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第一章 绪论1

1.1 宇宙概观1

1.太阳系2

2.恒星2

3.星际物质3

4.星系4

5.宇宙4

1.2 宇宙物质的基本规律和物质状态5

1.粒子和四种作用力6

2.宇宙中物质的状态8

1.3 天体物理学和物理学13

1.天体物理学13

2.天文学(天体物理学)方法16

3.天体物理学和物理学的全面渗透18

4.21世纪天体物理学22

第二章 天体物理中的辐射过程25

2.1 辐射转移理论25

1.描述辐射场的物理量25

2.发射系数、吸收系数和爱因斯坦概率系数27

3.辐射转移方程30

2.2 热辐射33

1.黑体辐射33

2.普朗克定律的特性33

2.3 回旋辐射、同步加速辐射及曲率辐射35

1.回旋辐射35

2.同步加速辐射37

3.曲率辐射43

1.康普顿散射44

2.4 逆康普顿散射44

2.逆康普顿散射46

2.5 切连科夫辐射49

第三章 天体物理观测方法和天体参数的测定52

3.1 获得天体信息的渠道52

1.电磁辐射52

2.宇宙线53

3.中微子53

4.引力波54

3.2 信息的收集和观测视野的扩展55

3.3 天文望远镜和辐射探测器59

1.天文望远镜59

2.LAMOST 望远镜60

3.辐射探测器62

3.4 天体的光度测量64

1.星等64

2.测光系统65

3.色指数和热改正66

4.星际消光、星际红化和色余67

3.5 天体的谱分析68

1.天体物理光谱分析69

2.恒星的光谱分类71

3.河外特殊天体光谱分类73

3.6 射电天文方法76

1.射电天文的早期发展和成就76

2.射电望远镜77

3.射电天文测量79

1.红外天文卫星(IRAS)和国际紫外探险者(IUE)82

3.7 空间天文方法82

2.X 射线天文和γ射线天文观测83

3.哈勃空间望远镜(HST)85

3.8 天体的距离86

1.视差87

2.分光视差法88

3.威尔逊-巴普法88

4.星群视差法89

5.主星序重叠法89

7.谱线红移和哈勃定律90

6.变星测距90

3.9 恒星的大小92

3.10 天体的质量94

1.恒星质量的测定94

2.星系质量的测定97

3.星系团的质量101

3.11 天体的年龄和宇宙的年龄102

1.赫罗图法102

2.核纪年法103

3.宇宙年龄104

第四章 太阳物理105

4.1 太阳概述106

1.太阳的质量和半径106

2.太阳常量和太阳光度106

3.太阳大气分层107

4.太阳作为一颗恒星的基本参量107

4.2 太阳的结构：内部和光球108

1.太阳的内部110

2.太阳中微子问题113

3.光球117

4.米粒组织和振荡120

4.3 等离子体物理和磁流体力学基本原理121

1.等离子体的特征121

2.粒子的轨道理论122

3.磁流体力学基础124

4.太阳磁发电机理论127

4.4 太阳活动128

2.活动区129

1.太阳活动和磁场129

3.太阳黑子130

4.耀斑132

4.5 日地关系141

1.缓变型太阳活动及其影响143

2.爆发型太阳活动及其影响144

3.空间天气学145

第五章 恒星的结构和演化147

5.1 恒星的观测特性148

1.星团149

5.2 星团和赫罗图149

2.星协150

3.赫罗图150

4.星团的赫罗图153

5.3 恒星演化概述156

1.恒星演化进程概貌156

2.恒星的最后归宿158

5.4 恒星演化的时标159

1.自由下落时标159

3.爱因斯坦时标160

2.开尔文-亥姆霍兹(K-H)时标160

1.物质凝聚和恒星形成161

5.5 恒星形成和早期演化161

2.动力学方程线性化和金斯判据162

3.旋转的影响164

4.孤立星云的坍缩165

5.磁场的影响166

6.赫罗图中的林忠四郎线166

5.6 恒星结构的基本方程169

1.辐射传能172

5.7 恒星内部物理状态172

2.对流传能174

3.物态方程176

4.不透明度177

5.能源181

5.8 各种质量恒星的演化187

1.理论 H-R 图187

2.主序星的特性188

3.低质量星的演化190

4.大质量星的演化193

5.9 恒星演化的重点问题197

1.球状星团的高龄198

2.褐矮星和破碎与凝聚过程的极限199

3.M 型星的质量损失199

4.蓝超巨星的 CNO 和超新星的前身星199

5.银心中恒星的性质199

7.星暴星系的恒星特征200

8.本星系群中的大质量星200

6.类星体和活动星系核(AGN)的化学组成200

9.星系中恒星的核聚变和超新星类型201

5.10 超新星201

1.观测特性202

2.Ⅱ型超新星212

3.Ⅰ型超新星216

4.核合成220

第六章 致密星222

6.1 致密星的形成222

1.白矮星理论简史224

2.多方球224

6.2 白矮星224

3.钱德拉塞卡质量极限227

4.理论与观测的比较228

6.3 中子星230

1.历史230

2.物态方程和中子星模型231

6.4 脉冲星234

1.发现和证认为中子星234

2.观测特性236

3.脉冲星表和常用导出量237

4.色散量240

5.脉冲星磁偶极模型241

6.脉冲星的辐射机制243

6.5 黑洞248

1.爱因斯坦引力论248

2.黑洞251

3.黑洞热力学253

4.黑洞可发出辐射254

1.洛希瓣和密近双星分类255

6.6 密近双星255

2.X 射线源的双星模型257

3.X 射线双星的起源258

6.7 X 射线源和 X 射线爆261

1.研究简况261

2.X 射线脉冲双星262

3.X 射线爆267

(1)Ⅰ型 X 射线爆267

1.γ射线天文学269

6.8 γ射线天文学和γ射线爆269

(2)Ⅱ型 X 射线爆269

2.γ射线爆271

6.9 吸积274

1.致密天体的吸积盘275

2.吸积盘基本理论276

第七章 星际物质283

7.1 星际尘埃和星际气体的发现284

7.2 分子云和恒星形成286

1.分子云的特征287

2.太阳周围的分子云288

3.暗分子云288

4.分子云和年青恒星在银河系内的分布290

7.3 气体星云在各波段的表现形式292

1.光学观测292

2.射电观测295

3.红外观测296

4.紫外、X 射线和γ射线观测297

2.电离和复合299

1.辐射转移299

7.4 星际气体的物理过程299

3.能量损失机制302

7.5 星际尘埃305

1.尘埃的光学特性305

2.尘埃的物理特性307

7.6 星际气体动力学过程311

1.星际空间中的激波311

2.星云的运动315

1.恒星的死亡322

7.7 恒星和星际物质的相互作用322

2.恒星的诞生323

第八章 银河系328

8.1 银河系概貌和基本参量329

1.观测证据329

2.银道坐标系332

8.2 恒星的分布333

1.恒星计数333

3.高光度星和星团336

2.光度函数336

4.星族338

5.银河系质量的估算338

8.3 银河系的自转和恒星运动340

1.恒星运动的组成部分340

2.恒星的空间运动342

3.本地静止标准(LSR)343

4.银河系的自转345

5.银河系自转曲线和质量349

8.4 旋臂结构351

8.5 银核和银心354

第九章 河外星系358

9.1 河外星系359

1.沙普利-柯蒂斯论争359

2.星系的分类362

3.星系的光度和光谱367

4.星系的非光学窗口371

5.光度函数373

6.星系的表面亮度375

7.星系类型的统计分析379

8.星系中的磁场380

9.2 星系的质量382

1.星系质量的确定382

2.星系的质量光度比383

9.3 星系的化学演化384

9.4 星系的距离385

9.5 本星系群387

1.本星系群概况387

2.麦哲伦云390

9.6 活动星系392

1.活动星系的分类393

2.活动星系观测到的性质394

9.7 活动星系核401

1.活动星系核的分类402

2.活动星系核的能源——巨型黑洞吸积模型407

3.活动星系核的统一模型410

9.8 类星体412

1.类星体的发现412

2.观测特征414

3.光度函数415

4.红移的争论417

9.9 星系团419

1.互扰星系419

2.合并星系(Mergers)420

3.星系团分类422

4.几个著名的星系团424

第十章 宇宙学426

10.1 现代宇宙学的三大基石427

1.哈勃膨胀(星系整体退行)427

2.微波背景辐射428

3.轻元素的合成429

10.2 宇宙学原理与罗伯逊-沃尔克度规430

1.宇宙学原理430

2.罗伯逊-沃尔克度规430

10.3 宇宙学红移与哈勃膨胀433

1.宇宙学红移433

2.哈勃定律434

3.时间膨胀现象435

1.弗里德曼方程437

10.4 标准宇宙学模型437

2.宇宙学的基本参量439

3.物质为主的宇宙的动力学解441

4.距离-红移关系445

10.5 宇宙简史447

1.温度-时间-红移关系447

2.宇宙演化简史448

10.6 宇宙原初核合成449

1.宇宙早期热力学450

2.BBN 的理论计算451

3.理论与实测的比较454

4.BBN 在天体物理和基础物理中的应用455

10.7 宇宙微波背景辐射456

1.最后散射面456

2.微波背景辐射的角分布457

3.宇宙微波背景辐射的各向异性的观测459

10.8 宇宙大尺度结构461

1.宇宙中的暗物质问题461

2.结构形成465

习题(2～10章)472

参考文献481

附录489

1.物理和天体物理常量(数)489

2.25颗亮星星表490

3.天文坐标系491

4.梅西叶星表492

5.地面大型天文光学望远镜496

6.高能天体物理简史496

人名译名对照表498