天体和天球及其坐标系统.ppt

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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。①恒星并非不动。②由炽热的气体组成的仅是恒星的大气，恒星的内部，特别是内核密度都很大，显然不一定是由气体组成。③恒星有许多种类，恒星有生有灭。行星指绕恒星运行、自身不会发可见光的天体。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。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

2、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。DestructionofSun-GrazingCometC/2011N3(SOHO)WithintheLowSolarCorona,C.J.Schrijver,J.C.Brown,K.Battams,P.Saint-Hilaire,W.Liu,H.Hudson,W.D.Pesnell,Science20January2012,Vol.335no.6066pp.324-328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

3、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，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

4、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

5、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颗卫星地月系统太阳系银河系星系群星系团超星系团总星系2.2天球和天球坐标以观测者为中心，以任意长为半径的假想的球，称为天球。2.2.1天球视位置定义为：把不同远近的星星与观测者的眼睛连成的直线延长，它们和天球相交的点，即星星在天球上的投影。天球是存在中心的选择不同的天球中心：观测者→观测者天球地心→地心天球（主要用于表示太阳系外天体的是运动和视位置）日心→日心天球（主要用于表示太阳系内天体的是运动和视位置）天球的半径是任意的它包容一

6、切，不论天体如何遥远，天球上总有它的位置在同一视线上的不同远近的星球，在天球上的视位置是重合的所有互相平行的直线向同一方向延长，和天球交于一点这是因为天球半径无限大，所以观测者的任何位移都比圆球半径小得多。几个天球相关的性质球面的几何性质用任何一个平面切割球面，切痕都是圆。如果切割平面过球心，圆的直径最大，称为大圆。不过球心时，圆的直径较小，称为小圆；球面上任意两点之间的连线以大圆弧最短；通过球面上任意两点（与球心同在同一直线上的两点除外）可以做唯一的大圆；球面上任意两个不同的大圆必然相交与两点，该两点的连线比过球心；5.通过大圆中心（球心）做大圆平面的垂直线，与球面相交的两点

7、称为该大圆的极。通过大圆的极的任意一个大圆都与原来的大圆垂直。从大圆上任意一点到极的大圆弧长度都是90°.两个大圆的交点是通过大圆的极的大圆的极。2.2.2常用的天球坐标系建立球面坐标的三个条件选择一条通过球心的直线作为基本轴，或选择一个特定的大圆作为基本大圆。基本轴与基本大圆垂直，基本轴与球面的交点就是基本大圆的极；选择球面上除极点外的任一点作基本点；约定坐标量度的方法和范围球面坐标的基本要素地球坐标系统的基本要素地球坐标系统：基本轴：地球自转轴基本轴与地球表面的两个交点是南北极基本大圆：