全新的宇宙

 1919年是动荡不定的一年：俄罗斯的红军和白军在殊死战斗；巴黎和会各国代表们为了争夺利益而纵横捭阖。不过即便在这样的时候，也有一些人把眼光投向了天空。这一年国际天文联合会成立了，哈勃（Hubble）从军队退伍前往威尔逊山天文台报到，而两支英国天文学家的观测队伍则奔赴非洲和南美洲进行日食观测，这一观测最终导致广义相对论的新时空观被接受。     

全新的宇宙

<正>一、一百年前的宇宙1919年是动荡不定的一年:俄罗斯的红军和白军在殊死战斗;巴黎和会各国代表们为了争夺利益而纵横捭阖。不过即便在这样的时候,也有一些人把眼光投向了天空。这一年国际天文联合会成立了,哈勃(Hubble)从军队退伍前往威尔逊山天文台报到,而两支英国天文学家的观测队伍则奔赴非洲     

超亮红外星系

著名天文学家 Halon Arp 1966年编制的奇异星系图集中有一个 14星等(可见光)的星系 Arp 220,其光学象显示为两个刚好接触的卵形核,每个核的大小为15rad·s,连同包围着它们的稀薄物质,总宽度达到50 rad·s左右.从其谱线红移测定其距离为 3亿光年,由此推知它相当于一个直径为7万光年的典型星系.天文学家感到极大兴趣的是 1984年 B.T.Soifer及其同事们在分析红外天文卫星(IRAS)[1]搜集的数据时,惊奇地发现它是最靠近我们的一颗“极亮”的河外红外源,其输出总能量的99%都在红外波段,由此推知其总光度达到2×1012L　1)(一般星系最大光度为10…     

一个伟大的天文学家族——卡西尼家族

<正>1667年在海军国务大臣柯尔贝尔的建议下,法国国王路易十四开始了巴黎天文台的建设。1671年天文台圆满建成,两年前移居法国的意大利天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼(Giovanni Domenico Cassini)被任命为首位负责人。从此卡西尼家族中四代人相继出任巴黎天文台的负责人,这在天文学史乃至科学史上都是罕见的,下面让我们对这个伟大的家族和他们的贡献作一些回顾。一、卡西尼一世卡西尼一世即G.D.卡西尼,1625年6月8日生于意大利的佩里纳尔多,1712年9月14日在巴黎去世。青少年时期求学于热那亚等地。从1650年起担任波伦亚大     

常规气象参数估算南极泰山站近地面大气光学湍流强度

选择最好的天文台址放置大口径望远镜一直是天文学家追求的目标.天文台址的选择与近地面层湍流强度大小以及随高度递减的快慢密切相关.与中纬度最好的天文台站相比,南极大陆具有极低的红外天空背景辐射、极低的可降水含量、极低的气溶胶和尘埃颗粒物含量、非常小的光污染、晴天日数多,无疑成为下一代大型光学/红外天文望远镜在地球上寻找地基站址的理想场所.本文建立了光学湍流强度估算方法,第一次对南极泰山站近地面大气光学湍流强度进行估算.模式输入的气象参数是2013年12月30日至2014年2月10日移动式大气参数测量系统在南极泰山站测量的数据,折射率结构常数C_n~2的估算结果与温度脉动仪实测的C_n~2进行了比较,并对估算方法进行了敏感性分析.测量结果和分析表明:南极内陆近地面C_n~2具有明显的日变化特征,夜晚C_n~2达2×10~(-14)m~(-2/3),比白天强,日出和日落时刻附近出现最小值.C_n~2的模式估算和实验测量的比对表明了模式用来估算南极近地面C_n~2的可行性.C_n~2的模式估算和测量差异最大值往往出现在日出和日落时刻附近.由于南极内陆大气大部分时间处于稳定状态,选用不同的结构常数函数估算的C_n~2值差别不大,0.5 m,2.0 m两高度温差测量精度是影响C_n~2估算值的主要因素.     

寻找一个自洽的常数

正在宇宙学发展的历程中,最伟大的发现是天文学家哈勃意识到了宇宙在膨胀。这一突破为我们了解宇宙年龄、微波背景辐射和宇宙大爆炸奠定了基础。哈勃是一位拥有天时地利人和机缘的天文学家。1923年,利用美国加州威尔森天文台2.5 m胡克望远镜,他在"旋涡星云"中观测到了造父变星,这类变星具有很好的周期-光度关系,可以用来测量距离。所得距离     

艾里（Airy，Sir George BiddeⅡ，1801-1892）英国天文学家（Astronomer，England）

艾里于1823年毕业于剑桥大学，他的数学成绩居全班之首。他在该校教数学与天文学，并于1835年被任命为第七任皇家天文学家。他保持这一职务长达45年之久，直到1881年80岁退休时为止。他用精良的仪器装备格林威治天文台使之现代化，将它提高到了德国天文台的水平。自从赫歇尔H16的全盛时期以后，德国的天文台在高斯66和贝塞耳时这样一些人领导下，一直遥遥领先于英国。艾里是一个自负的人，他统治着天文台犹如一个小小的暴君，但是却使天文台的工作忙碌而充满了生机。     

重元素揭示恒星的形成时间

天文学家认为 ,实际上所有比硼重的元素都是由恒星内部发生的核反应所产生的 .当恒星在其寿命的末期发射爆炸时 ,这些元素被发射到太空中 .但是在这个过程能够发生之前 ,大爆炸中产生的较轻的元素 (如氢和氦 )必须先聚结成恒星 ,而根据现有的理论 ,这一演化要经历 7亿年的时间 .这意味着 ,在古老的恒星和星系中 ,重元素的存在可告诉我们恒星是在什么时候开始形成的 .空间望远镜欧洲协作装置及欧洲南部天文台的WolframFreudling及其同事们使用哈勃望远镜对 3个类星体所发出的光波进行了观察 (见FleudlingWetal.Astrophys.J.Lett.,2 0 0 3,…     

对外星生命的探索

据 2 0 0 1年 12月 1日出版的一期英国《新科学家》周刊报道 :天文学家们首次探测到太阳系以外的一颗行星上有大气 ,这就为寻找构成地球以外生命体的化学成分提供了可能。到目前为止 ,天文学家发现的围绕太阳之外的一些恒星运行的行星共有 76颗 ,但由于这些行星太暗淡 ,用现有的地基望远镜和空间望远镜都难于直接看清它们 ,更谈不上探索它们的大气组成了。ＨＤ2 0 94 5 8是一颗类似于太阳的黄色恒星 ,距离我们约 15 0光年。美国科学家布朗 (ＴｉｍＢｒｏｗｎ)和夏博尼安 (ＤａｖｅＣｈａｒｂｏｎｎｅａｎ)通过哈勃空间望远镜直接观测到了绕…     

一种新的宇宙信使

正激光干涉仪引力波天文台(LIGO)和室女座引力波探测器(Virgo)最近对两颗并合中子星的引力波进行了第一次观测,连同来自全球多台望远镜和空间卫星的数据,开启了多信使天文学的新纪元。Imre Bartos描述了这个划时代的时刻,这是数十年研究的辉煌成果,也将塑造观测天文学的未来。     

不同海拔地区红外大气透过率的计算和测量

为了得到不同海拔地区的大气透过率,探索大气透过率随海拔高度的变化规律,利用数值模拟、软件计算和实地测量方法分别对阿里(5 km)、德令哈(3 km)和怀柔(0 km) 3个不同海拔地区在4. 605～4. 755μm波段25 km以下的大气透过率进行了计算和测量。结果表明:红外大气透过率随海拔高度增加而增加;采用数值模拟计算得到3个地方的大气透过率分别为0. 709、0. 572和0. 555;采用软件计算得到的透过率分别为0. 849、0. 766和0. 596;采用实测方法得到的透过率分别为0. 805、0.766和0.673;阿里地区海拔较高,相对湿度较低,能见度高,大气透过率最好。该结论对国内天文红外观测及空间红外目标辐射特性测量具有重要的借鉴意义。     

封面故事

正阿里天文观测基地位于"世界屋脊"——西藏的阿里地区,海拔5100米,是北半球首个海拔超5000米的天文台,将成为我国科学家探测原初引力波的重要基地,这对研究宇宙起源理论(暴胀模型,反弹模型等)意义重大。阿里地区海拔高、云量少、水汽低、透明度高,是北半球开展CMB观测、寻找原初引力波实验的     

宇宙的起源与未来——大爆炸宇宙论简介

 大爆炸宇宙论的产生,得益于天文学家们三个主要观测结果。第一个,也是最值得注意的一个观测结果是:1929年,埃德温·哈勃发现,宇宙的主要成分--与我们的银河系相类似的星系,象宇宙弹片一样在巨大爆炸后正彼此逃离开。如果宇宙正在膨胀,一个似乎是不可避免的结论是:它的过去必定是非常小的。这要求必须将某个瞬间作为宇宙诞生的时刻,即膨胀开始之时,哈勃的发现是真正重要的发现,尽管宇宙已非常古老了,但它不会无限早地存在着。可以想象,膨胀倒转回去,象电影倒过来放映一样,天文学家们据此推断,宇宙大约诞生于150亿年前发生的一次大爆炸。第二个观测结果是所谓“宇宙背景辐射”--大爆炸火球冷却以后余辉的存在,它支持了大爆炸理论。令人惊讶的是,在大爆炸事件发生150亿年之后,这种宇宙背景辐射仍充满空间的每个空隙。     

打开宇宙电磁频谱的新窗口——超长波

 1800年2月11日，英国天文学家威廉·赫谢尔在观测太阳光谱热效应时意外发现了肉眼不可见的红外辐射。此后，随着麦克斯韦电磁理论的建立，人们开始意识到，在可见光之外，还存在着其他波段的电磁波，它们的差别只在于频率或者说波长。现代的天文研究综合了这些不同波段的观测以获取信息。但是，地球大气对于观测不同频段的天体辐射却有很大影响。图1为地球大气对不同波段电磁辐射的吸收。我们看到，这其中有两个几乎完全透明的窗口，分别位于可见光波段和无线电波段（米波至厘米波）。我们的眼睛之所以对可见光敏感大概是长期进化的产物。现在，地面的天文观测也是以可见光和射电（无线电）天文观测为主，而其他波段特别是X射线、伽玛射线等高能天文观测，以及红外和毫米波观测，则往往依赖航天器的空间观测或火箭、气球等近邻空间观测手段，或者至少是利用高海拔观测站以尽量减少大气吸收。仅X射线波段，空间望远镜和实验就已有几十个。这些空间观测，打开了高能天文的观测窗口。     

天文学家目击中子星相撞

<正>近十来年,天文学重大突破之一是成功地协同观测中子星相撞时产生的引力波和电磁波信号。这一发现始于2017年8月17日(故编号为GW170817):随着激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座干涉仪(Virgo)合作组对引力波的发现、定位以及费米伽马射线空间望远镜(Fermi)的快速认证,超过70多台地面和空间探测设备在X射线、可见光、红外、射电等波段捕获了该并     

迅速发展的红外天文学

 1609年意大利天文学家伽利略发明了第一架天文望远镜,300多年来,人们一直用光学望远镜在可见光波段观测天体,认识宇宙,本世纪30年代,美国无线电工程师K.央斯基偶然发现了来自银河中心的宇宙射电波,开辟了大气的另一扇“窗口”,即射电窗口,迅速发展的射电天文学与光学天文学交相辉映,使古老的天文学大放异彩。60年代,天文学家又打开了可见光与无线电波之间的波长在0.7-1000微米的红外窗口,进一步拓宽了天文学的观测领域,推动了天文学的更快发展。     

罗麦

丹麦人,天文学家,生于1644年2月25日,死于1710年9月19日。但从1671年到1681年在巴黎当法国皇太子的教师并为科学院的成员,后来做过数学教授并担任丹麦哥本哈根天文台台长及哥本哈根市市长之职。他利用木星的卫星蚀或早或迟的视现象来测定光速。他首先建造了子午线观测用的通过仪器(Durchgangsinstrument),并用一个分度圆盘进     

探索地外智慧生命

 不可忽略的小行星小行星是一些体积较小的围绕太阳运行的不规则小天体,它们大部分在火星和木星轨道之间,称为“小行星带”。已观测到最大的小行星直径为970千米、最小的可能只有几米甚至几厘米。迄今为止,天文学家们在地面上已观测发现了5000多颗小行星,据估计,仪通过天文望远镜能够用照相方法记录下来的小行星约有50万颗之多。     

大行星的形成问题需重新考虑

 天文学家们认为木星和土星是经过两个步骤形成的.但近几年来围绕着一些恒星的行星的发现(参见本刊1997年第2期的科苑快讯:天文学家已发现了八个“新太阳系”),迫使人们不得不重新考虑这个问题.     

新实验结果挑战暗能量的存在

大多数天文学家相信宇宙中“暗能量”占优势,因为这是惟一能够解释为什么宇宙在同时进行着膨胀和加速的理由.可是如今荷兰与法国的物理学家们提出暗能量可能并不存在.他们声称,最近对宇宙X射线的观测揭示了远古星团与现今星团之间令人费解的差别,这可以用不存在暗能量来解释(将