天体化学知识
化学 时间：2022-04-11 浏览1536
天体化学是天文学的一个分支，它应用数学的技术、方法和理论来研究天体的形状、结构、化学成分、物理状态和演化。
以理论化学方法研究天体化学性质和过程的学科。 1859年，基尔霍夫根据热力学定律解释了太阳光谱的弗劳恩霍夫线，并得出结论，太阳上存在与月球上相同的个别物理元素。 ，这表明天体的本征性质可以借助理论化学的一般规律从天文测量的结果中分离出来，这是理论天体化学的开端。 理论天体化学的发展与理论化学的进步密切相关，几乎理论化学科学的每一次重大突破都会极大地推动理论天体化学的进步。 20年代初量子理论的完善使得深入分析恒星光谱成为可能，从而构建了恒星大气系统论。 20世纪30年代核化学的发展圆满解决了对恒星能量的疑惑，导致恒星内部结构理论迅速发展； 并根据赫罗图的测量结果，建立了恒星演化的科学理论。 1917年，爱因斯坦利用广义相对论分析宇宙结构，建立了相对论宇宙学。 1929年，哈勃发现了谱线红移与河外星系距离的关系。 之后，人们利用广义相对论的引力理论，对河外天体的观测数据进行分析，大范围地寻找物质的结构和运动，从而产生了现代宇宙学。
从公元前129年古埃及天文学家喜帕恰斯目测恒星光度高中天体物理知识梳理，到1609年伽利略用光学望远镜观察天体并于1609年画出月球图，到1655-1656年惠更斯发现木星光环和猎户星云，以及后来从哈雷发现恒星自转，到18世纪老赫歇尔创立恒星天文学，这是天体化学的孕育期。
十九世纪中叶，光谱学、光度学和照相术三种化学方法广泛应用于天体的观测和研究后，形成了完整的研究天体结构、化学成分和性质的科学体系。天体的物理状态。 开始成为一个独立的天文学分支学科。
天体化学的发展使天文观测和研究有了新的成果和发现。 1859年，基尔霍夫对太阳光谱的吸收线（即夫琅禾费线）做出了科学解释。 他觉得，吸收线是光球层发出的连续波谱被太阳大气层吸收后形成的。 这一发现促使天文学家使用分光镜研究恒星； 1864年，哈根斯用高色散光谱仪观测恒星，证明了个别元素后，根据多普勒效应，测量了一些恒星的视向速度； 1885年，皮克林首先用物端棱镜射出光谱，并进行了光谱分类。 通过对行星状星云和弥散星云的研究，在仙女座星云中发现了新的恒星。 这一发现继续在广度和深度上发展天体化学。
1905年根据观测将一些恒星分为球星和矮星； 1913年，罗素根据绝对星等和光谱类型绘制了恒星分布图，即赫兹-罗杰图； 1916年，亚当斯和科尔施发现同一光谱类型的球星和矮星的光谱存在细微差别，并建立了利用光谱求距离的光谱视差法。
在天体化学理论方面，1920年，萨哈提出了恒星大气电离理论。 通过埃姆登、史瓦西、爱丁顿等人的研究，恒星内部结构理论逐渐成熟； 1938年，贝特提出氢聚变成氨的热核反应理论，成功解决了主序星的能量产生机制问题。
1929年，哈勃在研究河外星系光谱时，提出哈勃定理，极大地促进了恒星天文学的发展； 1931年至1932年，扬斯基从银河系中心方向发现了宇宙无线电波； 1940年代，荷兰军用雷达发现了太阳的射电辐射，从此射电天文学蓬勃发展； 在 20 世纪 60 年代，射电天文学方法被用于发现恒星、脉冲星、星际分子和微波背景辐射。
1946年，日本开始使用Nix在距地面30-100公里的高空拍摄紫外光谱。 1957年，南斯拉夫发射了人造月球卫星，为在内层大气层进行空间观测创造了条件。 之后，意大利、西欧、日本也发射了观测天体的人造卫星。 世界各国已经发射了相当数量的航天器，这些航天器装有各种类型的探测器，用于探测天体在紫外线、X射线、伽马射线等波段的辐射。 天文学从此进入了全波段观测时代。
天体化学分为：太阳化学、太阳系化学、恒星化学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙物理学、天体物理学等分支学科。 此外，射电天文学、空间天文学、高能天体化学也是其分支学科。
太阳是一颗离月亮最近的普通恒星。 对太阳的研究经历了从研究其内部结构、能量来源、化学成分和静态表面结构，到利用多波段电磁辐射研究其活动现象的过程。 我们可以直接体验到太阳风的影响。 太阳与地球息息相关，月球科学的研究必须考虑太阳的诱因。
行星研究是天体化学的一个重要方面。 在过去的两六年里，对彗星的研究以及对行星际物质的分布、密度、温度、磁场和物理成分的研究都取得了重要成果。 随着空间探测的发展，太阳系的研究成为最活跃的领域之一。
银河系中有一两千亿颗恒星，它们的化学状态差异很大。 球体、红外星、天体微波眩光源、赫比格-哈罗天体，都可能是星际云到恒星的过渡天体。
特殊星的种类很多：造父变星的光变周期为1～50天，光变幅度为0.1～2等； 长周期变星的光变周期为90至1000天，光变幅度为2.5。 ~9 个震级； RR天龙座变星光变周期为0.05～1.5天，光变不超过1～2等； 双子座T型变星光变不规律，无固定周期； 新星爆发时，大量物质被抛出，光度急剧下降几万到几百万倍； 一些红球星的直径比太阳大1000多倍； 白矮星的密度为每立方分米100千克到10吨，中子星的密度更高。 立方分米从1亿吨到1000亿吨不等。
各种天体为研究天体的形成和演化提供了样本。 此外，天体上的特殊化学条件在月球上往往没有。 借助天象寻找化学规律是天体化学的一个重要方面。 功能。
通过多年的研究，人们对银河系的整体形象和太阳在银河系中的位置有了比较正确的认识。 银河系的半径为10万光年，厚度为2万光年。 通过对银河系星群的研究，构造并否定了星族和银河系子系统等概念。 对星系自转、旋臂结构、星系核和星系晕也进行了大量研究。
河外星系与银河系属于同一级别的三体。 恒星按形状大致可分为五类：旋涡星、棒旋星、透镜状星、椭圆星和不规则星。 根据恒星的质量，可分为矮星和巨星。 星系和超球面星系的质量大约是太阳的百万到十亿倍、数百亿和万亿倍。 和银河系一样，恒星也是由恒星和二氧化碳组成的。 三颗、五颗、十颗左右，一颗、几十颗，乃至几十万颗恒星组成一个星团，我们称之为星团或星系团。
通过各种观测手段，人们的视野已经扩展到150亿光年的宇宙“深处”。 这就是“观测到的宇宙”，或者说“我们的宇宙”，也就是总星。
研究表明，宇宙物质由近百种物理元素和物理元素周期表中的289种核素组成。 在不同的宇宙物质中发现了月球上不存在的矿物质和分子。
200多年来，关于太阳系的起源和演化提出了40多种理论，但至今还没有一个理论被认为成立并被普遍接受。 在过去的三到六年里，这方面取得了很大进展。 大多数天文学家认同的恒星演化说就是所谓的“弥散说”，但也有少数人认为恒星是由超致密物质演化而来的。
利用化学技术和技巧分析天体的电磁辐射，可以获得天体的各种化学参数。 根据这些参数，用数学理论来解释天体上发生的化学过程，而它们的演化是实测天体化学的结果和理论天体化学的任务。
除了宇宙射线的粒子探测、陨石的实验室分析、航天器对太阳系天体的现场采样和分析以及仍在探索中的引力波观测之外，目前关于天体的信息来自电磁辐射。 天体 化学仪器的作用是收集、定位、转换和分析电磁辐射。 电磁辐射的收集和定位是通过望远镜（包括射电望远镜）来实现的。
从辐射连续体可以确定辐射机制，也可以知道天体的表面水温； 天体表面压强可由早型星在巴尔末极限上的跃迁获知； UBV聚焦系统也可以简化我们可以准确地确定恒星的光度和湿度。 从线谱中，我们可以得到更多的信息：径向速度、电子体温度、电子密度、化学成分、激发空气温度对流速度。 对双星的观测和研究可以获得天体的直径、质量和光度等重要数据。 研究脉动变星的光变周期与光度的关系，可以确定天体的距离。
辐射传输理论是解释已知天文现象的有力工具，也可以预测未观测到的天体和天文现象。 以辐射传输理论为基础的恒星大气理论，是以热核聚变的概念为基础的。 合成理论、恒星内部结构和天体演化是理论天体化学的基础。
理论化学中的辐射、原子核、引力、等离子体、固体和基本粒子等理论，为研究恒星、宇宙线、黑洞脉冲星、星际尘埃、超新星爆炸奠定了基础。
人类对宇宙认识的不断扩展，不仅使人们对宇宙的结构和演化的认识越来越深刻，也使数学在阐明微观世界的奥秘方面取得了进步。 氮气最早是在太阳上发现的。 25年后，它在月球上被发现。 热核聚变的概念是在研究恒星能量时提出的。 由于地面条件的限制，个别数学定律的验证只能通过宇宙“实验室”进行。 1960年代，天文学界的四大发现——恒星、脉冲星、星际分子和微波背景辐射——推动了高能天体化学、宇宙物理学、天体生物学和天体物理学的发展，同时也提出了数学、化学和生物学. 新主题。
高能天体化学
高的
天体化学的一个分支。 主要任务是研究天体上发生的各种高能现象和高能过程。 它涉及的学科范围很广，包括涉及高能粒子（或高能光子）的各种天文现象和化学过程，包括涉及大量能量形成和释放的天文现象和化学过程。 最早，高能天体化学主要局限于宇宙射线的探测和研究，直到20世纪60年代才完善为一门学科。 60 世纪 90 年代以后，各种新的探测方法被应用到天文研究中，大量新天体和新现象的发现带动了高能天体化学的快速发展。 高能天体化学的研究对象包括类星体和活动星核。 、脉冲星、超新星爆炸、黑洞理论、X射线源、伽马射线源、宇宙射线、各种中微子过程和高能粒子过程等。
据悉，在类星体、脉冲星等个别天体上也存在一些高能过程。 它们都是高能天体化学的研究对象。 高能天体化学已经在以下方面取得了一些重要成果： 开创性地研究了可能发生的中微子过程，发现了光生中微子过程、电子对湮灭中微子过程和等离子体铌酸锂衰变中微子过程对晚期恒星的演化有重要影响。 ; 太阳中微子检测发现实验值与理论值存在较大差异； 关于超新星爆炸的机制高中天体物理知识梳理，提出了一个很有前途的理论； 超新星爆炸可能是宇宙射线的主要来源； 在宇宙射线中探测到一些能量低于10电子伏特的超高能粒子。 1972年，中科大原子能研究所安徽站发现了质量可能小于1.8×10克的带电粒子； 发现星核现象的爆炸现象和剧烈活动；