。期间当太阳是非常积极的,当它有大太阳黑子太阳风作用尤为强烈。巨大的成群的粒子到达地球大气层,造成大型和绚丽的极光。

自然,第一部分频谱与仪器研究的可见光。望远镜首先用于天文学伽利略在1609年,使用透镜或镜子形成远处的物体的图像。这些图像可以直接或捕获使用电影或电子设备。望远镜收集更多的光比肉眼和放大图像,让人们能看到细节。尽管早期的望远镜是原油以今天的标准来看,他们几乎立即允许发现如月球陨石坑,木星的卫星,土星的光环,金星的阶段,太阳黑子,成千上万的以前看不见的星星。

在20世纪新技术允许望远镜的发展能够检测电磁辐射整个频谱。许多对象发出的“光”以外的频率范围。即使对象发出可见光经常背叛当研究其他波长的更多信息。

到了1990年代光学(可见光)望远镜达到巨大的规模和力量,一个很好的例子是凯克望远镜在夏威夷莫纳克亚山的顶部。这两个望远镜收集镜直径33英尺(10米),允许检测对象的数百万次比用肉眼可以看到微弱,与细节细一千倍。事实上,天文学家很少直接通过望远镜看。相反,他们使用摄像头捕捉图像逼真地或更新、更敏感的探测器来捕捉电子图像。现在大多数工作是完成电子探测器,包括电荷耦合器件(ccd)。

自1940年代射电望远镜已经做出了巨大的贡献。最大的单一天线,一盘直径1600英尺(500米),速度快(五百米口径球面射电望远镜),在中国贵州省的射电望远镜。巨大的多个阵列望远镜,如扩大甚大阵(EVLA)在新墨西哥州,允许使用无线电波进行非常详细的成像,否则产生,而“模糊的”图像。最大的是甚长基线数组(基线),10道菜组成的分散在数千英里。这些仪器相关的数据利用一种称为干涉测量的技术。可以看到的细节水平疾速对象(如遥远星系的中心)相当于辨别一毛钱在几千英里的距离。

一个巨大的进步已经在太空天文仪器的位置。无人驾驶的宇宙飞船上太空望远镜和其他仪器都探索近距离太阳的行星。至少同样重要的是,然而,以上大型望远镜放置在地球轨道,地球大气层的模糊和模糊效果。

最著名的望远镜是美国宇航局哈勃太空望远镜,这是1990年推出到一个轨道距地球表面380英里(610公里)。它最初返回令人失望的图像,由于一个错误的磨94.5英寸(2.4米)主镜。1993年航天飞机宇航员安装校正光学,自从它返回的数据。虽然哈勃小于许多地面望远镜,缺少空气扭曲的图像通常允许它的观点比可以从地面,导致许多发现。有趣的是,一个叫做自适应光学技术现在允许许多地面望远镜对手哈勃的详细级别,通过消除大气的模糊效果。

比哈勃鲜为人知但也许同样重要的是太空望远镜设计检测辐射光谱的其他部分。美国宇航局的康普顿伽马射线天文台(其任务持续了从1991年到2000年)和钱德拉x射线天文台(1999年发布)发回大量的数据对象,如中子星和黑洞。这些对象产生高能辐射,在很大程度上是被地球大气层。NASA的斯皮策太空望远镜(2003 - 20)检测到一个广泛的红外辐射,由冷却器释放对象,包括星际气体和尘埃组成的云,恒星和行星。

星星发出一系列的电磁辐射。的辐射的温度有关明星:恒星的温度越高,它发出来的更多的能量越多,这种能量集中在高频辐射。乐器被称为摄谱仪可以将辐射到不同的频率。频率组成的数组光谱的明星。

恒星的颜色也体现出它的温度。红光比蓝光更少的能量。微红的明星必须有大量的能源在红灯。白色或蓝色恒星的大量高能蓝光,所以它必须温度比微红的明星。

星星明亮或黑暗线光谱。这些明亮或黑暗行狭窄区域的高空发射或吸收的电磁辐射。存在一定的化学,如氢或钙、明星导致一组特定的行恒星的光谱。由于大多数恒星光谱中的线已确定与特定的化学物质,天文学家可以学习它包含从一个恒星的光谱化学物质。

谱线用另一种方式是有用的。当一个观察者看到来自一个源辐射,如明星,辐射的频率影响观察者的运动朝向或远离源。这就是所谓的多普勒效应。如果观察者和明星相互远离,观察者检测转向较低的频率。如果恒星和观察者是接近对方,这种转变是更高的频率。

天文学家知道正常的谱线频率对许多化学物质。通过比较这些已知频率与相同的行集在一个恒星的光谱,天文学家可以告诉星正朝着以多快的速度或远离地球。

虽然天文学家大多不能在实验室实验和真实的天体,他们可以编写计算机程序采用物理定律来模拟实际结构和行为的对象。这些模型或模拟,从来都不是完美的,因为计算能力和详细的知识的结构和组成对象的利益是有限的。在某些情况下,甚至有法律本身的不确定性。尽管如此,这些模型可以调整,直到他们匹配可观察到的特性和行为的对象。

在许多类型的天文现象,可以建模是恒星的进化,行星系统,甚至星系,宇宙本身。恒星模型已经成功地模拟观察属性和供给的预测会发生什么,他们的年龄。其他模拟表明行星可以形成旋转的尘埃和气体。早期宇宙的模型让天文学家研究星系发达等大型结构重力如何强调小宇宙的密度的差异。电脑和建模技术有所提高,这已经成为一个越来越重要的工具的天文学。

在1600年代早期,天文学家开始接受地球和行星围绕着太阳转,而不是太阳和行星围绕着地球。然而,天文学家仍不能描述行星的运动尽可能准确地测量它们。德国天文学家约翰尼斯·开普勒终于能够使用三个数学表达式描述行星运动,被称为开普勒行星运动定律。

在仔细研究火星,开普勒发现它的轨道不是圆形的,是被假定。相反,行星的轨道都是椭圆,太阳在一个椭圆的两个固定的点称为疫源地。同时,地球绕太阳公转,其速度接近太阳时大。一个假想线来自太阳移动的行星会扫出地区相等的时间间隔相等。最后,开普勒发现行星之间的数学关系的平均距离太阳和它的轨道周期(时间完成一个轨道)。具体地说,他发现行星的轨道周期的平方正比于立方体太阳的平均距离。

开普勒发现这些法律,有效地使太阳系的比例图。他使用非常精确的观察收集的已故前雇主第谷·布拉赫号。开普勒使用相对距离范围内从地球到太阳的平均距离被称为一个天文单位。

开普勒没有特别精确的天文单位的值。帮助找到这个距离,后来天文学家能够使用方法如视差,一个明显的转变在一个物体的位置由于不同观察者的立场(讨论下面)。更先进的方法已经确定,地球的平均距离太阳92955808英里(149597870公里)。

开普勒定律描述行星的位置和动作的准确性,但是他们不能解释是什么导致了行星追随这些路径。如果不采取了一些行星的力量,科学家推断,他们只会继续在一条直线经过太阳和恒星。一些力量必须将他们吸引到太阳。

英国科学家艾萨克·牛顿计算出为了开普勒定律的形式,这个力必须生长较弱的与太阳的距离增加,以特定的方式称为平方反比定律。他还意识到月球环绕地球的弯曲的路径是一个类型的加速度向地球。他计算加速度是远低于一个苹果从树上落下。在比较这些加速度时,他发现他们的区别所描述的相同的平方反比定律描述太阳对行星的力量。即使其他行星的轨道的卫星可以同样解释。牛顿认为,宇宙中所有群众相互吸引与这个普遍的力量,他称万有引力。

18世纪人们知道的七具尸体,除了地球之外,移动的背景恒星。这些都是太阳,月亮,和5行星这很容易肉眼可见:汞,金星,火星,木星,土星。然后,在1781年,威廉·赫歇尔德英语风琴演奏者和业余天文学家发现了一个新的星球,被称为天王星。

天王星的运动没有遵循牛顿的万有引力理论预测的具体路径。这个问题被八分之一的行星的发现,愉快地解决命名海王星。两个数学家,约翰·亚当斯计算和Urbain-Jean-Joseph勒威耶,海王星的可能位置,但德国天文学家约翰·戈特弗里德加勒位于地球,1846年。

甚至有些小偏差似乎仍在两颗行星的轨道。这导致了寻找另一个星球,基于计算由美国天文学家珀西瓦尔洛厄尔。1930年,美国天文学家克莱德w .汤博发现被称为的对象冥王星。

冥王星是一个冰冷的身体,小于地球的卫星。冥王星的质量已经证明如此规模¹/_500年地球的质量,它不可能是负责观察路径的偏差天王星和海王星。轨道偏差,然而,预期的基础上可用的最佳估计行星的质量。天文学家们重新计算使用更精确的测量由NASA的旅行者2号宇宙飞船在1989年,偏差的“消失”。

75年以来,天文学家认为冥王星是太阳系的第九大行星。这个小遥远的尸体被发现是不寻常的一个星球,然而,在它的轨道,成分,尺寸,和其他属性。在20世纪末天文学家发现一群无数小冰冷的尸体,轨道太阳从海王星在近平环称为柯伊伯带(在充分讨论下面)。冥王星的许多特征似乎类似于柯伊伯带的对象。其中的几个对象,特别是阋神星像冥王星,大致相同的大小。2006年,国际天文联合会组织批准天体的名称,从列表中移除冥王星的行星。相反,它使冥王星的新类别对象的原型,调用矮行星。冥王星也被认为是一个更大的柯伊伯带和一个成员为(一个矮行星,比海王星离太阳更远,平均)。

所有八大行星围绕太阳旅行的椭圆轨道接近圆形。水星最偏心(圆形)轨道。所有的行星围绕太阳旅行在一个方向上,太阳的旋转方向相同。此外,所有的行星轨道躺在几乎同一个平面上。水星是最倾斜,倾斜7度相对于地球轨道面(黄道平面)。相比之下,冥王星的轨道从黄道平面倾斜17度。它的轨道也比水星的偏心。

除了金星和天王星,每个行星绕着它的轴旋转,由西向东运动。在大多数情况下自旋轴几乎成直角的平面行星的轨道。然而,天王星是倾斜的,所以它的自转轴的谎言几乎在公转轨道。

行星可以分为两组。内行星水星、金星、地球和Mars-lie太阳和小行星带之间。它们密集、岩石和小。由于地球是一个典型的内行星,这组有时被称为陆地,或类似地球的行星。

外木星、土星、天王星、Neptune-lie超出了小行星带。他们也称为威风凛凛的,或类木行星。这些都是更大的和更大规模的内行星。木星318倍地球质量实际上比所有其他行星更大规模的总和。是,主要由氢和氦(主要以液体形式),类木行星也比内行星密度较低。

六planets-Earth,火星、木星、土星、天王星、和Neptune-are已知卫星。矮行星和小行星也有卫星。因为月亮月系统大与地球相比,有时被称为双行星。冥王星的大型卫星卡戎,刚刚超过一半冥王星的直径,和两个经常被认为是一个double-body系统。尽管其他几个卫星远远大于地球的月球或摆渡的船夫,这些其他卫星小得多,相比之下,比他们圆的身体。

许多的自然卫星本身是迷人的世界。木星月球的Io有许多活火山喷出硫化合物在其表面。欧罗巴,木星的下一个月,很有可能大量液态水的海洋底下的冰冷的外壳。海王星特里同神秘的间歇泉的喷发尽管寒冷的表面温度在400°F (240°C)−−。

也极大的兴趣土星的卫星,特别是土卫六和土卫二。泰坦,其最大的月亮,有厚,冷,朦胧的气氛氮和甲烷。表面、排水channels-apparently雕刻淋浴甲烷rain-cut通过地壳的水冰和空到平坦的地区,这可能是沙丘,甲烷泥滩,甚至液态甲烷湖泊。恩克拉多斯虽小,非常冷,是地质活跃,南极附近的喷泉,水柱水蒸气和水冰。恩克拉多斯的旋转测量表明,有可能下一个海洋表面覆盖整个地球。

1801年1月1日,意大利天文学家Giuseppi乔治发现了一个小类似行星的对象在大火星和木星的轨道之间的差距。这个岩石对象,后来命名刻瑞斯,是第一个和最大的成千上万的小行星或小的行星,发现了。(Ceres现在也被认为是矮行星)。虽然大多数小行星是在火星和木星之间的皮带,发现有几个人。一些穿越地球轨道和可能存在的威胁一个罕见的碰撞与地球在未来的一段时间。

彗星是太阳系中最不寻常的和不可预测的对象。他们是小机构主要由冻结的水和气体组成,一些硅酸盐毅力。这个成分和它们的轨道的性质表明彗星形成之前或大约在同一时间,其余的太阳系。

彗星显然来自海王星轨道之外的。在这样的距离太阳,他们保持非常低的温度,保持冷冻状态。他们很容易成为可见从地球上只有通过接近太阳。当彗星接近太阳,它的一些冰蒸发。太阳风将这些蒸发气体离彗星的头,远离太阳。这个暂时给彗星一个或多个长,发光的尾巴远离太阳。

确定源天文学家的彗星一直是一个谜。一些彗星定期返回太阳系内部,在长期旅行,椭圆轨道距离地球可能达到在海王星的轨道。例如,哈雷彗星,大约每76年出现。彗星失去物质与每个经过太阳附近,然而,可能生存只有几百此类访问之前挥发性材料是筋疲力尽了。这意味着他们可以乘坐这样的轨道,只有一小部分的太阳能系统的4.6年被广泛接受的历史。

其他彗星的轨道一直追踪到成千上万的天文单位,数百万年的时间。这些彗星可能使他们第一次访问太阳系内部。这种考虑了简•奥尔特在1950年提出一个巨大的存在,球形云,也许包含数十亿的彗星。干扰,如通过恒星的引力影响可以转移这些彗星朝向太阳。

杰拉德·p·柯伊伯在1951年提出,另一组冰冷的身体,包括休眠彗星,可能存在于一个带外海王星的轨道。发现从1990年代开始证实柯伊伯的假说,为成百上千的对象被发现在距离他预测。皮带被认为包含数以百万计的冰冷的对象,他们中的大多数小。然而,最大的柯伊伯带的天体,包括冥王星和厄里斯,也被认为是足够的质量矮行星。

当前的思考表明许多短周期彗星,或那些在不到200年的时间里完成一个轨道,可能起源于柯伊伯带。他们可能直接进入太阳系内部的相互碰撞和引力与海王星。长周期彗星被认为起源于奥尔特云(的存在被认为是非常可能的,但不证明)。云可能已经产生很久以前,冰冷的尸体附近和在海王星的轨道被远离太阳的引力遇到外行星。

最被广泛接受的模型太阳系的起源结合理论阐述了柯伊伯和托马斯Chrowder Chamberlin。天文学家认为,大约46亿年前,一个密集的小球存在于星系的气体和尘埃云收缩成一个慢慢旋转的磁盘被称为太阳星云。磁盘的热,密集的中心变成了太阳。剩下的外层材料冷却成小颗粒的岩石和金属碰撞和粘在一起,逐渐成长为更大的身体成为行星及其卫星。

在寒冷的新太阳系的外层部分,这些尸体收集大量的氢和氦从太阳星云,因此成为“气态巨行星——木星、土星、天王星和海王星。接近太阳,这些光元素大多是驱动的高温和太阳流出的物质。小,岩石行星水星、金星、地球和Mars-developed那里。狼狈的碎片成为小行星和彗星(外地区)。

太阳慢慢地变得更亮,因为它消耗氢和把这变成氦的水库。如果当前恒星演化的计算是正确的,太阳会变得更明亮,更大的约50亿年,使地球上的生命太热了。后来太阳已经用尽了核能源,将开始降温。最后它将会变成白矮星,所有的物质挤密成空间并不比地球大多少。在行星轨道冰冻的荒原,幸存下来的太阳能剧变。

我们知道它的生命,尤其是在其更高的形式,只能在特定的化学和物理条件下存在。生活的要求目前还不完全清楚,但他们几乎肯定包括一个合理的温度范围内,可能发生化学结合,和一个能量的来源,如阳光或来自地球内部的热量。一般也被认为一种溶剂水和一些防止紫外线辐射等是必要的。太阳系内的环境可以满足这些标准。例如,生物可以存在于地下冻土的火星或海洋的冰壳下木星的卫星欧罗巴。一些彗星和小行星包含有机物质(含碳分子,不一定带来生活)。这表明,生命的基本成分在太阳系很常见。

火星是一个有趣的地方。航天器拍摄大特性似乎干涸的河床。数据来自美国宇航局的勇气号与机遇号探测器在2000年代早期强烈建议一旦火星表面存在液态水。同时,数据来自欧洲火星快车探测器和地面望远镜表明甲烷被释放在表面之下,这可能是地下殖民地和可能的来源的细菌。

1976年的“海盗号”火星探测器寻找生命的迹象在火星土壤。他们没有发现有机分子。然而,几个海盗实验,寻找代谢过程的迹象,比如标签释放实验,取得了看似积极的结果。这些发现被广泛(但非决定性地)解释为奇怪的化学反应的结果,而不是生活。虽然生活没有发现火星上,许多科学家认为它可能存在于一个潮湿的过去,而一些人认为它可能活到现在。

发现现有的生活在极端或不寻常的环境对Earth-such热表面下基岩英里,在深海海底火山口附近的殖民地扩大寻找的前景生活在别处。地球在太阳系以外,然而,很容易适合人类殖民或大型陆地植物或动物。可能环绕其他恒星可能更多的类地行星。事实上,这样的世界宇宙中可能是真正的巨大的。然而,到目前为止唯一生活的地方被发现是在地球上。一个例子是很少的,特别是如果我们示例的一部分。没有信息在其他地方可能产生生命的可能性,甚至在类似地球的条件下,讨论生活的其他地方仍然投机。

天文学家需要记录的确切位置星星。在某些范围内,它是有用的在星座定位对象。数值坐标系统被用来记录天体的位置更准确。这些系统的坐标系统纬度和经度用于地球。

制定了不同的坐标系统。很有用,他们必须考虑到地球有两个常规运动与星星。恒星的旋转使球体似乎使一个完整的圈地球一天一次。围绕太阳和地球的革命导致明显的恒星位置在特定小时将一天比一天,让他们回到他们的“原始”位置后一年。

地平线,或方位,系统是基于地球的南北线和观察者的视野。它使用两个角方位角和高度。方位定位恒星相对于南北线,并高度定位相对于飞机的地平线。这个系统是有用的,时间的观察和观测的位置必须准确地知道了。

赤道的系统是基于天球的概念。所有的恒星和其他天体可以被想象为位于一个巨大的球体,包围着地球。球有几个假想线和点。一个这样的线是天球赤道,地球赤道在天球上的投影。另一个是黄道的线,这是太阳的视每年路径沿着这球体。天球赤道和黄道相交于两点,称为春分和秋分。(当太阳既时候,日夜在地球上也同样长。)北和南天极扩展地球南北两极沿着地球的旋转轴。

在赤道系统恒星的位置是由坐标叫做赤纬和提升。赤纬位于恒星的角距离北或南天球赤道。正确的提升定位星的春分的角距离东或西。因为这个系统是连接到天球,地球上所有点(除了两极)坐标系下不断改变他们的立场。

修复星星一个假想的球体上寻找他们从地球上很有用,但它没有透露他们的实际位置。一种方法测量邻近恒星距离地球的距离是视差方法。

视差测量恒星,科学家利用地球每年绕太阳运动。因为这个运动,地球上的观察者看来,明星在不同的时间不同的位置。在每年的任何时候,地球1.86亿英里(3亿公里)以外的对面太阳从六个月前。两个附近的恒星通过大型望远镜拍摄的照片分开6个月将表明,恒星似乎转变的背景下,更遥远的星星。如果足够大来衡量这一转变,天文学家可以计算距离的明星。

四个多世纪前视差被用来对抗的现象Nicolaus哥白尼的建议,地球绕太阳公转。科学家指出,如果那样,明星应该显示每年由于视差改变方向。但是,使用可用的工具,他们无法衡量任何视差,所以他们得出结论,哥白尼是错误的。天文学家们现在知道恒星和地球都在这样巨大的距离,他们的视差角是非常难以衡量。甚至现代仪器不能衡量大多数恒星的视差。

天文学家测量恒星在几秒钟内弧的视差。这是一个微小的测量单位;例如,一分钱之前必须2.5英里(4公里)远看起来像一个弧秒。但是没有明星除了太阳是足够接近一个大型的视差。半人马座阿尔法星集团的一员,三颗星离太阳最近,视差约四分之三的弧秒。

天文学家们设计了一个单位的距离称为parsec-the距离角度相反的一个三角形的基础措施一弧秒,三角形的基础是地球绕太阳的半径。一秒差距等于19.2万亿(19.2×10¹²)英里(30.9万亿公里)。半人马座阿尔法星约1.3秒差距很遥远。

另外两个单位用来记录大型天文距离光年天文单位。一光年的距离,光速在真空一年。移动光在真空中传播的速度每秒186282英里(每秒299792458米)这样一个光年=约5.88万亿英里(9.46万亿公里)。比邻星,半人马座阿尔法星系统的一部分,是地球最近的恒星(除了太阳),然而它是大约4.2光年。这意味着要花四年多,太阳的光线到达地球。一个天文单位(AU)从地球到太阳的平均距离(大约9300万英里,或1.5亿公里)。一个光年等于63241天文单位。

由于视差收益率只有相对邻近恒星的距离,必须用于更遥远的其他方法。其中一个方法是统计视差,组恒星的视运动在天空进行分析以确定其可能的距离。另一种方法是观察某些明星,经常在不同亮度(在下一节讨论)。

的大小和温度明星确定多少辐射能量发出每秒钟:这是实际的亮度,或亮度的明星。在天文学、光度被定义为物体所发出的光量的时间单位。光度通常相当于表示的太阳。一个太阳光度等于太阳的光度,或3.85×10³³尔格每秒。最明亮的恒星释放出相当于数百万太阳。

光度是绝对测量的辐射功率。也就是说,它的价值不取决于遥远的对象从一个观察者。然而,一颗恒星是越接近地球,更多的辐射能量会到达地球光明的它就会出现。

天文学家通常表达一个恒星的亮度的大小。一般来说,星星越亮,越低其指定的大小。两个值magnitude-apparent和absolute-are用来描述一个明星。视星等是指多亮恒星距离地球出现。太阳的视星等是−26.7;满月的视星等约−11。小天狼星夜空中最亮的星星,−1.5的视星等。相比之下,通过微弱的物体可见哈勃太空望远镜(大约)的视星等30。绝对星等是明亮的恒星会出现如果从10秒差距的距离,或32.6光年。太阳的绝对星等为4.8。视星等是基于恒星的大小,温度,和距离。温度是发现从其频谱;如果距离是已知的,天文学家可以计算恒星的大小和分配一个值的绝对星等。

某些恒星的亮度变化规律为天文学家提供了一个重要的方法来估计遥远星系的距离。在这样的恒星绝对星等与亮度变化的周期密切相关。天文学家们可以使用的周期来确定绝对星等与视亮度然后比较估计的距离。

天文学家已经发现了各种各样的明星大,艳红色的超巨星超过太阳100倍密度极大的中子星的直径只有12英里宽。太阳是恒星的中间范围的大小和亮度。最大的恒星是凉爽的,红色的超巨星:他们表面温度较低,但他们是如此明亮,他们必须非常大,给了很多能量。白矮星,另一方面,是非常微弱的,尽管他们的表面温度高,因此必须对地球的大小非常小。

天文学家已经发现,使用分析明星的光谱,这星星主要是最简单的元素:氢和氦。这些元素在气态。然而,在大多数恒星的温度是如此之高(成千上百万度),气体电离(电子剥离远离原子核)——国家等离子体。

的相互万有引力一颗恒星的物质是什么力量大致成球形。事实上,如果有什么来抵消这种内在力量,恒星将会崩溃,一个非常小的尺寸。然而,气体的重力挤压加热到很高的温度。在1800年代,天文学家认为,这种压缩是一颗恒星的能量来源。这提出了一个问题。太阳可以照这样只有几百万年来没有萎缩,地球上的环境会大大改变。然而地质学和生物学证据表明地球一直保持了数亿年的生活条件。

20世纪带来了解决这一问题。的发现核能源,天文学家可以解释长期的太阳能量输出作为核聚变的结果:氢深处太阳被融合在一起形成氦。这个过程是如此充满活力,它可以抵消重力。星星,然后,两个因素之间本质上是战场内粉碎的重力和外在压力产生的热核聚变。

星星据信时形成大的尘埃和气体,叫什么星云、合同的引力(尽管其他部队也可能发挥作用)。最终他们成为足够热(几百万度)的氢的中心开始融合成氦。此时,明亮发光的气体,恒星诞生了。

这不会永远持续下去,最终大部分的氢“燃料”是转化成氦。在最大的恒星,这只需要一个几百万年。Very-low-mass星星,用更少的重力压力战斗,消耗燃料非常缓慢,可能会持续一万亿年。太阳中间,估计寿命约100亿年,它被认为是几乎一半。

当恒星核心的主要转换成氦,戏剧性的变化发生在它的结构。计算机模型,支持很多明星在不同阶段的观察,预测,星星像太阳将会膨胀前直径大约一百倍。在相对较短的时间这样一颗红巨星,恒星将失去它的外层,留下一个小,热的核心。核心将缩小成白矮星。数百名这样的对象被观察到,一般确认预测。

恒星诞生与质量比太阳更接受更加戏剧性的事件。承受着巨大的压力,这样的明星执行许多额外的聚变反应在其核心,生产各种各样的元素,包括铁。此时,之初的核心可以突然崩溃,导致一个巨大的爆炸称为超新星。许多这样的事件已经从地球上观察到,一些很聪明,他们在光天化日之下可见。几个星期的爆炸恒星可以照亮整个星系的一千亿颗恒星。抛到宇宙的元素可以成为星云的一部分,最终将被纳入未来的一代又一代的恒星和行星。

某些类型的超新星爆炸后,一个非常密集的核心仍然存在。这个对象,称为中子星,大约是太阳质量的,大部分都是由中子组成。它是如此紧凑,一茶匙的小山的质量。有些中子星旋转迅速而喜气洋洋的辐射进入太空。如果地球梁拦截,天文学家可以发现这是一系列脉冲无线电波或者有时其他波长的辐射。这样一个中子星称为脉冲星。

更大质量恒星可能崩溃如此高的密度,其强大的引力将不允许连光都逃跑或其他。他们被称为黑洞。黑洞造成的崩溃,一个垂死恒星可能只有几英里,但更大的数以百万计的太阳的质量和大小的太阳能系统怀疑存在于许多星系的中心。

通常,中子星和黑洞是检测只是因为对恒星附近的同伴的影响。气体(主要是氢气)绘制从伴星然后漩涡迅速下降到(或)中子星或黑洞。气体的暴力挤压加热和加速,它会发射x射线,可检测到来自地球卫星。这种双星系统被称为x射线双星。

长期以来,天文学家们认为,像太阳一样,许多或大多数恒星应该伴随着轨道行星。这些行星距离地球那么遥远,但是,他们非常微弱的光会淹没了他们“太阳的强光。“事实证明,有间接的方法检测这样的行星,称为太阳系外行星或系外行星。一个轨道上的行星会导致一个明星微微摆动,这红色和蓝色交替摆动可以检测到恒星的光的多普勒频移。此外,摆动的速度和时间可以使天文学家估计这颗行星的质量和明星的距离。该技术在1995年首次成功应用找到一个行星绕着恒星51 Pegasi。在接下来的10年,约有140颗系外行星被发现以这种方式(加上一些通过其他方式,比如蘸光引起当行星从恒星前面经过明星)。

2008年,天文学家宣布发现的太阳系外行星第一次看到直接在图像。在凯克望远镜拍摄的图像和双子座北天文台透露三行星绕着恒星HR 8799,距离地球大约128光年。第四个行星在太阳系外行星系统是在2010年发现的。直接成像的太阳系外行星可以通过使用反射星光地球或热红外辐射的星球。成像效果最好离太阳最近的行星环绕恒星。红外成像尤其敏感,年轻的巨大行星轨道远离他们的明星。

许多最早的系外行星发现至少木星一样大,但他们更接近其恒星比水星离太阳。这种近战的,巨大的行星应该最容易检测,因为他们造成最大的波动。但他们仍然是一个挑战来解释。当前的行星形成理论建议这样的大型行星从恒星较远的形式,在气温寒冷,足以让收集大量的气体。天文学家正在考虑一个可能性就是,这些“热木星”形成了更远的恒星和向内迁移。这就提出了一个问题,为什么我们的太阳系没有经历过这样的行星迁移。

几千个系外行星已经被确认。超过二千人被开普勒发现,美国卫星在2009年发射探测行星环绕其他恒星。在开普勒发现许多第一地球般大小的太阳系外行星,行星轨道内发现像太阳这样的恒星的宜居带。适居带轨道区域恒星周围的类地行星表面能拥有液态水,因此可能支持生命。开普勒- 186 f,发现于2014年,是第一个发现类似地球的行星在恒星的可居住带。等20多个planets-roughly地球般大小的行星在恒星的宜居地带现在被发现。其中是离地球最近的系外行星,比邻星b,它于2016年被发现使用望远镜的欧洲南方天文台(ESO)。地球绕着太阳转的最近的邻居大约4.2光年远。

星系是长久以来都被认为是或多或少的被动对象,包含恒星和星际气体和尘埃和闪亮时,他们的恒星发出的辐射。天文学家能够做出准确的观察来自太空的无线电频率,他们惊奇地发现,许多星系发出无线电地区大量的能源。普通的恒星是如此热,大部分能量发射可见光,能源发出的无线电频率。此外,天文学家能够推断出这种辐射是由极高能量的带电粒子在磁场。

怎么这样的星系,叫做射电星系,设法给这么多能量的带电粒子和磁场?射电星系通常也相当独特的外观。特别是许多星系,星系收音机,表明星际物质远离他们的中心扩张,好像在细胞核中发生了巨大的爆炸。巨型椭圆星系M87的飞机附近的物质,它显然在过去驱逐。飞机本身是一个普通的星系的大小。

天文学家已经发现,在许多星系、恒星附近的中心移动非常迅速,显然围绕一些非常巨大的看不见的对象。最可能的解释是,一个巨人黑洞,数百万甚至数十亿倍的太阳质量,潜伏在大多数大型星系的中心。当恒星和气体螺旋进这些黑洞,他们大部分的质量从我的视线中消失。暴力加热和压缩产生一个巨大的能量释放,包括高速喷射的物质(如在M87)。

非常遥远的星系有时发现非常精力充沛的光源和无线电波在他们的中心。这些对象被称为类星体,一般认为是距离地球几十亿光年。这意味着天文学家观测类星体实际上是凝视几十亿年过去。大多数天文学家认为,类星体代表一些星系的生命的早期阶段,当中央黑洞,消耗大量的新鲜气体和恒星,产生大量的能量。

另一个问题多年来一直困扰天文学家。大多数,如果不是全部的话,星系发生在集群,大概由集群成员的严重性。当集群成员的运动,然而,在几乎所有情况下发现的星系都移动得太快在一起只有问题的严重性,是可见的。天文学家们相信一定有大量的看不见的物质在这些clusters-perhaps可以看到10倍。而其中一些可能包含对象(如黑洞和中子星,大部分被认为是来历不明的“异国情调的暗物质,”。

像大多数明星,太阳属于一个星系。由于太阳和地球是嵌入到星系,天文学家很难获得这个星系的整体视图。事实上,可以看到它的结构是一个微弱的乐队叫银河系的恒星(这个词星系来自于希腊语“牛奶”)。正因为如此,星系已经被命名为银河系。

可见的银河系似乎地球周围形成一个大圆。这表明银河系相当平坦而非球面。(如果是球形,星星不会集中在一个乐队。)太阳位于内部边缘的旋臂。银河系的中心,或核,距离我们大约27000光年远,在人马座的方向。所有的星星,可见没有望远镜属于银河系。

并非所有星系的恒星都局限于银河系平面。有一些明星发生远高于或低于磁盘。他们通常是非常古老的恒星,它们形成所谓的星系的光环。显然星系最初约球面气体的质量。重力和旋转引起的崩溃到今天的圆盘形状。星星已经形成倒闭之前留在原来的位置,但后进一步恒星形成可能只出现在平圆盘。

所有的星星在银河绕其中心。太阳大约需要2亿年才能完成一个轨道。大多数这些恒星的轨道几乎是圆形的,几乎是在同一方向。这给了一种旋转整个星系,尽管整个星系穿过空间。

乌云的尘埃几乎完全模糊的天文学家认为银河系的中心。然而,无线电波穿透尘埃,所以射电望远镜可以为天文学家提供了一个视图的星系核。在那个区域恒星旅行非常快,紧张的轨道,意味着存在大量的中心。地球轨道的钱德拉x射线天文台发现的x射线耀斑持续仅几分钟在该地区,这是最好的解释存在黑洞猛烈加速,压缩落入其中的气泡的物质。红外观测由ESO证明这个超大质量黑洞有太阳质量的430万倍。