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第1章 绪论1

1.1天体物理学的研究对象1

1.1.1太阳系3

1.1.2恒星世界13

1.1.3星系和星系团15

1.2天体物理学的观测方法简介15

1.2.1地面观测17

1.2.2空间望远镜25

1.2.3空间飞船考察31

第2章 基本天体物理量及其测量41

2.1星等41

2.1.1视星等41

2.1.2绝对星等42

2.1.3光度43

2.2温度44

2.2.1色指数与色温度44

2.2.2有效温度47

2.3光谱型47

2.3.1天体光谱研究的开始与发展47

2.3.2恒星光谱的分类51

2.3.3不同光谱型谱线特征的成因53

2.4赫罗图56

2.5变星58

2.5.1脉动变星59

2.5.2爆发变星62

2.6天体距离的测定67

2.7恒星质量的测定74

2.7.1双星系统74

2.7.2质光关系75

2.7.3位力定理75

2.8恒星的年龄77

第3章 恒星的形成与演化79

3.1恒星的形成阶段80

3.1.1星云坍缩的条件与金斯判据80

3.1.2星云的快速收缩过程84

3.1.3星云的慢收缩过程——原恒星阶段85

3.2主序星阶段87

3.3恒星结构的基本方程90

3.4积分定理（位力定理）99

3.5主序后的演化101

3.5.1小质量恒星的演化1M＜2.3M⊙101

3.5.2中等质量恒星的演化2.3M⊙＜M＜8M⊙106

3.5.3大质量恒星的演化M＞8M⊙107

3.6超新星110

3.6.1Ⅰa型超新星111

3.6.2Ⅱ型超新星112

3.6.3中微子及其探测114

3.6.4中微子的未解之谜117

3.6.5超新星遗迹119

3.7密近双星的演化121

3.7.1洛希等势面121

3.7.2密近双星的演化124

3.7.3几种典型的最终演化结果126

3.8引力波辐射130

第4章 致密星134

4.1白矮星135

4.1.1白矮星的质量上限——钱德拉塞卡极限135

4.1.2白矮星的结构与冷却137

4.2中子星138

4.2.1中子星的结构139

4.2.2中子星的自转与磁场141

4.3脉冲星143

4.3.1脉冲星的发现——一个期待了30多年的结果143

4.3.2脉冲星的观测特征与理论模型146

4.3.3脉冲星的距离测量148

4.3.4有待进一步研究的问题149

4.4黑洞153

4.4.1引力半径与视界153

4.4.2引力红移与时钟变慢156

4.4.3宇宙飞船向黑洞下落的过程157

4.4.4克尔黑洞，彭罗斯过程和宇宙监察猜想160

4.4.5黑洞热力学简介162

4.4.6黑洞量子力学简介164

4.4.7搜寻黑洞169

4.5宇宙γ射线暴174

第5章 星际物质178

5.1星际物质的概况178

5.2中性氢区（HⅠ区）与射电21cm谱线182

5.3电离氢区（HⅡ区）与斯特龙根球184

5.4星际分子187

5.4.1星际分子的发现187

5.4.2星际分子的天体物理学意义189

5.4.3天体分子脉泽193

第6章 星系195

6.1星系的主要特征197

6.1.1形态与分类197

6.1.2星系质量的测定203

6.1.3旋涡星系和椭圆星系的“标准烛光”206

6.1.4银河系的主要特征207

6.1.5旋臂生成——密度波理论210

6.2活动星系与活动星系核212

6.2.1活动星系的主要观测特点212

6.2.2活动星系核（AGN）的统一模型223

6.3星系团和超星系团228

6.3.1星系的大尺度成团结构228

6.3.2星系的大尺度本动速度231

6.3.3星系团的X射线辐射232

6.4星系的形成与演化233

6.4.1单个星系的形成与演化概况233

6.4.2星系的相互作用与并合235

第7章 宇宙学简介239

7.1人类宇宙观的进化239

7.2宇宙的有限与无限243

7.2.1空间弯曲的观测效应245

7.2.2空间膨胀的观测效应——哈勃关系248

7.2.3时间有限的观测效应——视界249

7.3宇宙学的基本观测事实249

7.3.1大尺度上星系的分布249

7.3.2星系距离与红移之间的哈勃关系250

7.3.3宇宙微波背景辐射254

7.3.4元素丰度259

7.3.5宇宙的年龄260

7.3.6正反物质粒子数之比262

7.3.7光子数与重子数之比263

7.4几何宇宙学265

7.4.1宇宙学原理265

7.4.2三维常曲率空间与罗伯森-沃克度规265

7.4.3宇宙学红移268

7.4.4宇宙学视界269

7.4.5牛顿宇宙学271

7.4.6宇宙减速因子q0274

7.5标准宇宙学模型275

7.5.1弗里德曼方程275

7.5.2宇宙的年龄279

7.6物理宇宙学——具有物质和辐射的宇宙282

7.7宇宙演化简史286

7.7.1时空创生286

7.7.2宇宙热历史概述287

7.7.3轻元素核合成290

7.7.4宇宙背景辐射294

7.7.5星系和宇宙大尺度结构的形成297

7.8几个重要的前沿课题307

7.8.1宇宙的暴胀307

7.8.2宇宙中的暗物质312

7.8.3引力透镜315

7.8.4宇宙暗能量320

7.8.5宇宙学与物理世界的统一325

参考书目333