對于很多托�？忌鷣碚f天文學(xué)是一個比較難的學(xué)科，那么要做好天文學(xué)類講座的應(yīng)該在2個方面做一定的提高：學(xué)科單詞和一些基礎(chǔ)的背景知識。下面就從這2個方面幫大家梳理一下天文學(xué)類講座。

　　天文學(xué)可能涉及的一些常見考點(diǎn)：

　　1. 特定行星：例如木星，冥王星，天狼星(Sirius)，太陽，月球等

　　2. 天文學(xué)理論：例如日心說與地心說，不同天文學(xué)家的觀點(diǎn)，古希臘人對天文現(xiàn)象的解釋等

　　3. 宇宙：例如大爆炸理論(The Big Bang Theory)，恒星(fixed stars)與星云(Nebula)，星系，流星等

　　4. 其他話題：往往和其他學(xué)科有交叉，如歷史等

　　天文學(xué)詞匯:

　　1. Telescope, Longitude, Latitude, atmosphere,magnetic field, liquid water,interstellar

　　2. Rotation, revolution, revolve, orbit, gravity, gravitation, eclipse, eccentric,elliptical

　　3. Celestial body,(terrestrial陸地的),star, planet, satellite, comet, mass, constellation,zodiac，asteroid belt(小行星帶(Asteroid belt)是太陽系內(nèi)介于火星和木星軌道之間的小行星密集區(qū)域)

　　4. meteorite, meteor shower，meteoroid

　　(meteoroid:流星體，其實(shí)就是太空中的塵埃顆粒和碎石,流星體進(jìn)入大氣層后因摩擦產(chǎn)生高溫發(fā)光，就是meteor(流星)。流星體進(jìn)入地球(或其他行星)的大氣層之后，在路徑上發(fā)光并被看見的階段則被稱為流星。許多流星來自相同的方向，并在一段時間內(nèi)相繼出現(xiàn)，則稱為meteor shower(流星雨)。meteor：流星，流星體進(jìn)入大氣層后，與大氣摩擦發(fā)熱發(fā)光產(chǎn)生的現(xiàn)象。meteorite：隕星，隕石(流星落在地球上的石頭);但也可以用來指流星)

　　5. Galaxy, milky way, solar system, Dwarf planet

　　6. Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn,

　　Uranus, Neptune, Pluto(由離太陽從近到遠(yuǎn)的順序)水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，冥王星

　　天文學(xué)背景知識：

　　天文學(xué)研究的天體(celestial body)包括恒星(star)、行星(planet)及其衛(wèi)星(satellite)，小行星(asteroids)、彗星(comet)、流星(meteor)、隕石(meteorite)等。這些天體又組成了星系(galaxy)、星團(tuán)(star cluster)、星群(asterism)。我們比較熟悉的是地球所處的太陽系(solar system)，這也是人類唯一能夠直接觀測的星系，而太陽系只是由無數(shù)恒星系組成的銀河系(milky way/galaxy)中的普通一員。

　　從古至今，人們對宇宙的探索從未停止過。在望遠(yuǎn)鏡(telescope)發(fā)明前，人們對宇宙的了解都基于肉眼的觀察。我國古代有天圓地方之說，而西方則有古希臘天文學(xué)家托勒密(Ptolemy)提出的地心說。在十六世紀(jì)，哥白尼(Copernic)提出了日心說，顛覆了地球是宇宙中心的理論，而伽利略(Galileo)發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡為觀測天體提供了更好的條件，也為哥白尼的學(xué)說找到了證據(jù)。意大利哲學(xué)家布魯諾(Bruno)為了維護(hù)日心說在羅馬百花廣場被教會處以火刑的故事廣為人知。

　　太陽系是以太陽為中心，和所有受到太陽的重力約束天體的集合體：8顆行星(2006年冥王星被劃為矮行星，因?yàn)槠溥\(yùn)動軌跡與其它八大行星不同，所以只剩下(由離太陽從近到遠(yuǎn)的順序)水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、至少173顆已知的衛(wèi)星、5顆已經(jīng)辨認(rèn)出來的矮行星和數(shù)以億計的太陽系小天體。

　　太陽系是銀河系的一部分。銀河系是一個棒旋星系，直徑十萬光年，包括兩千多億顆恒星。太陽是銀河系較典型的恒星，離星系中心大約2.5-2.8萬光年。太陽系移動速度約220㎞/s，2.26億年轉(zhuǎn)一圈。

　　太陽系中的八大行星都位于差不多同一平面的近圓軌道上運(yùn)行，朝同一方向繞太陽公轉(zhuǎn)。除金星以外，其他行星的自轉(zhuǎn)方向和公轉(zhuǎn)方向相同。彗星的繞日公轉(zhuǎn)方向大都相同，多數(shù)為橢圓形軌道，一般公轉(zhuǎn)周期比較長。

　　依照至太陽的距離，行星依序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、和海王星，8顆中的6顆有天然的衛(wèi)星環(huán)繞著。在英文天文術(shù)語中，因?yàn)榈厍虻男l(wèi)星被稱為月球，這些衛(wèi)星在英語中習(xí)慣上亦被稱為“月球”(moon)，在中文里面用衛(wèi)星更為常見。

　　軌道環(huán)繞太陽的天體被分為三類：行星、矮行星、和太陽系小天體。

　　行星是環(huán)繞太陽且質(zhì)量夠大的天體。這類天體：

　　1. 有足夠的質(zhì)量使本身的形狀成為球體;

　　2. 有能力清空鄰近軌道的小天體。

　　能稱為大行星的天體有8個：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

　　A nebula is an interstellar cloud of dust, hydrogen, helium and other ionized gases.

　　The Solar Systemcomprises the Sun and the objects that orbit it.

　　The Solar System formed 4.6 billion years ago from the gravitational collapse of a giant molecular cloud. The vast majority of the system's mass is in the Sun, with most of the remaining mass contained in Jupiter. (木星和土星，是太陽系內(nèi)最大的兩顆行星，又占了剩余質(zhì)量的90%以上)The four smaller inner planets, Mercury, Venus, Earth and Mars, also called the terrestrial planets,(類地行星) are primarily composed of rock and metal.The four outer planets, called the gas giants(氣態(tài)巨行星) are substantially more massive than the terrestrials. The two largest, Jupiter and Saturn, are composed mainly of hydrogen and helium(氦,元素符號：He)

　　類地行星(Terrestrial Planets)：又稱為地球型行星或巖石行星都是指以硅酸鹽(silicate)巖石為主要成分的行星

　　氣態(tài)巨行星〔Gas Giant，有時稱為類木行星(Jovian planet):是不以巖石或其他固體為主要成分構(gòu)成的大行星。在太陽系內(nèi)有4顆氣態(tài)巨行星：木星、土星、天王星和海王星。許多環(huán)繞恒星的系外行星已經(jīng)被證實(shí)是氣態(tài)巨行星。

　　天文學(xué)相關(guān)機(jī)經(jīng)

　　1. 天文學(xué)，天文學(xué)家一直在宇宙中尋找宜居的星球，長期以來根據(jù)對太陽系的研究，他們一直認(rèn)為host應(yīng)該又兩個重要的特征：一是要大小合適，穩(wěn)定的軌道，二是自身是一個平衡體，對外散發(fā)的光和熱與對內(nèi)中立作用平衡。但是又天文學(xué)家提出了一個出人意料的設(shè)想，也就是白矮星，雖然白矮星是dead planet，但是它符合上述兩個要求，但是有兩個特別的地方：一是時間會相應(yīng)變得很快，一年相當(dāng)于地球上的一天，二是沒有四季變化，因?yàn)檩S不傾斜天。文學(xué)家會想到白矮星是因?yàn)橹�前他們觀測到了p star。人類觀測可以像觀測月食那樣，還是很容易觀測的。

　　2. 說行星軌道其實(shí)是有變化的，又舉例子說月亮就比原來距地球遠(yuǎn)了(有題，問為什么舉例)，然后說木星和土星之間有個小行星帶，但是兩個之間有空白，然后說了一堆什么重力影響之類的，科學(xué)家用計算機(jī)模擬后發(fā)現(xiàn)和現(xiàn)實(shí)情況是一樣的(有題，問模擬結(jié)論)。后又提到另一星系的熱木星，叫他熱木星是因?yàn)樗�有更小的軌道，但是證據(jù)表明原來的熱木星其實(shí)軌道更遠(yuǎn)的，說明他軌道變了了。

　　3. 一個 lecture 說astronomy 的professor 首先介紹定義，一個恒星周圍(類似太陽周圍，產(chǎn)熱的)的星星，離他距離不同對生命意義不同，其中一個區(qū)域特比適合生命生存的，稱為XXX zone、然后說EXXXX 星星，這種星星遠(yuǎn)離太陽系，然后是體積小(這段不怎么記得了)。然后舉例，一個G 586 的恒星，發(fā)現(xiàn)其有ABCDE 幾個星星圍繞，ABCDE 是按照發(fā)現(xiàn)先后順序以字母命名的，其中pro 說特別講講DE 兩個星星。首先D 星星，本來覺得這個星星離G586 很遠(yuǎn)，故非常寒冷，不適合生命居住，但是在重新計算測量軌道后，發(fā)現(xiàn)這星星就在XXX zone 里，溫度適中，可能產(chǎn)生支持生命的大氣和海洋。然后說E 星星，哇，好有趣，這個星星的軌道里G 586 很近，所以溫度很高，不適合生命，另，這個星星的orbit 非常好玩，很短，故而周期很short。再說現(xiàn)在沒有發(fā)現(xiàn)生命跡象的，但是以后說不定吧。

　　4. Mars 上有沒有水。有兩派研究方向，geology 和光學(xué)。geologist 根據(jù)火星上有物理feature，證明水erosion的痕跡，說火星有水。光學(xué)派說有clay證明Mars 上有水(有多選題，說clay，有機(jī)組織+form 水)。提到一個 crater(有多選題，為什么不去探測一個地方，geo 覺得沒有證據(jù))。還提到最近一次火星探測活動(有題，最近的探測為了，更廣泛)。

　　5. 一顆恒星的生命周期(題目：文章主旨是什么?)。先是一顆恒星怎么變成red star。釋放氫氣。說有時候表面氫氣燒完，將從 core 里重新釋放，再度燃燒。當(dāng)不能在燃燒的時候就變成white dwarf(題目：白矮星的形成步驟。)再由白矮星變成 black star。所有的物質(zhì)經(jīng)過壓縮變成的，密度大，體積小。Professor說宇宙中可能不存在這種 star，研究這種星星有可能知道宇宙的年齡(題目：作者對于研究 BLACK star 的態(tài)度是什么?)

　　中等恒星如何形成，如何變成 red giant : 氫核聚變成 h (我不讀化學(xué)，但估計不是氘就是氦)，什么 use up什么放熱，反正最后變很大了，又紅色所以叫 red giant，如何又變成白矮星(那個 h 核聚變成 carbon;又什么跟 gravity 有關(guān)，surface 就坍縮。(大家一定要注意聽啊，這里考紅巨星變白矮星的順序，有5 個 step,我完全猜的，最后一步是 fix 的，形成一個 carbon core。Promethues排序是：exhaust hydro-->heliums turn to carbon( more highttemporary to fusion)-->explosive-->core )白矮星應(yīng)變成黑矮星，但目前尚未觀測到，因?yàn)橛钪孢�年輕，可能尚無白矮星形成黑矮(我沒聽清，選了那個黑矮太小所以觀察不到的選項,555)

　　背景知識

　　Nuclear fusion powers a star for most of its life. Initially the energy is generated by the fusion of hydrogen atoms at the core of the main-sequence star. Later, as the preponderance of atoms at the core becomes helium, stars like the Sun begin to fuse hydrogen along a spherical shell surrounding the core. This process causes the star to gradually grow in size, passing through the sub giant stage until it reaches the red giant phase. Stars with at least half the mass of the Sun can also begin to generate energy through the fusion of helium at their core, whereas more-massive stars can fuse heavier elements along a series of concentric shells. Once a star like the Sun has exhausted its nuclear fuel, its core collapses into a dense white dwarf and the outer layers are expelled as a planetary nebula. Stars with around ten or more times the mass of the Sun can explode in a supernova as their inert iron cores collapse into an extremely dense neutron star or black hole. Although the universe is not old enough for any of the smallest red dwarfs to have reached the end of their lives, stellar models suggest they will slowly become brighter and hotter before running out of hydrogen fuel and becoming low-mass white dwarfs.

　　In the end, all that remains is a cold dark mass sometimes called a black dwarf. However, the universe is not old enough for any black dwarfs to exist yet.

　　恒星演化論，是天文學(xué)中，關(guān)于恒星在其生命期內(nèi)演化的理論。由于單一恒星之演化通常長達(dá)數(shù)十億年，人類不可能完整觀測，目前的理論仍有部分是推測的假說。目前天體物理學(xué)家主要利用觀測大量恒星，判斷其在生命期的不同階段，并以計算機(jī)模型模擬恒星的演變。

　　質(zhì)量與太陽相似的恒星演化示范的簡圖。恒星從它縮的氣體云中誕生 ⑴，經(jīng)過收縮階段成為原恒星 ⑵，然后進(jìn)入主序帶⑶。一旦在核心的氫被耗盡，它膨脹成為紅巨星 ⑷，然后它的外殼散逸成為行星狀星云，核心變質(zhì)成為白矮星 ⑸。當(dāng)圍繞著核心的氫被消耗時，核心吸收產(chǎn)生出來的氦，進(jìn)一步造成核心的收縮，并且使殘余的氫更快的進(jìn)行核融合，這最終將導(dǎo)致氦融合(包括3氦過程) 在核心進(jìn)行。

　　恒星在耗盡了它的燃料之后，依據(jù)它在生命期間的質(zhì)量，如果不計算假設(shè)中的夸克星，它的殘骸會是下面三種型態(tài)之一。

　　1. 白矮星

　　太陽質(zhì)量的恒星，演化成白矮星之后的質(zhì)量大約是0.6太陽質(zhì)量，被壓縮的體積則近似地球的大小。白矮星的化學(xué)成分取決于它的質(zhì)量。只有幾個太陽質(zhì)量的恒星，可以進(jìn)行碳融合產(chǎn)生鎂、氖和少量其它的元素，造成一顆主要成分是氧、氖和鎂的白矮星。在拋棄掉足夠質(zhì)量的條件下，使它的質(zhì)量不至于超過錢德拉塞卡極限;并且在碳燃燒不夠猛烈的條件下，使他免于成為一顆超新星。

　　在最后，所有的白矮星都繪成冰冷黑暗的天體，有些人就稱它們?yōu)楹诎�星。但是目前的宇宙還不夠老，還不足以產(chǎn)生像黑矮星這樣的天體。

　　如果白矮星的質(zhì)量能增加至超越錢德拉塞卡極限-對主要成分是碳、氧、氖、和/或鎂的白矮星，是1.4太陽質(zhì)量，電子簡并壓力將無法抵抗重力，將會因?yàn)殡娮硬东@導(dǎo)致恒星塌縮。取決于化學(xué)成分和塌縮前的核心溫度，核心可能會塌縮成為一顆中子星，或是因?yàn)橐�燃碳和氧的燃燒而失控�?/P>

　　2. 中子星

　　像泡泡的影像是在15,000年前爆炸的超新星產(chǎn)生的沖激波，現(xiàn)在仍在擴(kuò)張中。當(dāng)恒星的核心崩潰時，壓力造成電子捕獲，因而使得大多數(shù)氫都轉(zhuǎn)變成為中子。

　　3. 黑洞

　　黑洞外盤旋的磁場攪動加速圈，形成480公里/秒的超強(qiáng)風(fēng)，從而釋放出能量。

　　雖然恒星經(jīng)由塌縮產(chǎn)生超新星的機(jī)制還未被充分的了解，也不知道不經(jīng)過可見的超新星爆炸，恒星是否能夠直接塌縮形成黑洞;還是超新星爆炸之后要先形成中子星，然后再繼續(xù)塌縮成為黑洞;

　　6. 土星光環(huán)的形成的幾種理論

　　有重力的最大吸引力范圍，在這個范圍內(nèi)自轉(zhuǎn)才不會解體;然后有碰撞造成的光環(huán);還有和宇宙一起形成，因?yàn)?material，不過說應(yīng)該會更 dark，但實(shí)際上 brighter than dark(有題)。

　　rings of Saturn 土星光環(huán)

　　背景知識

　　The rings of Saturn are the most extensive planetary ring system of any planet in the Solar System. They consist of countless small particles, ranging in size from micrometers to meters that orbit about Saturn. The ring particles are made almost entirely of water ice, with a trace component of rocky material.

　　In 1610, the year after Galileo first turned a telescope to the sky; he became the very first person to observe Saturn's rings, though he could not see them well enough to discern their true nature. In 1655, Christiaan Huygens was the first person to describe them as a disk surrounding Saturn.Although many people think of Saturn's rings as being made up of a series of tiny ringlets， true gaps are few. It is more correct to think of the rings as an annular disk with concentric local maxima and minima in density and brightness.

　　土星可算是太陽系中較為奇特的一顆行星，在望遠(yuǎn)鏡中看來，它的外表猶如一頂草帽，在圓球形的星體周圍有一圈很寬的“帽沿”，這就是土星光環(huán)，又稱土星環(huán)。光環(huán)的存在使得土星成為群星中最美麗的一顆，令觀賞者贊嘆不已。幾百年來，人們一直以為太陽系中唯獨(dú)土星才有光環(huán)。直到本世紀(jì)70年代后期至80年代后期，天王星環(huán)、木星環(huán)和海王星環(huán)的相繼發(fā)現(xiàn)才使這一觀點(diǎn)得以改變。

　　自從意大利著名天文學(xué)家伽里略在1609年首次用望遠(yuǎn)鏡觀測星空以來，新的發(fā)現(xiàn)經(jīng)他之手接踵而至。人們經(jīng)歷了漫長的過程才對土星環(huán)的本質(zhì)有了正確的認(rèn)識。在最初的兩百年內(nèi)，土星環(huán)一直被認(rèn)為是一個或若干個扁平的固體物質(zhì)盤。美國天文學(xué)家基勒通過觀測發(fā)現(xiàn)，土星環(huán)不同部分的旋轉(zhuǎn)速度隨到土星中心距離的增大而減小，并且符合開普勒運(yùn)動定律。如果是剛體轉(zhuǎn)動，則轉(zhuǎn)速因隨距離的增大而增大。這樣就無可辯駁地證實(shí)了環(huán)是無數(shù)個各自沿獨(dú)立軌道繞土星旋轉(zhuǎn)的大小不等的物質(zhì)塊，從而最終闡明了土星環(huán)的本質(zhì)。事實(shí)上當(dāng)遠(yuǎn)方恒星在環(huán)后經(jīng)過時星光并沒有多大的減弱，這也說明它不是一整塊東西，而是一些稀疏分布的分離物質(zhì)塊。現(xiàn)已知道組成環(huán)的小"衛(wèi)星"大都是一些直徑為4~30厘米的冰塊，總質(zhì)量約為土星質(zhì)量的百萬分之一。環(huán)極冷，據(jù)探測溫度低達(dá)-200℃左右。

　　7. 某個 xx 星日本中國在1054 年都有文獻(xiàn)記載，但是英國沒有，英國說是當(dāng)時天氣差看不到～～～老師說，貌似原句是come on! Bad weather for two year? (有題)然后教授解釋說是當(dāng)時宗教的壓力導(dǎo)致人家看到了也不敢紀(jì)錄，因?yàn)槿嗣裣嘈拍莻�xx 星是bad luck 的象征。

　　8. 男同學(xué)去找教授討論paper 的主題(主旨題)，去咨詢女老師，他說搞不清楚課上說的galaxy collision，女老師就跟他說galaxy collision 有兩種form，一種是大的把小的merge 掉;一種是兩個大的一起merge(有題)。然后學(xué)生又說到mid-term 的問題，然后老師就給他解釋。男同學(xué)說我發(fā)現(xiàn)書里面沒有提到當(dāng)galaxy merge 的時候star 的merge。老師就說star 并不會merge，因?yàn)閟tar 之間有很多space(有題，問為什么star不會 merge)。其他題目：

　　(1)老師對課本的態(tài)度。(答案：沒有缺少相關(guān)信息)

　　(2)重聽題問的是男同學(xué)為什么說“看來我要把天文館的telescope 給cancel 掉了”。(答案：明白自己誤解)