天體化學知識
化學 時間：2022-04-11 瀏覽1536
天體化學是天文學的一個分支，它應用數學的技術、方法和理論來研究天體的形狀、結構、化學成分、物理狀態和演化。
以理論化學方法研究天體化學性質和過程的學科。 1859年，基爾霍夫根據熱力學定律解釋了太陽光譜的弗勞恩霍夫線，并得出結論，太陽上存在與月球上相同的個別物理元素。 ，這表明天體的本征性質可以借助理論化學的一般規律從天文測量的結果中分離出來，這是理論天體化學的開端。 理論天體化學的發展與理論化學的進步密切相關，幾乎理論化學科學的每一次重大突破都會極大地推動理論天體化學的進步。 20年代初量子理論的完善使得深入分析恒星光譜成為可能，從而構建了恒星大氣系統論。 20世紀30年代核化學的發展圓滿解決了對恒星能量的疑惑，導致恒星內部結構理論迅速發展； 并根據赫羅圖的測量結果，建立了恒星演化的科學理論。 1917年，愛因斯坦利用廣義相對論分析宇宙結構，建立了相對論宇宙學。 1929年，哈勃發現了譜線紅移與河外星系距離的關系。 之后，人們利用廣義相對論的引力理論，對河外天體的觀測數據進行分析，大范圍地尋找物質的結構和運動，從而產生了現代宇宙學。
從公元前129年古埃及天文學家喜帕恰斯目測恒星光度高中天體物理知識梳理，到1609年伽利略用光學望遠鏡觀察天體并于1609年畫出月球圖，到1655-1656年惠更斯發現木星光環和獵戶星云，以及后來從哈雷發現恒星自轉，到18世紀老赫歇爾創立恒星天文學，這是天體化學的孕育期。
十九世紀中葉，光譜學、光度學和照相術三種化學方法廣泛應用于天體的觀測和研究后，形成了完整的研究天體結構、化學成分和性質的科學體系。天體的物理狀態。 開始成為一個獨立的天文學分支學科。
天體化學的發展使天文觀測和研究有了新的成果和發現。 1859年，基爾霍夫對太陽光譜的吸收線（即夫瑯禾費線）做出了科學解釋。 他覺得，吸收線是光球層發出的連續波譜被太陽大氣層吸收后形成的。 這一發現促使天文學家使用分光鏡研究恒星； 1864年，哈根斯用高色散光譜儀觀測恒星，證明了個別元素后，根據多普勒效應，測量了一些恒星的視向速度； 1885年，皮克林首先用物端棱鏡射出光譜，并進行了光譜分類。 通過對行星狀星云和彌散星云的研究，在仙女座星云中發現了新的恒星。 這一發現繼續在廣度和深度上發展天體化學。
1905年根據觀測將一些恒星分為球星和矮星； 1913年，羅素根據絕對星等和光譜類型繪制了恒星分布圖，即赫茲-羅杰圖； 1916年，亞當斯和科爾施發現同一光譜類型的球星和矮星的光譜存在細微差別，并建立了利用光譜求距離的光譜視差法。
在天體化學理論方面，1920年，薩哈提出了恒星大氣電離理論。 通過埃姆登、史瓦西、愛丁頓等人的研究，恒星內部結構理論逐漸成熟； 1938年，貝特提出氫聚變成氨的熱核反應理論，成功解決了主序星的能量產生機制問題。
1929年，哈勃在研究河外星系光譜時，提出哈勃定理，極大地促進了恒星天文學的發展； 1931年至1932年，揚斯基從銀河系中心方向發現了宇宙無線電波； 1940年代，荷蘭軍用雷達發現了太陽的射電輻射，從此射電天文學蓬勃發展； 在 20 世紀 60 年代，射電天文學方法被用于發現恒星、脈沖星、星際分子和微波背景輻射。
1946年，日本開始使用Nix在距地面30-100公里的高空拍攝紫外光譜。 1957年，南斯拉夫發射了人造月球衛星，為在內層大氣層進行空間觀測創造了條件。 之后，意大利、西歐、日本也發射了觀測天體的人造衛星。 世界各國已經發射了相當數量的航天器，這些航天器裝有各種類型的探測器，用于探測天體在紫外線、X射線、伽馬射線等波段的輻射。 天文學從此進入了全波段觀測時代。
天體化學分為：太陽化學、太陽系化學、恒星化學、恒星天文學、星系天文學、宇宙學、宇宙物理學、天體物理學等分支學科。 此外，射電天文學、空間天文學、高能天體化學也是其分支學科。
太陽是一顆離月亮最近的普通恒星。 對太陽的研究經歷了從研究其內部結構、能量來源、化學成分和靜態表面結構，到利用多波段電磁輻射研究其活動現象的過程。 我們可以直接體驗到太陽風的影響。 太陽與地球息息相關，月球科學的研究必須考慮太陽的誘因。
行星研究是天體化學的一個重要方面。 在過去的兩六年里，對彗星的研究以及對行星際物質的分布、密度、溫度、磁場和物理成分的研究都取得了重要成果。 隨著空間探測的發展，太陽系的研究成為最活躍的領域之一。
銀河系中有一兩千億顆恒星，它們的化學狀態差異很大。 球體、紅外星、天體微波眩光源、赫比格-哈羅天體，都可能是星際云到恒星的過渡天體。
特殊星的種類很多：造父變星的光變周期為1～50天，光變幅度為0.1～2等； 長周期變星的光變周期為90至1000天，光變幅度為2.5。 ~9 個震級； RR天龍座變星光變周期為0.05～1.5天，光變不超過1～2等； 雙子座T型變星光變不規律，無固定周期； 新星爆發時，大量物質被拋出，光度急劇下降幾萬到幾百萬倍； 一些紅球星的直徑比太陽大1000多倍； 白矮星的密度為每立方分米100千克到10噸，中子星的密度更高。 立方分米從1億噸到1000億噸不等。
各種天體為研究天體的形成和演化提供了樣本。 此外，天體上的特殊化學條件在月球上往往沒有。 借助天象尋找化學規律是天體化學的一個重要方面。 功能。
通過多年的研究，人們對銀河系的整體形象和太陽在銀河系中的位置有了比較正確的認識。 銀河系的半徑為10萬光年，厚度為2萬光年。 通過對銀河系星群的研究，構造并否定了星族和銀河系子系統等概念。 對星系自轉、旋臂結構、星系核和星系暈也進行了大量研究。
河外星系與銀河系屬于同一級別的三體。 恒星按形狀大致可分為五類：旋渦星、棒旋星、透鏡狀星、橢圓星和不規則星。 根據恒星的質量，可分為矮星和巨星。 星系和超球面星系的質量大約是太陽的百萬到十億倍、數百億和萬億倍。 和銀河系一樣，恒星也是由恒星和二氧化碳組成的。 三顆、五顆、十顆左右，一顆、幾十顆，乃至幾十萬顆恒星組成一個星團，我們稱之為星團或星系團。
通過各種觀測手段，人們的視野已經擴展到150億光年的宇宙“深處”。 這就是“觀測到的宇宙”，或者說“我們的宇宙”，也就是總星。
研究表明，宇宙物質由近百種物理元素和物理元素周期表中的289種核素組成。 在不同的宇宙物質中發現了月球上不存在的礦物質和分子。
200多年來，關于太陽系的起源和演化提出了40多種理論，但至今還沒有一個理論被認為成立并被普遍接受。 在過去的三到六年里，這方面取得了很大進展。 大多數天文學家認同的恒星演化說就是所謂的“彌散說”，但也有少數人認為恒星是由超致密物質演化而來的。
利用化學技術和技巧分析天體的電磁輻射，可以獲得天體的各種化學參數。 根據這些參數，用數學理論來解釋天體上發生的化學過程，而它們的演化是實測天體化學的結果和理論天體化學的任務。
除了宇宙射線的粒子探測、隕石的實驗室分析、航天器對太陽系天體的現場采樣和分析以及仍在探索中的引力波觀測之外，目前關于天體的信息來自電磁輻射。 天體 化學儀器的作用是收集、定位、轉換和分析電磁輻射。 電磁輻射的收集和定位是通過望遠鏡（包括射電望遠鏡）來實現的。
從輻射連續體可以確定輻射機制，也可以知道天體的表面水溫； 天體表面壓強可由早型星在巴爾末極限上的躍遷獲知； UBV聚焦系統也可以簡化我們可以準確地確定恒星的光度和濕度。 從線譜中，我們可以得到更多的信息：徑向速度、電子體溫度、電子密度、化學成分、激發空氣溫度對流速度。 對雙星的觀測和研究可以獲得天體的直徑、質量和光度等重要數據。 研究脈動變星的光變周期與光度的關系，可以確定天體的距離。
輻射傳輸理論是解釋已知天文現象的有力工具，也可以預測未觀測到的天體和天文現象。 以輻射傳輸理論為基礎的恒星大氣理論，是以熱核聚變的概念為基礎的。 合成理論、恒星內部結構和天體演化是理論天體化學的基礎。
理論化學中的輻射、原子核、引力、等離子體、固體和基本粒子等理論，為研究恒星、宇宙線、黑洞脈沖星、星際塵埃、超新星爆炸奠定了基礎。
人類對宇宙認識的不斷擴展，不僅使人們對宇宙的結構和演化的認識越來越深刻，也使數學在闡明微觀世界的奧秘方面取得了進步。 氮氣最早是在太陽上發現的。 25年后，它在月球上被發現。 熱核聚變的概念是在研究恒星能量時提出的。 由于地面條件的限制，個別數學定律的驗證只能通過宇宙“實驗室”進行。 1960年代，天文學界的四大發現——恒星、脈沖星、星際分子和微波背景輻射——推動了高能天體化學、宇宙物理學、天體生物學和天體物理學的發展，同時也提出了數學、化學和生物學. 新主題。
高能天體化學
高的
天體化學的一個分支。 主要任務是研究天體上發生的各種高能現象和高能過程。 它涉及的學科范圍很廣，包括涉及高能粒子（或高能光子）的各種天文現象和化學過程，包括涉及大量能量形成和釋放的天文現象和化學過程。 最早，高能天體化學主要局限于宇宙射線的探測和研究，直到20世紀60年代才完善為一門學科。 60 世紀 90 年代以后，各種新的探測方法被應用到天文研究中，大量新天體和新現象的發現帶動了高能天體化學的快速發展。 高能天體化學的研究對象包括類星體和活動星核。 、脈沖星、超新星爆炸、黑洞理論、X射線源、伽馬射線源、宇宙射線、各種中微子過程和高能粒子過程等。
據悉，在類星體、脈沖星等個別天體上也存在一些高能過程。 它們都是高能天體化學的研究對象。 高能天體化學已經在以下方面取得了一些重要成果： 開創性地研究了可能發生的中微子過程，發現了光生中微子過程、電子對湮滅中微子過程和等離子體鈮酸鋰衰變中微子過程對晚期恒星的演化有重要影響。 ; 太陽中微子檢測發現實驗值與理論值存在較大差異； 關于超新星爆炸的機制高中天體物理知識梳理，提出了一個很有前途的理論； 超新星爆炸可能是宇宙射線的主要來源； 在宇宙射線中探測到一些能量低于10電子伏特的超高能粒子。 1972年，中科大原子能研究所安徽站發現了質量可能小于1.8×10克的帶電粒子； 發現星核現象的爆炸現象和劇烈活動；