第9章 恒星的一般性质 1
9.1 恒星的距离和光度 1
9.1.1 周年视差与距离 2
9.1.2 用三角视差法测定恒星距离 3
9.1.3 恒星的光度和绝对星等 4
9.1.4 测定恒星距离的其他方法 5
9.2 恒星的大小和质量 9
9.2.1 恒星直径的测定 9
9.2.2 恒星的质量和平均密度 12
9.3 恒星的空间运动 13
9.3.1 自行和切向速度 13
9.3.2 视向速度 15
9.4 恒星的光谱分类和化学成分 15
9.4.1 恒星大气和光谱形成 15
9.4.2 恒星的光谱分类 17
9.4.3 恒星化学成分的测定 21
9.5 赫罗图和恒星内部结构 23
9.5.1 赫罗图 23
9.5.2 恒星的内部结构 27
9.5.3 恒星的能源 29
9.6 恒星的自转 29
9.6.1 测定恒星自转速度的原理 29
9.6.2 恒星自转的发现和自转速度的测定结果 31
9.7 系外行星 33
9.7.1 探测系外行星的方法 34
9.7.2 系外行星的一些重要成果 41
第10章 变星和致密星 47
10.1 变星的发现、命名和分类 47
10.1.1 变星的发现和变星表 47
10.1.2 变星的命名 48
10.1.3 变星的分类 48
10.2 脉动变星 50
10.2.1 造父变星 51
10.2.2 长周期和短周期脉动变星 55
10.2.3 其他次型脉动变星 57
10.2.4 脉动理论 58
10.3 爆发变星 60
10.3.1 演化早期的爆发变星 60
10.3.2 耀星 62
10.3.3 沃尔夫-拉叶星 64
10.3.4 高光度变星 66
10.3.5 B型发射线星(Be)——仙后γ型变星 71
10.3.6 A型特殊星和共生星 72
10.4 激变变星——新星和超新星 73
10.4.1 新星 73
10.4.2 超新星 78
10.5 白矮星 91
10.5.1 白矮星概况 91
10.5.2 简并电子气及其物态方程 92
10.5.3 白矮星的质量-半径关系和钱德拉塞卡极限 94
10.6 中子星和脉冲星 96
10.6.1 中子星 96
10.6.2 脉冲星 100
10.7 黑洞 107
10.7.1 黑洞的概念 107
10.7.2 黑洞的奇特性质 108
10.7.3 黑洞的探测 110
第11章 双星和聚星 112
11.1 双星的发现和分类 112
11.1.1 双星的发现 112
11.1.2 双星的分类 114
11.2 双星的轨道 117
11.2.1 目视双星的轨道 117
11.2.2 分光双星和食双星的轨道 119
11.3 恒星质量的测定 121
11.3.1 目视双星的质量测定 121
11.3.2 质量函数 122
11.3.3 决定双星主要参数的小结 123
11.3.4 力学视差 124
11.4 密近双星 124
11.4.1 洛希瓣 124
11.4.2 密近双星分类 125
11.4.3 双星中的吸积过程 126
11.5 著名的双星和聚星 128
11.5.1 英仙β——大陵食双星 129
11.5.2 天琴β 131
11.5.3 大熊W 133
11.5.4 御夫ε和御夫ξ 134
11.5.5 双子α 135
11.5.6 猎户θ1 136
11.6 X射线双星 137
11.6.1 X射线源的发现和命名 137
11.6.2 X射线双星的分类 137
11.6.3 典型的X射线双星 139
11.6.4 X射线脉冲星的初步分析 141
11.6.5 吸积盘和吸积柱 143
11.6.6 SS433食双星系统 144
11.6.7 暂现X射线源和X射线暴源 145
11.7 γ射线暴和引力波 148
11.7.1 γ射线暴 148
11.7.2 引力波与引力波天文学 152
11.7.3 引力波的间接证明——射电脉冲星PSR 1913+16 154
11.7.4 引力波的直接探测 155
11.8 双星与变星的关系 158
第12章 星团、星云和恒星演化 160
12.1 星团 160
12.1.1 疏散星团 161
12.1.2 星协 167
12.1.3 球状星团 168
12.2 星云 171
12.2.1 行星状星云 171
12.2.2 发射星云 174
12.2.3 反射星云 175
12.2.4 暗星云 175
12.3 星际物质 177
12.3.1 星际物质的性质 178
12.3.2 星际原子和HⅠ区及HⅡ区 179
12.3.3 星际分子和分子云 181
12.3.4 冕气体区 184
12.3.5 星际尘埃 185
12.3.6 宇宙线 187
12.3.7 中微子天文学 189
12.4 恒星的形成 190
12.4.1 概述 190
12.4.2 基本理论研究 192
12.4.3 从原恒星到主序星 195
12.5 恒星的演化 197
12.5.1 主序阶段 198
12.5.2 后主序阶段 200
12.5.3 星团的赫罗图与恒星演化 200
12.5.4 恒星演化的晚期与归宿 201
12.6 密近双星的形成演化 203
第13章 银河系 207
13.1 银河和银河系 207
13.2 银道坐标系和恒星的运动 209
13.2.1 银道坐标系 209
13.2.2 不同波段观测的银河系及其概貌 210
13.2.3 恒星在银河系的运动 212
13.2.4 太阳在银河系的运动 213
13.3 星族 217
13.3.1 星族的发现 217
13.3.2 星族的特性 218
13.3.3 星族与次系 219
13.4 银河系的自转和质量 220
13.4.1 银河系自转的发现 220
13.4.2 奥尔特公式 222
13.4.3 银河系的自转曲线和质量 224
13.5 银河系的结构 226
13.5.1 核球和棒 226
13.5.2 银核、银心与超大质量黑洞 227
13.5.3 银盘和旋臂 229
13.5.4 银晕 234
13.5.5 太阳的位置与近邻 234
13.6 银河系的特性 235
13.6.1 银河系的大小和质量 235
13.6.2 银河系的年龄 236
13.6.3 银河系的环境 236
13.7 银河系的形成与演化 237
13.7.1 银河系的形成 238
13.7.2 银河系的演化 239
13.7.3 银河系的未来 240
第14章 星系和宇宙学 242
14.1 普通星系的分类和主要性质 243
14.1.1 椭圆星系 243
14.1.2 旋涡星系和棒旋星系 246
14.1.3 不规则星系 249
14.2 红移、哈勃定律和宇宙膨胀 250
14.2.1 红移与哈勃定律 250
14.2.2 星系的大小、质量和光度 253
14.2.3 宇宙的空间膨胀 255
14.3 特殊星系 256
14.3.1 活动星系核与活动星系的发现 256
14.3.2 射电星系 258
14.3.3 蝎虎BL天体和耀变体 263
14.3.4 互扰星系和星爆星系 265
14.4 类星体 267
14.4.1 类星体的发现 267
14.4.2 观测特征 269
14.4.3 红移的争论 270
14.4.4 引力透镜效应 271
14.4.5 视超光速现象 273
14.4.6 类星体和活动星系核的统一模型 274
14.5 星系集团和宇宙大尺度结构 276
14.5.1 多重星系 277
14.5.2 本星系群 277
14.5.3 星系团和超星系团 279
14.5.4 宇宙的大尺度结构 282
14.6 星系际介质和背景辐射 284
14.6.1 星系际介质 284
14.6.2 宇宙背景辐射 285
14.7 时空观和宇宙模型 289
14.7.1 宇宙学原理 289
14.7.2 牛顿的绝对时空观和无限宇宙模型 290
14.7.3 爱因斯坦的相对论和时空观 291
14.8 大爆炸宇宙学 296
14.8.1 稳恒态宇宙模型和等级式宇宙论 296
14.8.2 大爆炸宇宙学 297
第15章 宇宙中的元素丰度及其起源 303
15.1 元素丰度的测定与研究 303
15.2 原子核物理基本概念 305
15.2.1 核素图概览 305
15.2.2 原子核结合能 307
15.2.3 β衰变 307
15.2.4 原子核反应 308
15.3 太阳系的元素丰度 309
15.3.1 太阳光球的元素丰度 309
15.3.2 陨石的元素丰度 310
15.3.3 太阳系元素(核素)丰度分布的特征 318
15.4 恒星和星际物质的元素丰度 319
15.4.1 恒星的元素丰度 319
15.4.2 星际物质的元素丰度 322
15.4.3 宇宙的元素丰度 323
15.5 宇宙早期的核合成 324
15.6 恒星核合成 326
15.6.1 恒星内部的核合成过程 326
15.6.2 爆炸性核合成 336
15.6.3 中子星并合与黑洞吸积盘核合成过程 342
15.6.4 宇宙线成因核素与散裂反应 344
15.7 宇宙中的元素起源 345
15.7.1 元素起源的主要核过程 345
15.7.2 核素丰度分布特征的主要原因 347
第16章 宇宙和天体的演化史 350
16.1 宇宙演化简历 350
16.1.1 宇宙的最早阶段 352
16.1.2 宇宙早期阶段 355
16.1.3 大尺度结构形成阶段 358
16.1.4 久远未来阶段 359
16.2 第一代恒星和星系的形成演化 360
16.2.1 恒星时期——第一代恒星 361
16.2.2 第一代恒星的反馈作用 364
16.2.3 星系的形成演化——第一代星系 365
16.3 一般星系的形成演化 366
16.3.1 星系的一般观测性质 367
16.3.2 盘星系的形成 368
16.3.3 椭圆星系的形成 369
16.3.4 极亮红外星系 370
16.3.5 星系的演化 371
16.4 太阳系的起源和演化 372
16.4.1 太阳的形成和演化 372
16.4.2 太阳系的起源与行星的形成 374
16.5 搜寻地外文明 394
16.5.1 可联络的地外文明有多少? 394
16.5.2 SETI:地外文明搜寻计划 395
16.5.3 UFO:不明飞行物 398
参考文献 401
附录 彩图 403