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天文物理期刊
天文物理期刊(The Astrophysical Journal)是在天文学及天体物理学領域重要的研究期刊,于1895年創刊,至2008年底都由美國芝加哥大學出版社發行;2009年1月起改由英國物理學會出版社發行。編輯部附屬美國天文學會之下,每月出版三冊,刊載的內容主要為最新的天文物理發展、發現、及学说。.
太阳
太陽或日是位於太陽系中心的恆星,它幾乎是熱電漿與磁場交織著的一個理想球體。其直徑大約是1,392,000(1.392)公里,相當於地球直徑的109倍;質量大約是2千克(地球的333,000倍),約佔太陽系總質量的99.86% ,同時也是27,173,913.04347826(約2697.3萬)倍的月球質量。 从化學組成来看,太陽質量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2% 。 太陽的恆星光譜分類為G型主序星(G2V)。雖然它以肉眼來看是白色的,但因為在可见光的頻譜中以黃綠色的部分最為強烈,從地球表面觀看時,大氣層的散射使天空成為藍色,所以它呈現黃色,因而被非正式地稱為“黃矮星” 。 光譜分類標示中的G2表示其表面溫度大約是5778K(5505°C),V则表示太陽像其他大多數的恆星一樣,是一顆主序星,它的能量來自於氫融合成氦的核融合反應。太陽的核心每秒鐘聚变6.2億噸的氫。太陽一度被天文學家認為是一顆微小平凡的恆星,但因為銀河系內大部分的恆星都是紅矮星,現在認為太陽比85%的恆星都要明亮。太陽的絕對星等是 +4.83,但是由于其非常靠近地球,因此从地球上看来,它是天空中最亮的天體,視星等達到−26.74。太陽高溫的日冕持續的向太空中拓展,創造的太陽風延伸到100天文單位遠的日球層頂。這個太陽風形成的“氣泡”稱為太陽圈,是太陽系中最大的連續結構。 太陽目前正在穿越銀河系內部邊緣獵戶臂的本地泡區中的本星際雲。在距離地球17光年的距離內有50顆最鄰近的恆星系(最接近的一顆是紅矮星,被稱為比鄰星,距太阳大約4.2光年),太陽的質量在這些恆星中排在第四。 太陽在距離銀河中心24,000至26,000光年的距離上繞著銀河公轉,從銀河北極鳥瞰,太陽沿順時針軌道運行,大約2.25億至2.5億年遶行一周。由於銀河系在宇宙微波背景輻射(CMB)中以550公里/秒的速度朝向長蛇座的方向運動,这两个速度合成之后,太陽相對於CMB的速度是370公里/秒,朝向巨爵座或獅子座的方向運動。 地球圍繞太陽公轉的軌道是橢圓形的,每年1月離太陽最近(稱為近日點),7月最遠(稱為遠日點),平均距離是1.496億公里(天文学上稱這個距離為1天文單位) 。以平均距離算,光從太陽到地球大約需要经过8分19秒。太陽光中的能量通过光合作用等方式支持着地球上所有生物的生长 ,也支配了地球的氣候和天氣。人类從史前時代就一直認為太陽對地球有巨大影響,有許多文化將太陽當成神来崇拜。人类對太陽的正確科學認識進展得很慢,直到19世紀初期,傑出的科學家才對太陽的物質組成和能量來源有了一點認識。直至今日,人类对太阳的理解一直在不断进展中,还有大量有关太陽活动机制方面的未解之謎等待着人们来破解。 現今,太陽自恆星育嬰室誕生以來已經45億歲了,而現有的燃料預計還可以燃燒50億年之久。.
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徑向速度
视向速度是物體朝向視線方向的速度。一個物體的光線在徑向速度上會受多普勒效应的支配,退行的物體光波長將增加(紅移),而接近的物體光波長將減少(藍移)。 恆星的徑向速度,能夠經由高解析的光譜精確的測量,並且和在實驗室內測出的已知譜線波長做比較。在習慣上,正的徑向速度表示物體在退行,如果是負值,物體則是在接近。 在許多聯星中,軌道運動通常都會造成每秒數公里的徑向速度改變量。這些恆星譜線的變化肇因於都卜勒效應,因此她們被稱為光譜聯星。研究徑向速度可以估計恆星的質量和一些軌道要素,像是離心率、半長軸。同樣的方法也被用在發現環繞恆星的行星上,在這種方法下測量的運動可以確定行星的軌道週期,而位移量的大小可以用來計算行星的質量。.
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紅矮星
紅矮星,也就是M型主序星(MV),根據赫羅圖,「紅矮星」在眾多處於主序階段的恆星當中,其大小及溫度均相對較小和低,在光譜分類方面屬於M型。它們在恆星中的數量較多,大多數紅矮星的直徑及質量均低於太陽的三分一,表面溫度也低於3,500 K。釋出的光也比太陽弱得多,有時更可低於太陽光度的萬分之一。又由於內部的氫元素核聚變的速度緩慢,因此它們也擁有較長的壽命。质量低于0.35太阳质量的红矮星会有充分的对流,氦元素会在恒星内部均匀分布,而不会在核心累积,紅矮星不會膨脹成紅巨星,而逐步收縮,直至氫氣耗盡。 它们会保持稳定的光度和光谱持续数千亿年,由于现在宇宙的年龄有限,还没有红矮星发展到之后的阶段。 此外人們又發現,不含「金屬」的紅矮星只佔很少(在天文學裡,「金屬」是指氫和氦以外的重元素),而根據「大爆炸」理論的預測,第一代恆星應只擁有氫、氦及鋰元素,如果這些早期恆星包括紅矮星,這些「純正」的紅矮星至今天定能繼續觀測得到,而事實卻不然,含有「金屬」的恆星佔了紅矮星的大多數。因此在宇宙形成時,能發光的第一代恆星定擁有超高質量,它們擁有極短壽命,在經過超新星爆發後,重元素得以產生,成為形成低質量恆星的所需物質。 宇宙眾多恆星中,紅矮星佔了大多數,大約73%左右。, 科学网, 2014-03-06 09:39:11 离太阳最近的65颗恒星中有50颗是红矮星。例如離太陽最近的恆星,半人馬座的南門二比鄰星,便是一顆紅矮星,其光譜分類為M5,視星等11.0。 至2005年,人們首度在紅矮星身上,發現有太陽系外行星圍繞旋轉,第一顆行星的質量與海王星差不多,日距約為600萬公里(0.04天文單位),其表面度約為攝氏150°C。2006年,人們又發現一顆與土星差不多的行星繞著另一顆紅矮星旋轉,這顆行星的日距為3.9億公里(2.6天文單位),表面溫度為攝氏零下220°C。.
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適居帶
適居帶(circumstellar habitable zone, CHZ,或稱宜居帶),是天文學上給一種空間的名稱,指的是行星系中適合生命存在的區域。適居帶中的情況有利於生命的發展,並且可能像地球般出現高等生命。。有兩種區域是有可能的,一個是在行星系內,另一個則存在于星系之中。在適合的區域內的行星和天然衛星是最佳的候選者,這些地球外的生命有能力生活在類似我們的環境下。天文學家相信生命最可能發生在像太陽系這樣的星周盤適居帶(CHZ)和大星系的星系適居帶(GHZ) 內(雖然天文學家對後者的研究才剛開始)。適居帶也許是指「生命帶」、「綠帶」或「古迪洛克帶」(Goldilocks)。在我們的太陽系中,適居帶為距離恆星0.99至1.70天文單位之間的區域。 格利泽581g是人類在紅矮星格利泽 581 (距離地球大約20光年)旁發現的第六颗行星。格利泽581g是至今在天文學家發現系外行星中,軌道理論上位於適居帶中的著名例子。目前天文學家僅發現了十幾顆行星位於適居帶中,而克卜勒太空望遠鏡則確認了54顆行星位於適居帶中。天文學家目前估計銀河系至少有500,000,000顆行星位於適居帶中。.
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軌道根數
軌道根數(或稱軌道要素或軌道參數)是對選定的两個質點,在牛頓運動定律和平方反比定律的重力吸引下,確認特定軌道所必須要的參數。由於運動的方式有許多種的參數表示法,依照你所選定的測量裝置不同,有幾種不同的方式來定義軌道根數,但都是描述相同的軌道。 這個問題包含三個自由度(軌道上的三個笛卡兒座標系),所以每個獨立的开普勒轨道(未受到攝動)經過解析後,可以由原始的笛卡尔數值以六個參數明確地定義天體的姿態和速度。因此,所有的軌道元素組合都明確的含有這六個元素。在數學上的明確解釋和討論可以參考以下的論述(參見:軌道狀態向量)。.
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轨道周期
轨道周期指一颗行星(或其他天体)环绕轨道一周需要的时间。 环绕太阳运行的星体有几种不同的轨道周期:.
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轨道共振
軌道共振是天體力學中的一種效應與現象,是當在軌道上的天體於週期上有簡單(小數值)的整數比時,定期施加的引力影響到對方所產生的。軌道共振的物理原理在概念上類似於推動兒童盪的鞦韆,軌道和擺動的鞦韆之間有著一個自然頻率,其它機制和“推”所做的動作週期性的重複施加,產生累積性的影響。軌道共振大大的增加了相互之間引力影響的機構,即它們能夠改變或限制對方的軌道。在多數的情況下,這導致“不穩定”的互動,在其中的兩者互相交換動能和轉移軌道,直到共振不再存在。在某些情況下,一個諧振系統可以穩定和自我糾正,所以這些天體仍維持著共振。例如,木星衛星佳利美德、歐羅巴、和埃歐軌道的1:2:4共振,以及冥王星和海王星之間的2:3共振。土星內側衛星的不穩定共振造成土星環中間的空隙。1:1的共振(有著相似軌道半徑的天體)在特殊的情況下,造成太陽系大天體將共享軌道的小天體彈射出去;這是清除鄰居最廣泛應用的機制,而此一效果也應用在目前的行星定義中。 除了拉普拉斯共振圖(見下文)中指出,在這篇文章中的共振比率應被解釋為在相同的時間間隔內完成軌道數的比例,而不是作為公轉週期比(其中將會呈反比關係)。上面2:3的比例意味著在冥王星完成兩次完整公轉的時間,海王星要完成三次完整的公轉。.
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自然 (期刊)
《自然》(Nature)是世界上最早的科学期刊之一,也是全世界最权威及最有名望的学术期刊之一,首版於1869年11月4日。虽然今天大多数科学期刊都专一於一个特殊的领域,《自然》是少数(其它类似期刊有《科学》和《美国国家科学院院刊》等)依然发表来自很多科学领域的一手研究论文的期刊。在许多科学研究领域中,每年最重要、最前沿的研究结果是在《自然》中以短文章的形式发表的。 《自然》的主要读者是从事研究工作的科学家,但期刊前部的文章概括使得一般公众也能理解期刊内最重要的文章。期刊开始部分的社论、新闻及专题文章报道科学家一般关心的事物,包括最新消息、研究资助、商业情况、科学道德和研究突破等。期刊也介绍与科学研究有关的书籍和艺术。期刊的其余部分主要是研究论文,这些论文往往非常紧密,非常具有技术性。 在《自然》上发表文章是非常光荣的,《自然》上的文章经常被引用,这有助于晋升、获得资助和获得主流媒体的关注。因此科学家之间在《自然》或《科学》上发表文章上的竞争非常强。但是与其它专业的科学杂志一样,在《自然》上发表的文章需要经过严格的同行评审。在发表前编辑选择其他在同一领域有威望的、但与作者无关的科学家来检查和评判文章的内容。作者要对评审做出的批评给予反应,比如更改文章内容,提供更多的试验结果,否则的话编辑可能拒绝该文章。.
進動
進動(precession)是自轉物體之自轉軸又繞著另一軸旋轉的現象,又可稱作旋進。在天文學上,又稱為「歲差現象」。 常見的例子為陀螺。當其自轉軸的軸線不再呈鉛直時,即自转轴与对称轴不重合不平行时,會發現自轉軸會沿著鉛直線作旋轉,此即「旋進」現象。另外的例子是地球的自轉。 對於量子物體如粒子,其帶有自旋特徵,常將之類比於陀螺自轉的例子。然而實際上自旋是一個內稟性質,並不是真正的自轉。粒子在標準的量子力學處理上是視為點粒子,無法說出一個點是怎樣自轉。若要將粒子視為帶質量球狀物體來計算,以電子來說,會發現球表面轉速超過光速,違反狹義相對論的說法。 自旋的進動現象主要出現在核磁共振與磁振造影上。其中的例子包括了穩定態自由旋進(進動)造影。 進動是轉動中的物體自轉軸的指向變化。在物理學中,有兩種類型的進動,自由力矩和誘導力矩,此處對後者的討論會比較詳細。在某些文章中,"進動"可能會提到地球經驗的歲差,這是進動在天文觀測上造成的效應,或是物體在軌道上的進動。.
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格利泽876b
格利泽876b是一颗位于宝瓶座、距离地球约15光年的系外行星,其母星为红矮星格利泽876,轨道周期为60.940地球日。科学家于1998年6月发现该行星,它是首颗被发现环绕红矮星运行的系外行星。格利泽876b位于格利泽876行星系的最外层。.
格利澤876
格利泽876是一顆紅矮星,體積為太陽的一半,位於寶瓶座,距離地球15光年;距離银河系6000光年。他也是一顆變星,標示的名稱為寶瓶座 IL,其光譜類型為M4V。之前已經發現兩顆行星,其軌道共振為2:1;在2006年發現他有第3顆行星。格利泽876是迄今被證實有行星的兩顆紅矮星之一,另一顆是格利澤436。.
水星
水星(Mercurius),中國古稱辰星;到西漢時期,《史記‧天官書》作者天文學家司馬遷從實際觀測發現辰星呈灰色,與「五行」學說聯繫在一起,以黑色配水星,因此正式把它命名為水星。 水星是太陽系的八大行星中最小和最靠近太陽的行星,但有著八大行星中最大的離心率 ,軌道週期是87.969 地球日。從地球上看,它大约116天左右與地球會合一次,公转速度遠遠超過太阳系的其它星球。水星的快速運動使它在羅馬神話中被稱為墨丘利,是快速飛行的信使神。由于大氣層极为稀薄,无法有效保存热量,水星表面昼夜温差极大,为太阳系行星之最。白天时赤道地區温度可达430°C,夜间可降至-170°C。極區气温則終年維持在-170°C以下。水星的軸傾斜是太陽系所有行星中最小的(大約度),但它有最大的軌道偏心率。水星在遠日點的距離大約是在近日點的1.5倍。水星表面充滿了大大小小的坑穴(環形山),外觀看起來與月球相似,顯示它的地質在數十億年來都處於非活動狀態。 水星无四季变化。它也是唯一被太陽潮汐鎖定的行星。相對於恆星,它每自轉三圈的時間與它在軌道上繞行太陽兩圈的時間几乎完全相等。從太陽看水星,參照它的自轉與軌道上的公轉運動,是每兩個水星年才一個太陽日。因此,对一位在水星上的觀測者来说,一天相当于兩年。 因為水星的軌道位於地球的內側(金星也一樣),所以它只能在晨昏之際與白天出現在天空中,而不會在子夜前後出現。同時,也像金星和月球一樣,在它繞著軌道相對於地球,會呈現一系列完整的相位。雖然从地球上觀察,水星會是一顆很明亮的天體,但它比金星更接近太陽,因此比金星還難看見。 從地球看水星的亮度有很大的變化,視星等從-2.3至5.7等,但是它與太陽的分離角度最大只有28.3°。當它最亮時,从技術角度上讲應該很容易就能從地球上看見它,但由于其距离太阳过近,實際上並不容易找到。除非有日全食,否則在太陽光的照耀下通常是看不見水星的。在北半球,只能在凌晨或黃昏的曙暮光中看見水星。當大距出現在赤道以南的緯度時,在南半球的中緯度可以在完全黑暗的天空中看見水星。 水星軌道的近日點每世紀比牛頓力學的預測多出43角秒的進動,這種現象直到20世紀才從愛因斯坦的廣義相對論得到解釋。.
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