高中地理:宇宙中的天体/星云有哪些?

天然天体有可以通过天文望远镜探测到的,如恒星、行星、卫星、流星体、彗星、星云等,也有需要通过射电探测手段或其他空间探测手段才能探测到的,如红外源、紫外源 、射电源、X射线源和γ射线源。

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高中地理基础与拓展(一)——地球的宇宙环境

天体

即太空中的物体,有天然天体和人造天体之分。

宇宙中最基本的天体是恒星和星云(恒星和星云由于质量和体积巨大,吸引(万有引力)着其它质量较小的天体绕它们运转而被称为最基本的天体)。

发光的恒星和紫色的星云

天然天体有可以通过天文望远镜探测到的,如恒星、行星、卫星、流星体、彗星、星云等,也有需要通过射电探测手段或其他空间探测手段才能探测到的,如红外源、紫外源 、射电源、X射线源和γ射线源。

新智彗星影像,图片来源:Philipp Salzgeber

人造天体有人类发射并在太空中运行的人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、月球探测器、行星探测器以及漂浮在宇宙中的空间垃圾如废弃的航天器、运载火箭末级残体和碎片等。

国际空间站

判断某一物质是不是天体,可以用“三看”来概括:

  • 一是看它是不是宇宙中物质的存在形式,有些星际物质如宇宙尘埃,尽管用肉眼看不见,但它存在就是天体。
  • 二是看它是不是宇宙间的物质,天体的某一部分或依附在天体上运动的不是天体,如土星环、月球车、火星车以及陨石(降落在地球上的太空石头)。
  • 三是看它是不是位于地球的大气层中,位于外层空间的是天体,如环绕地球的人造卫星、太空中的气体、靠近地球,擦肩而过的小行星、哈雷彗星;位于地球大气层中的不是天体,如宇宙中的流星体是天体,进入地球大气层,摩擦燃烧发光形成流星后就不再是天体。
陨石坑和陨石

1.下列关于天体的描述,正确的是()

A.文昌航天发射场的“嫦娥五号”是天体

B.处于环月轨道上的“嫦娥五号”是天体

C.进行月面采样的“嫦娥五号”是天体

D.由探测器带回地球的月壤样品是天体

答案:(思考时间,不许看下面答案)

B

星云

由气体和尘埃组成的呈雾状外表的天体,主要物质是氢,其次是氦。

按发光性质分为三类:

  • 发光气体云(本身会发光)
  • 发射星云(受到附近炽热光量的恒星激发而发光)
  • 反射星云(本身不发光,靠反射恒星的光而发亮)。
著名星云——“创生之柱”

问: 那天文学中五彩缤纷的星云照片是怎么来的呢?
答:原来专业人员使用太空望远镜拍摄星云时,总是需要拍很多次,并且每次拍摄会使用不同的滤镜,只让特定波长的光线通过,并分别得到一张单色照片,再将得到的照片进行叠加,便可合成一张彩色照片。
但这并不意味着合成的彩色图片不能放映星云的真实面貌。虽然颜色是后来加上去的,但不同的颜色代表着不同的波长范围的光波。所以,这些照片它所包含的讯息是真实、不会被改变的。

恒星

由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体。

离地球最近的恒星——太阳 其自转方向与地球相同,自西向东转

恒星的亮度用星等来衡量,星等数越小,说明星越亮。人肉眼可见的最暗的为6等星,肉眼可见的最暗行星是天王星;太阳是我们肉眼所见最亮的天体,其亮度达到-26.7等。

维持恒星温度的能源主要来自热核反应,如太阳发光发热靠的是核聚变。

恒星内部核聚变示意图

注:
核聚变是指在一定条件下,质量小的原子的原子核相聚合,生成新的、质量更重的原子核,并释放出巨大的能量,如氢弹释放爆炸能量的原理就是核聚变。
核裂变是指在一定条件下,重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子核,并释放出巨大的能量,但释放的能量比核聚变要小,如原子弹释放爆炸能量的原理就是核裂变。

行星

在椭圆轨道上绕恒星运转的类球状天体。公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。

行星的质量、体积一般比恒星小,本身不发光,靠反射恒星的光而发亮。

带光环的行星——土星 光环为土星环,由大小不等的碎块颗粒组成,本身不发光,靠反射恒星光而发亮

由于彗星远达不到行星质量要求{相对于月球,行星质量要足够的大)且形状并非类球状,故不是行星。彗星是主要由冰和尘埃组成的小天体。

卫星

绕行星运转的天体。

卫星的质量、体积一般比行星小(但也有比卫星还小的行星,如谷神星),本身也不发光,靠反射恒星的光而发亮,如月球。

满月靠反射太阳光线而发亮(详细见后文的月相内容)

八大行星中,除水星和金星外,其他行星均有卫星环绕,其中拥有卫星数量最多的行星为土星82个,其次是木星79个。

绕木星运转的卫星——木卫二

问:那太阳系中最大的卫星是谁呢?
答:太阳系中个头最大的卫星是木卫三,其直径达5262千米。月球直径3467千米,只能排在木卫三、土卫六、木卫四和木卫一之后,排第五名。

太阳系主要卫星和行星的比较图

因为是天体,自然也有天然卫星和人造卫星之分。

地球同步卫星高度一般为3万6千米

其他天体还有黑洞、脉冲星、矮行星、类星体、暗物质等。

黑洞

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