天文观测能获得哪些有用的信息?通过天文观测获得天文信息

“宇宙”二字中上下四方为“宇”,古往今来为“宙”,宇宙即包括所有时间和空间,要想理解二字的实际意义,就必须从最微小部分去着手研究现代科学所知道的最小粒子为夸克,“夸克”一词最早由美国科学家费曼提出,其也因研究此微观粒子获得诺贝尔物理学奖,费曼也曾是“曼哈顿”计划的重要人物对微观粒子进行拆分,原子由中子和质子、电子组成,其中质子和中子又是由夸克组成,数量分别为3、3,常见夸克种类有上夸克和下夸克,在质子中连接三个夸克作用力的称为胶子,夸克和胶子是目前已知最小粒子(实验中未被击碎),其结合形成的强子则是原子核的基本单位,夸克因此成为整个原子质量的载体由于原子核仅占整个原子体积十万分之一,可见其密度之高,今天小编就来说说关于天文观测能获得哪些有用的信息通过天文观测获得天文信息?下面更多详细答案一起来看看吧!

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天文观测能获得哪些有用的信息通过天文观测获得天文信息

“宇宙”二字中上下四方为“宇”,古往今来为“宙”,宇宙即包括所有时间和空间,要想理解二字的实际意义,就必须从最微小部分去着手研究。现代科学所知道的最小粒子为夸克,“夸克”一词最早由美国科学家费曼提出,其也因研究此微观粒子获得诺贝尔物理学奖,费曼也曾是“曼哈顿”计划的重要人物。对微观粒子进行拆分,原子由中子和质子、电子组成,其中质子和中子又是由夸克组成,数量分别为3、3,常见夸克种类有上夸克和下夸克,在质子中连接三个夸克作用力的称为胶子,夸克和胶子是目前已知最小粒子(实验中未被击碎),其结合形成的强子则是原子核的基本单位,夸克因此成为整个原子质量的载体。由于原子核仅占整个原子体积十万分之一,可见其密度之高。

像太阳这类发光恒星、以及爆发恒星等活跃的天体,无时不刻地在向周围发射高能粒子、光波、电磁波、射线等能量载体形式,其中收集某一恒星所发射出的高能粒子、光波、红外辐射是研究该恒星距离、时间、大气成分等信息的的主要来源。对于高能粒子,可以让其通过质谱仪计算出粒子的比荷q/m=v/Br,再与已知元素比荷进行对比,即可得知该粒子元素种类,再利用光谱仪对该星体发出的光波进行光谱分析,由于每个元素所具有的激发光波都不同,由此可确定该星体的元素构成,(光谱理论于1910年丹麦科学家波尔提出),由于地球存在大气层,使得宇宙中的高能粒子再穿过大气层时,会发生碰撞,电磁波信号在穿过大气层时大部分也会被吸收,因此像使用射电望远镜这类的研究观测机构多数选址在高海拔,干旱地区建址,由于大气层会吸收减弱电磁信号,最理想的观测站莫过于太空了。

像fast这类拥有巨大球面的射电望远镜其功能主要是接收宇宙射线进行分析,弧面越大,接收射线概率也就越高,也就代表着精度的提升。宇宙射线包含各个频段的电磁波,电磁波对其波长进行划分有以下几种划分(伽玛射线和X射线<0.2um<紫外线<0.4um<可见光<0.75um<近中红外线<4um<远红外线<1000um),波长计算公式为λ=c/ν,根据能力计算公式ε=hν可知频率越高的射线,其能量越大,穿透性越高,根据现有技术手段产生X射线相比伽玛射线容易的多,因此在医学放射化疗方面常使用X射线作为手术刀。

在宇宙中,不同波段的射线其来源也不相同,在研究中可以根据观测得到的射线频段判断其来源,也可以收集某一观测目标所发射出的射线来判断其活动类别。例如黑洞附近会产生伽玛射线,温度超过10000℃的恒星其最高发射波段在紫外线波段,因此在天文观测中观察全波段对研究星体具有重要意义。

使用望远镜观测星体距离,首先观察一个已知近地恒星,记录其星等和距地距离,并计算其本身发射光波在宇宙中的衰减率,这时观测另外一个未知恒星,记录其视星等根据光波在宇宙中的衰减率即可估测其距地距离。另一种测量两个天体间距离的方法为三角形法,具体做法为先测出两颗恒星的距地距离,分别与地球连线中间有一角度可测出,根据三角形定理便可求接出第三边长度即为两恒星间的距离。

以上介绍均为在天文观测研究中较常见的研究手段,观测仪器较于大多数人难以实操,这里只做简单介绍进行了解基本原理,更详细和深入的操作方法还请读者自行搜集思考。

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