观测天体物理学 第一章 天体信息
观测天体物理学 第一章 天体信息
- 提纲
- 信息载体
- 电磁辐射
- 物质：从电子、原子核到陨石
- 中微子
- 引力波
- 实地观测
- 数据采集
- 光子的主要特征
- 观测系统
- 国际天文组织
- 小结
提纲
本章简述了观测天体物理学中观测的对象、观测的方法（数据）和国际天文组织，是个总述。
信息载体
观测天体物理学中观测对象有：电磁辐射、物质、中微子、引力波等。
这些观测对象携带的信息包括：发射源的物理状态和传递过程中的环境信息。
电磁辐射
电磁波（光子）以频率（能量）来进行量化。电磁波的产生与其发射源的整个物理状态息息相关。
电磁波在传播过程中会受到环境影响，因素有：
- 宇宙的局部曲率（引力透镜）
- 消光（如中性原子态氢洗手所有低于莱曼极限（91.3nm）的辐射；波长越短受到星际尘吸收和散射的影响越大；等离子体吸收波长在1000米及以上的无线电波）
电磁波是主要的观察对象。
物质：从电子、原子核到陨石
高能粒子（ > 1 0 8 e V >10^8eV >108eV）保留了一定的表示发射源的信息，这些信息给人们带来不同元素在他们产生的年代和产生的地点处的元素丰度信息。
中微子
中微子的质量不足电子的1/250000，有效截面很小，在传播过程中受到的影响很少，难以观测。对他们而言，宇宙比对光子更透明，在宇宙中可以走得更远。可以通过中微子获得宇宙中大密度区域（如恒星核）以及古老宇宙在温度T高于 1 0 10 K 10^{10}K 1010K时的第一手资料。
引力波
如果一个系统的空间质量分布，随时间变化，根据相对论原理，其产生的引力场扰动会以有限的速度传播，此时，场的传播是以引力波的形式进行的（如双星系统）。
引力波和电磁波的类比解释见科学网——电磁波和引力波 - 张天蓉的博文
引力波源可作如下分类：
- 周期性源（双星、脉冲星）
- 低频脉冲源
- 高频脉冲源
实地观测
指对太阳系内一些行星与月球的空间探测。
数据采集
观测对象主要是针对光子的，大部分方法亦可以用于其他信息载体。
光子的主要特征
| 光子性质 | 观测方法 | 有关章节 |
| 能量、波长、频率 | 频谱覆盖 | 8 |
| 透过地球大气 | 2 | |
| 选择合适的探测器 | 7 | |
| 所收集的光子数量（流量） | 接受面积的大小（望远镜） | 5 |
| 辐射强度 | 探测器灵敏度 | 7、9 |
| 测光 | 3 | |
| 时间依赖性与时间相干性 | 频谱分析、频谱分辨率、时间分辨率 | 8 |
| 快速测光（t<=1s） | 3 | |
| 空间（角度）依赖性 | 成图、成像、空间（角度）分辨率 | 6 |
| 自旋 | 偏振测量 | 3 |
观测系统
观测系统是由手机、处理和存储辐射信号的物理器件（子系统）组成的。观测系统需要满足以下几方面的要求。
- 电磁波谱的覆盖
- 强度测量
- 光谱分析
- 时变性
- 成像
- 偏振
- 时空参考架
- 信息的处理与存储
国际天文组织
略
小结
总论，了解个大概，更多内容在后边。
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