天文学导论课件,北师大版.pdf

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1、§2.3红外和全波段天文观测1.红外天文观测2.空间望远镜和全波段天文观测11.红外天文观测•1800年，英国天文学家赫歇尔在观测太阳时，偶然发现了“红外线”；•第二次世界大战后，半导体技术和制冷技术的飞速发展，红外探测器性能的极大提高，使红外天文观测逐渐走向发展。2红外望远镜的特点•波段：1μm—1mm;•在红外波段，大气消光比可见光小，可观测到在可见光波段无法观测到的天体；•是宇宙中的低温物质探测的最好手段，对解决天体的起源和演化问题很重要；3•镜面和很多光学元件需要红外光学材料；•采用调制技术，抵消背景信号的干扰：焦平面

2、调制，副镜调制等；•用干涉方法提高其分辨本领；•镜面精度要求比光学镜片低。关键是提高接受能力和抑制背景噪声！4目前已投入使用和将要建成的红外望远镜（部分）•上世纪七十年代美国NASA的3米口径红外望远镜（IRTF）;•英国3.8米口径的红外望远镜（UKIRT）;•1983年美，荷，英联合发射的红外天文卫星（IRAS）,主设备为60厘米红外望远镜；使红外望远镜及其观测推向了一个新时期。5•九十年代被称为“红外的年代”：九十年代红外望远镜发展分两种：专为红外波段的望远镜计划：如美国的口径8米的IRO望远镜，以及美欧联手用两个1米级

3、红外望远镜进行的2μm巡天（2MASS）等；另一种地面光学/红外望远镜发展计划：如美，英，加，智利，阿根廷，巴西双子望远镜（GEMINI），在南北半球各一8米望远镜，红外优先。6•欧洲1995年升空的“红外空间天文台”（ISO）：口径60厘米，工作波段2μm—200μm,灵敏度比IRAS要高2个量级；•美国“空间红外望远镜设备”（SIRIF,SPITZER）:美国空间四大望远镜之一，口径85厘米，工作波段1.8μm—180μm，在远地轨道运行，避开地球辐射（与IRAS和ISO不同），灵敏度提高1000倍。7我国的红外望远镜•兴

4、隆站口径1.26米红外望远镜；•LAMOST,口径4米的光学/红外望远镜。82.空间望远镜和全波段天文观测•全波段天文观测和空间观测紧密地联系在一起，空间观测可以不受大气宁静度的限制，得到理想的图像分辨率：对已知天体全波段研究，发现了很多新的物理性质；全波段观测发现很多新的特殊的天体。91）红外空间望远镜•IRAS:可探测波段12μm，25μm，60μm，100μm。已取得很多重大成果，如：包括25万个源的点源星表，四个波段的红外图像，低分辨率光谱，等等。•ISO;•SPITZER；10红外望远镜名称隶属机构时间口径波长范围角

5、分辨率IRASNASA,1983-840.6m8-1203-30"NetherlandsμmISOEuropean1995-980.6m2.4-2001-60"SpaceμmAgencySPITZERNASA2003-0.85m2-1800.5-40"μmNGSTNASA20186.5m0.6-270.02-0.3"(Webb)μm11IRAS12(a)IRAS所得的猎户座星云及其环境的红外图像；(b)对应区域的光学图像。13spitzer142）光学及紫外观测•哈勃空间望远镜（HST）:美国1990年4月25日由“发现号”航

6、天飞机运载升空；光学主镜2.4米，总重11.6吨。工作波段：约1200Å—11000Å，定位精度可达0.01″，跟踪精度不超过0.007″/天，高角分辨本领（0.1″）和高灵敏度；可把恒星的大部分光集中到0.05″角直径内，约70%的光聚在0.1″之内，比地面大型望远镜的分辨率提高了十几倍。15哈勃空间望远镜•1990年发射，位于距地面600千米、周期95分钟的轨道上•2.4米口径镜片，可以在光学、紫外和红外波段进行观测•2002年3月添加theAdvancedCameraforSurveys(ACS)16•HST•上图为HS

7、T结构图;•下图A,B,C,D为其在轨道上的不同状态。17HST在1993年修复前后拍摄的星系M100像比较18紫外望远镜名称组织时间有效口径波长范围HubbleNASA1990-2.4m>1200ÅFUSENASA1999-0.7m912-3000ÅEUVENASA1992-9780—800Å19EUVE(ExtremeUltravioletExplorer)andFUSE(FarUltravioletSpectroscopicExplorer)20•极远紫外探索卫星（EUVE):1992年6月美国发射，预期工作3年。主要在

8、极远紫外波段80—800Å巡天；亮源的位置测量可精确到1´以上，其扫描系统在6个波段上可获得分辨率为6´的全天亮源图；只用了6个月，卫星就完成了任务。21•远紫外光谱探测卫星（FUSE）:1999年投入使用，设计口径为70厘米，角分辨率1″；在900Å----1200Å光谱分