宇宙微波背景辐射的观测和理论

介绍了有关宇宙微波背景辐射（ＣＢＲ）观测和理论研究的最新进展。叙述了基于ＣＯＢＥ卫星的观测宇宙学,包括对背景辐射谱,各向异性的观测结果及其理论意义;并系统介绍了ＣＢＲ各向异性形成的种种机制;展望了下一代宇宙微波背景探测器（ＭＡＰ和ＰＬＡＮＣＫ）的科学目标和主要技术参数。     

对宇宙微波背景辐射的深入探索

宇宙微波背景辐射在１９６５年被发现后,科学家们对来自天空四面八方的这种辐射继续做深入的探索。该辐射最重要的特征之一是具有很好的黑体辐射谱,从００５４厘米直到数十厘米波段内的测量表明,背景辐射是温度近于２７开的黑体辐射,习惯称为３开背景辐射。黑体谱...     

发现微波背景辐射的曲折历程

发现微波背景辐射的曲折历程○辛酉宇宙微波背景辐射是高度各向同性的温度略高于２７开的黑体辐射,这是一种充满宇宙各处的均匀辐射。微波背景辐射的发现被认为是２０世纪天文家的一项重大成就,它对现代宇宙学所产生的深远影响,仅次于哈勃对河外星系红移的发现。当前...     

宇宙微波背景辐射极化的近似解析公式

在宇宙早期的退耦过程中，光子与电子发生Thompson散射．光子气体空间分布的各向异性通过Thompson散射而产生宇宙微波背景辐射的极化，并为最近WMAP观测到．从光子气体的Boltzmann方程出发，采用一般的光深函数，分别积分给出原初密度扰动和残余引力波产生的微波背景辐射极化的近似解析解，结果适用于一般的复合过程．密度扰动FS所产生极化的近似解析解为βS≌-CFs(Td)ΔTd，其中Td和△Td分别为退耦时刻和退耦宽度，系数C≌(0．08—0．12)，明显依赖于复合模型．残余引力波扰动FT产生极化的积分稍微复杂，在长波近似下我们对原初扰动按波数进行幂级数展开，保留到两项FT≌FT^(1) FT(2)，分别积分，给出近似解析解βT≌-[CFT^(1)(Td) DFT^(2)(Td)]ΔTd.第一项的极化与密度扰动类似，结论也相同；但第二项的系数D≌(0．22—0．32)，远大于系数C，我们的近似解析解有助于理解背景辐射的温度一极化交叉关联和检测残余引力波对背景辐射各向异性的贡献．     

微波背景辐射与宇宙大尺度结构的形成

本文综述了近年来国际上对微波背景辐射的各向异性和谱畸变问题的主要研究成果。这一研究可以提供早期宇宙演化的重要信息,对研究初始密度扰动谱、宇宙暗物质、星系及宇宙大尺度结构的形成以及复合之后的再热过程都具有重要意义。     

星系团的引力透镜效应及宇宙微波背景辐射的各向异性

本文研究了Ｐｏｉｓｓｏｎ随机分布的星系团作为引力透镜天体,其横向本动速度引起的运动引力透镜效应对宇宙背景辐射（ＣＢＲ）温度涨落各向异性的影响．对星系团的密度结构及其引力透镜效应,我们采用Ｈｅｒｎｑｕｉｓｔ模型,并在此基础上,利用星系团的统计理论,在冷暗物质及等曲率重子扰动模型框架下,计算了运动引力透镜效应对ＣＢＲ温度涨落各向异性的贡献．     

星系团的引力透镜效应及宇宙微波背景辐射的各向异性

本研究了Ｐｏｉｓｓｏｎ随机分布的星系团作为引力透镜天体,其横向本动速度引起的运动引力透镜效应对宇宙背景辐射（ＣＢＲ）温度涨落各向异性的影响。对星系团的密度结构及其引力透镜效应,我们采用Ｈｅｒｎｑｕｉｓｔ模型,并在此基础上,利用星系团的统计理论,在冷蝉 物质及等曲率重子扰动模型框架下,计算了运动引力透镜效应对ＣＢＲ温度涨落各向异性的贡献。     

星系团内物理过程对宇宙微波背景辐射的影响

观测表明,富星系团内存在着大量的高温热电子.它们将与微波背景光子相互作用.本文考虑了星系团集合使微波背景辐射产生的畸变.我们的理论估计表明,富星系团集合的高温热电子散射背景光子,使背景辐射谱偏离黑体辐射谱.在背景谱的维恩区,畸变小于2.74K黑体峰值强度的1％,这个结果与最近COBE卫星的探测结果是一致的.没有得到Matsumoto所探测到的在700μm附近有相当于黑体谱峰值强度10％的重大畸变.星系作为微引力透镜,对背景辐射的影响不可能探测得到.星系团内热电子的轫致辐射在微波波段更弱.     

宇宙X射线背景辐射与活动星系核

本文介绍了宇宙X射线背景的研究近况。主要就宇宙X射线背景的两种理论观点——弥漫源观点和分立源观点来进行讨论。并对两派观点争论的焦点问题进行了详细的阐述。这个焦点问题与活动星系核的X射线辐射紧密相关。     

河外星际尘埃辐射对微波背景辐射的影响

本文借助于观测到的大、小麦哲伦云的星际尘埃辐射，估计总星系内的“冷”星际尘埃热再辐射对宇宙微波背景辐射的影响．结果表明：总星系内的星际“冷”尘埃的热辐射所形成的背景辐射对微波背景辐射的扰动强烈地依赖于宇宙减速因子和“冷”尘埃量，在宇宙背景探测者（ＣＯＢＥ）的观测结果的限制下，无论宇宙减速因子取何种值，“冷”尘埃所占的比例都是非常少的，如果Ｏｓｔｒｉｋｅｒ所作的平均每个星系内由尘埃产生的蓝光光深τＢ＝０．５的假定是合理的，那么星际尘埃量随温度的分布是非常不均匀的。     

钱德拉发现宇宙炮弹

美国航空航天局的钱德拉X-射线天文台,最近发现了一颗宇宙间的“炮弹”,那是迄今为止运动速度最快的恒星之一。     

VMOs电离宇宙对3K背景辐射的Zeldovich效应

本文假设星族Ⅲ是由大质量恒星VMOs组成,VMOs的高光度辐射将使背景宇宙重新获得电离。我们讨论了宇宙热电子对宇宙微波背景的康普顿散射效应。结果表明,VMOs时期的电离宇宙将使3K背景辐射产生一个畸变,在低频的瑞利一金斯频率范围,温度偏差为:凸T_0/T_0～10~(-3)—10~(-5),一旦这个量被观测到,将是对VMOs现象进行确证。     

早期的宇宙图景

在远古时代,人类生活在自然的环境之中,直接面对着天地间的风雨雷电,与生活在现代城市中的情景大不相同,现代人已被人造物所包围,渐渐与自然拉开了一段距离,故对自然界中现象的感受,就远不如古人那么强烈和直观了。可以想象,在旷野中天地和人仿佛融为了一体,天     

宇宙微波激射源中的偏振辐射

本文评述了二十年来在宇宙微波激射(脉泽,maser)源偏振辐射研究中的重要成果,其中包括主要观测结沦和各种微波激射偏振辐射的理论。     

有静质量中微子对宇宙早期成团过程的影响

本文讨论有静质量中微子对宇宙早期的Jeans不稳定性阶段的成团过程的影响。把早期宇宙作为两成分流体处理,一种成分是退耦后的中微子,另一种成分是物质及辐射,二者之间仅通过引力相耦合。主要的结论是:(1)有静质量中微子将引起复合时期之前的物质成团过程;(2)这种先复合期的物质成团的质量主要处于星系团的范围;(3)存在优先的成团尺度,它的Jeans不稳定的起始时间最早;(4)如果中微子静质量太小,则对早期的物质成团过程无影响。     

微波背景辐射各向异性的计算中可能出现的偏差

复合期间物质与辐射密度的扰动会引起自由电子的不均匀空间分布,即电离率可能存在着某种与物质和辐射的涨落相对应的空间扰动。这就会使得通常对微波背景辐射各向异性的计算中存在偏差。对较大尺度的扰动(M(?)M_1)通常的计算值可能偏大,而对较小尺度的扰动(M<相似文献   

红外背景辐射

本文评述了红外背景辐射的近代观测发展和理论。第一节简述了红外背景辐射的宇宙学含义。第二节分析了近几年来红外背景观测的发展,着重讨论了近红外背景和亚毫米波背景的观测及其宇宙学含义。在第三节中,综述了近红外背景产生的各种星系前的源。在第四节中讨论了各种尘埃模型及其宇宙学效应。     

“钱德拉”发现宇宙特大爆发

天文学家用“钱德拉”发现了宇宙中最强大的爆发,爆发是由一个特大质量黑洞产生的。该发现说明了大黑洞巨大的胃口和对它周围环境的强烈冲击。爆发是在“钱德拉”拍摄的一个称为MSO735.6+7421的星系团的热的X射线发射气体图像中被发现的。黑洞位于星系团中心星系里,两个巨大的空腔自黑洞向外延伸。爆发已持续了一亿多年,产生了相当于几亿次γ射线暴的能量。该事件是大量物质落向黑洞时引力能释放导致的。虽然大部分