天体和天球及其坐标系统

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1、第二章天体和天球及其坐标系统2.1天体和天体系统2.1.1天体概念及主要天体介绍1.天体概念目前把天体认为是宇宙间各种星体的总称。包括：恒星（如太阳）、行星（如地球）、卫星（如月亮）、彗星、流星体、陨星、小行星、星团、星系、星际物质以及暗物质等。2.主要天体介绍恒星是天体中的主体。一般认为由炽热的气体组成的、自身会发热发光的球状或类球状天体称为恒星。太阳就是一颗恒星，除了月球和行星，我们在夜晚所见的众星大多为恒星。①恒星并非不动，只是因为距离我们实在太远，不借助特殊工具和特殊方法，很难发现它们在天空上的位置变化，因此古代人把它们叫恒星。②由炽热的气体组成的仅是恒星的大气，恒

2、星的内部，特别是内核密度都很大，显然不一定是由气体组成，何况象白矮星、中子星(包括脉冲星)这样的致密恒星，已不是由气体组成的，而恒星自身发光也是恒星演化史上某一阶段的现象。③恒星有许多种类，恒星有生有灭。由成团的恒星组成的，被各成员星的引力束缚在一起的恒星群称为星团，主要有球状星团和疏散星团两种。行星指绕恒星运行、自身不会发可见光的天体。到目前为止，人们仅能视察到太阳系内的行星；别的恒星的行星系統，想用天文望远镜直接观测显然目前是不可能的。但可以用精密设备测定恒星光谱红移和紫移，根据"晃动的恒星"现象而确认是否有行星。目前有天文学家已经搜索发现一些太阳系外的行星。例如：大熊

3、座47有一颗行星；仙女座υ恒星有3颗行。卫星指绕行星运行、自身不会发可见光、以其表面反射恒星光而发亮。至今人们也仅是观察到太阳系内的卫星，据资料，至2003年发现的太阳系卫星数达130多颗。彗星主要由冰物质组成，以圆锥曲线(包括椭圆、抛物线和双曲线)轨道绕恒星运行，当靠近恒星时，因冰物质受热融化，蒸发或升华，并在恒星粒子流（如太阳风）的作用下拖出尾巴的天体。至今人们也仅观察到太阳系内的彗星。流星体是绕恒星运行的质量较小的天体，其轨道千差万别。在太阳系中有些流星体是成群的，称为流星群。当流星体或群进入地球大气层时，由于速度很高，进入地球大气层因摩擦生热燃烧发光，形成明亮的光迹

4、，称为流星现象。大流星体未燃尽而降落在地面称为陨星。陨星中含有许多种矿物元素，近年来还发现在陨石中存在有机物。星云和星系星云是指银河系空间气体和微粒组成的星际云。一般它们体积和质量较大，但密度较小；形状不一，亮暗不等。过去在星云性质不清楚之前，把星云分为河内星云和河外星云两种。河内星云实质就是"星云"，是银河系内的一些星际物质；河外星云就是现在说的河外星系，简称"星系“.星际物质恒星之间的物质，包括星际气体、星际尘埃和各种各样的星际云，还包括星际磁场和宇宙线，统称为星际物质。在现代天体物理中星际物质研究越来越受到重视。猎户座大星云银河系全景图人造天体在1957年人造卫星上天

5、以后才有的天体。现有人造卫星、宇航器（宇宙飞船）和空间站等。虽然有的人造天体已瓦解，失去设计时功能，但每一块小碎片（宇宙垃圾）仍然是人造天体。现运行在空间的人造天体已有上万个。可视天体和暗物质在大量的宇宙物质中，人类把看得见的（在可见光波段）称为可视物质，看不见的称为不可视物质或暗物质。据现代天文研究，宇宙中存在大量暗物质。约有12000块太空碎片围绕地球运转2.1.2天体系统在引力的作用下，邻近的天体会集结在一起，组成互有联系的系统，这就是天体系统。也可以表述为：天体系统是互有引力联系的若干天体所组成的集合体。1.天体系统概念2．主要天体系统天体系统的规模有大有小，到目前

6、为止，人类所认识的最低一级的天体系统是由一颗行星与一颗或多颗卫星所组成的系统，如由地球与月球所组成的地月系。在太阳系内，这样的天体系统已发现不少，象火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星，还有两颗小行星，都拥有卫星。木星是人类迄今为止发现的天然卫星最多的行星，目前已发现63颗卫星地月系统比地月系这样的天体系统高一级的天体系统是由一颗恒星与若干行星及其卫星等所组成的天体系统，如太阳系就是由太阳及其九大行星和卫星及小天体等组成。比太阳系这样的天体系统再高一级的称为星系，它是由大量恒星所组成，我们的太阳所在的星系称为银河系，许多类似于银河系的星系统称为河外星系。比星系再高一级的

7、天体系统是星系群、星系团。银河系所在的星系群称本星系群。星系群或团再高一级是超星系团，它是由一定数量的星系群和星系团所组成的天体系统。本星系群所在的超星系团称本超星系团。在超星系团之上，不再细分了。目前天文学家把人们观测所及的宇宙部分称为"总星系"或”科学宇宙”，也就是宇宙学家常说的"我们的宇宙"。值得一提，"科学宇宙"同哲学上所讨论的"宇宙"（无所不包的时空）不完全是一回事。从广义上说，总星系应该是无限宇宙的一部分。2.2天球和天球坐标天体由于引力和运动使它们保持相对的平衡。当我们抬头仰望星空时，从视觉上很难分辨