恒星天文学

天文学的分支学科

恒星天文学，是天文学观察史上最明亮的恒星恒星天文学是天文学的分支学科，它研究恒星、星际物质和各种恒星集团的分布和运动特性。由于恒星为数众多，恒星天文学不能采用讨论单个恒星的办法，而主要借助于统计分析和数学方法来进行研究。

简介

恒星是应用数理统计方法研究恒星、恒星集团和星际物质的分布和运动特性的天文分支学科，始于F·W·赫歇尔对恒星的大量观测和研究。他于1783年分析恒星自行资料时发现了太阳在宇宙空间中的运动，并定出了它的速度和趋向点。随后人们开始了恒星计数和编制各种天体星表的工作。

1837年，B.R. 斯特鲁维等开始测定恒星的三角视差（地球轨道在恒星处的张角），也就是测定它们的距离。继而人们开始研究人们所在的恒星系统的三维（立体）结构和运动情况。

恒星光谱分类和赫罗图的出现大大地促进了恒星天文学的发展。到20世纪，造父变星周光关系对于恒星及其系统距离的测定提供了巨大的方便。人们开始对银河系有了一个初步的概念：直径约十万光年的扁平盘状结构外加一个球状的晕，太阳位于盘面上离中心约直径的四分之一处。

第二次世界大战后发展起来的射电天文学为恒星天文学提供了有力的工具。利用中性氢21厘米谱线研究银河系中中性氢云的分布，证实了银河系的悬臂结构，为解释它而发展了密度波理论。星系动力学发展了起来。人们研究星系中物质的分布与星系旋转的关系，恒星速度弥散度的规律，恒星系统的引力稳定性等课题。伊巴谷卫星的观测资料将大大地改进有关恒星的距离和银河系尺度方面的知识。

对象

恒星天文学是研究恒星、星际物质和各种恒星集团的分布和运动特性的天文学分支学科。由于恒星为数众多，恒星天文学不能采用讨论单个恒星的办法，而主要借助于统计分析和数学方法来进行研究。

恒星天文学的资料取自天体测量学、天体物理学和射电天文学获得的各种数据，包括恒星的视差、位置、自行、星等、色指数、光谱型、光度级和视向速度等，以及恒星的诞生、演化、发展等各阶段的科学，都属于此范畴内。

恒星天文学作为一门学科是由老赫歇耳通过对恒星的大量观测和研究开始的。1783年他首次通过分析恒星的自行发现了太阳在空间的运动，并定出了运动的速度和向点。

小赫歇耳继承和发展了其父开创的事业，在恒星计数、双星观测和编制星团和星云表方面进行了大量的工作。

发展简史

恒星天文学作为一门学科是由F.W.赫歇耳通过对恒星的大量观测和研究开始的。1783年他首次通过分析恒星的自行发现了太阳(在空间的)运动，并定出了运动的速度和向点。J.F.赫歇耳继承和发展了其父开创的事业，在恒星计数、双星观测和编制星团和星云表方面进行了大量的工作。

1837年В.Я.斯特鲁维等测定了恒星的三角视差，从此便开始了测定恒星距离的工作。1887年Л·О·斯特鲁维从对恒星自行的分析中估计了银河系自转的角速度。十九世纪中叶天体物理学开始建立后，恒星光谱分析为恒星天文学提供了重要资料。1907年K.史瓦西提出恒星本动速度椭球分布理论，开创了星系动力学。

1912年，勒维特发现造父变星的周光关系，成为测定遥远星团的距离的有力武器。由此，人们才对银河系的整体图像，以及太阳在银河系中的地位，有了比较正确的认识。1905～1913年，赫茨普龙和H.N.罗素创制了赫罗图，对了解恒星的演化和推求其距离提供了有力的手段。

1918年，沙普利分析了当时已知的100个球状星团的视分布，并用周光关系估算出它们的距离，得出了银河系是一个庞大的透镜形天体系统和太阳不居于中心的正确结论。1927年，荷兰的奥尔特根据观测到的运动数据证实了银河系自转。此外，银河系次系、星族、星协概念的建立和证实，对变星和星团、星云的研究和探讨恒星系统的结构作出了重要的贡献。

射电天文学的发展为恒星天文学提供了一种有力工具。1951年，人们开始利用中性氢21厘米谱线研究银河系内中性氢云的分布。1952年证实银河系的旋臂结构。1958年发现银河系中心的复杂结构和银核中的爆发现象。六十年代以来，相继发现几十种星际分子的射电辐射。这些用光学方法所未能得到的观测结果，对研究银河系自转、旋臂结构、银核和银晕都是非常宝贵的。

星系动力学从二十年代以来有很大的发展。1942年，林德布拉德提出了形成旋臂的“密度波”概念，以期克服旋涡星系的形成和维持旋臂的理论困难。1964年以来，林家翘等人发展了密度波理论，并且探讨星系激波形成恒星的理论。

大事记

18世纪之前

前134年 - 喜帕恰斯（Ἳππαρχος）创造恒星的视亮度（光度）的概念，并编制了有1，025颗恒星的星图。

1596年 - 大卫·法比利萨斯注意到米拉的光度变化。

1672年 - Geminiano Montanari注意到大陵五的光度变化。

1686年 - Gottfried Kirch 注意到天鹅座χ的光度变化。 18世纪

1718年 - 爱德蒙·哈雷经由比较希腊时代的天体位置记录，发现恒星自行。

1782年 - 约翰·古德利克注意到大陵五的光度变化，并推测是食双星。

1784年 - 约翰·古德利克发现第一颗造父变星（仙王座的造父一）。

19世纪

1838年 - Thomas James Henderson、瓦西里·雅可夫列维奇·斯特鲁维和白塞耳测量出恒星的视差。

1844年 - 白塞耳解释天狼星和南河三的位置摆动是因为有看不见的暗澹伴星。

20世纪

1906年 - 亚瑟·爱丁顿开始用统计学研究恒星的运动。

1908年 - 李维特发现造父变星的周光关系。

1910年 - 赫兹史普和罗素各自研究恒星的光度和光谱的关联。

1924年 - 亚瑟·爱丁顿发展出主序星的质光关系。

1929年 - 乔治·伽莫夫提出氢的核融合是恒星能量的来源。

1938年 - 汉斯·贝特和Carl von Weizsacker详述恒星内部的pp链和碳氮氧循环。

1939年 - Rupert Wildt认为负氢是使恒星变得不透明的重要离子。

1952年 - 沃尔特·巴德区分出造父变星有造父Ⅰ和造父Ⅱ两类。

1953年 - 弗雷德·霍伊尔预测碳12在恒星内部的高温下可以经由三氦反应生成。

1961年 - 林忠四郎发表恒星是完全对流体时，演化路径的林轨迹。

1963年 - 弗雷德·霍伊尔和William A. Fowler提出超重质量恒星的想法。

1964年 - 钱德拉塞卡和理查德·费曼发展出脉动星在一般相对论下的理论，并且表示超重质量恒星的不稳定性受到一般相对论的支配。

1967年 - Eric Becklin和Gerry Neugebauer在10微米的波长发现Becklin-Neugebauer天体。

现状发展

现阶段的恒星天文学所研究的主要内容有：星系中物质的分布同星系旋转的关系；恒星速度弥散度的规律；恒星系统的引力稳定性；球状星团和星系的动力学结构和演化以及星系动力学中“第三积分”（即除能量和角动量两个积分外）是否存在的问题等。对这些问题的研究都已取得一定程度的进展。

此外，人们推测在球状星团和星系团中可能存在大质量致密天体（黑洞）。以广义相对论为基础的强引力场星系动力学正在形成中。

相关学科

天文学、光学天文学、射电天文学、红外天文学、空间天文学、天体物理学、恒星物理学、太阳物理学、行星物理学、天体力学、天体动力学、宇宙学、宇宙化学、大爆炸宇宙学、天体测量学、实用天文学、天体演化学、天文史学、考古天文学。

气体和尘埃密集的云雾状天体——星云被认为是宇宙孕育恒星的“子宫”。一项新研究预测，在距太阳系400光年远的地方，一个新的恒星“即将”诞生。孕育这个恒星的将主要是质量是太阳两倍的暗星云Barnard　68。研究表明，这个位于蛇户座的云雾状天体已开始呈现不稳定状态。而一个质量只有它十分之一的星云正在迅速接近并“快要与它相撞”。

西班牙卡拉尔·阿尔托天文台负责人若昂·阿尔维斯和德国慕尼黑大学的安德烈亚斯·布尔克特当天在一份声明中说，他们通过超级计算机的模拟试验得出结论，这次相撞将会使Barnard　68的密度和温度升高超过临界点，这时暗星云将在引力作用下开始凝聚过程，最终孕育出新的恒星。他们说，这颗恒星将在20万年内诞生，从天文学时间尺度来看，这个速度已经非常“快”了。在这颗恒星的周围，有可能会形成一些行星。这也意味着，我们的太阳系可能要多出一个新邻居。

Barnard　68是暗星云，不会反射恒星和其他物体发出的光线，因此目前人类还看不到它。这项研究成果已发表在美国《天体物理学杂志》上。

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