第二届国际天文奥林匹克竞赛部分试题解答

低年组 1.Two stars have the same ahsolute magnitude.One is thousand times farther away than the other.What is the difference in apparent magnitudes? Whichmagnitude larger? 译文;两颗星具有相同的绝对星等,其中的一颗比另一颗距离远1000倍,它们的目视星等有何不同?哪一个的星等数值大?     

疏散星团NGC 6866视场中5颗类太阳振动红巨星的星震学研究

由于星团中所有成员星是在近似相同的时间里由相同的气体星云形成,所有成员星具有相同的年龄、距离和化学元素,所以星团中的所有成员星可作为一个整体来研究.此时自由参量较少,这为天体物理的研究提供了一个独特的机会.因此,对星团年龄的确定比对单颗恒星年龄的确定更准确.以耶鲁-伯明翰(Yale-Brimingham)Pipeline技术为核心结合星震学方法,分析并推导了星团NGC 6866视场中5颗被观测到具有类太阳振动红巨星的年龄、质量等恒星参数.发现该星团视场中这5颗类太阳振动恒星中有4颗恒星的年龄不完全一致且大于1 Gyr,远大于利用其他方法得到的星团NGC 6866的年龄(约0.65 Gyr).这意味着这4颗类太阳振动恒星可能不是该星团的成员星.同时利用星震学方法获得KIC 8329894恒星的年龄为0.60976_(-0.085175)~(+0.057327)Gyr,与星团的年龄基本一致;另外,把这5颗被Kepler所观测到的红巨星与LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)的数据做了交叉证认,从而更加确定该红巨星为星团成员星.因此该恒星的星震学年龄也可以作为疏散星团年龄的进一步验证和限制.     

閃光星(鲸魚UV型星和金牛T型星)

我们在有些恒星上观测到它们的光亮骤然发生变化,例如和太阳隣近的红矮星(鲸鱼UV型)和属於某一星協的星(金牛T型). 本文先列出20颗确定为鲸鱼UV型的星(表1),然後讨论它们的光变情况,如躍变的幅度,光变曲线(表2),闪光的速度(在上昇到极亮时,速度可达0.25星等/秒),躍变的频率等.跟着我们更讨论这些星不在闪光的时候的变化(表3). 这些星的光谱内常有发射线(H与CaⅡ),闪光的时候,光谱上的连续背景加强,并且出现HeⅠ和HeⅡ的谱线,表示温度增加很高,但是这仅限於星的很小的表皮层(1至3％). 鲸鱼UV型星自身亮度很弱(M_(pg)13),数目很多,属星族Ⅰ. 本文内提到几颗御夫RW型星的迅速变化,并且讨论了金牛区(表5),猎户星雲区(表6)和NGC2264里(表7)的闪光星. 我们研究了光变的情况,特别说明鲸鱼UV型星和金牛T型星之间的关系:例如在光曲线、光谱型和同属星族Ⅰ几个方面.我们也讨论了这两型星在绝对星等、光谱和赫-罗图上的位置三者的差异. 最後我们断定鲸鱼UV型星和金牛T型星实在是相同的一群;我们由观测得到的它们之间的差异,其原因一则由於“观测上的选择性”,再则由於这两型星的演化阶段有所不同. 许多恒星的光亮表现突然的增加,或者说很迅速地发出“闪光”,在几分钟、有时在几秒钟内,星光有显著的增加,跟着变暗,初迅速而渐缓慢. 这种星光的躍变在许多型星都观测到,特别是在绝对亮度微弱的星上面.我们现在只讨论下列的主要两类恒星:     

时光里的太阳望远镜(上)

太阳是离我们最近的恒星,也是千万颗恒星中极普通的一颗。它不够大,目前观测到的质量最大的恒星能够达到150倍太阳质量;它不太老,只有50亿岁,正值壮年;它不太亮,绝对星等只有4.83等,但视星等有-26.74等。正因如此,我们可以利用距离优势更加充分地观测太阳;也正因太阳足够普通,才有了作为恒星研究目标的代表性。     

20颗依巴谷碳星的近红外测光

对20颗依巴谷(Hipparcos)卫星所观测的碳星作了近红外JHK测光，由近红外观测结果估算了其在K波段的热改正BCK和视热星等mbpl以及有效温度Te，结合依巴谷卫星所得视差，得到其中一些星的绝对热星等Mbol。     

参宿四与参宿七:红白各异为哪般?

冬季夜晚闪烁的群星中,猎户座里的两颗主星十分醒目。猎户座的α星中名为参宿四,肉眼看上去是一颗红色亮星,事实上,它是一颗变星,星等在2~0等左右。猎户座的β星中名为参宿七,它是一颗白色亮星,星等为0.1等。猎户座α星和β星的关系很有趣。按星等来说,β星是猎户座里最亮的恒星,但它却屈居老二。     

巨椭圆星系M87

M87(NGC4486)的赤道坐标为:赤经12时30.8分,赤纬 12°24′;视星等8.6,面亮度:12.7,角经8.3′×6.6′。距离:5 500万光年。梅西叶发现它时(1781年3月18日)的记录如下:室女座中无星的星云,星云的上端紧挨着一颗8等星,该星与M87有相同的赤经,但赤纬为 13°42′21″。此星云显得与另两个星云M84和M86有相同的亮度。 NGC的简述:很亮、很大、圆形,中部非常之亮,三者中这第三(最东端)。 M87可以称得上是—能量巨大的星系,其质量是太阳的8000亿倍,是最大的星系之一,也是室女座较亮的     

红团簇巨星的光谱分析及其作为I、K波段标准烛光的研究

基于高分辨率、高信噪比光谱观测资料，确定了19颗贫金属红团簇巨星的恒星大气参数，得到样本星4种α族元素(O、Mg、Ca、Si)的化学丰度．讨论了铁丰度与恒星大气参数的相关性以及α族元素丰度随金属丰度的变化，计算了共58颗红团簇巨星在I、K波段的绝对星等，讨论了它们与恒星铁丰度之间的关系．结果表明，在分析铁丰度范围内相对于I波段，K波段的绝对星等与铁丰度的相关性更弱，并且与利用理论模型得到的红团簇巨星I、K波段绝对星等与铁丰度的关系进行了比较与验证。     

食变星RZ Cas极小时刻的测定

食变星 RZ Cas 于1906午5月24日为缪勒(Müller)和凯泊脱(Kempt)所发现.顿根(Dugan)用目视视测计算了这颗星的第一个轨道,同时还谈到这颗星的周期变化的问题.关于周期变化的问题后来的工作者也注意到.赫弗尔(Huffer)和柯帕(Kopal)于1951年发表了他们对这颗星的光电观测结果,并给出了带有一个周期项的极小时刻的公式.利用这个公式计算极小时刻和我们观测结果比较,是很符合的.(详见下文)我们对食变星 RZ Cas 于1957年11月12月间在主极小附近进行了五次观测,共得观测值137个.由于我们使用的15厘米蔡斯天体照相仪系紫外物镜,同时它的星等系统     

造父变星周光关系的零点和天琴座RR型星的绝对星等

在第一节引言里,说明了造父变星周光关系在天文学上的重要性;叙述了沙泊莱周光关系以及周光关系零点问题发生疑难的经过和对待这问题本题作者的看法.第二节里胪列了自1939年以来关于造父变星零点的31个结果,包括本文的3个结果.按照结果的性质和所用的方法分6表列出.对每个结果进行了扼要的说明或讨论,对其中不能采用的11个结果有较详的评论.沙泊莱周光关系的另点暗了1星等多是根据威尔逊的结果,后者所以有这项大的差异,在本文里完全得到解释.第三节里推导出了同时对星的视星等和绝对星等瀰散的改正式和对于造父变星的应用法,也给出了平均距离和平均视差之积,的正确公式.最后,在第四节里,把所有可用的结果总起来求出3个权重平均值;1个是差值,即观测星等和根据周光关系以及天琴座 RR 型星绝对星等所算得的星等,两者的差,1个是周光关系零点改正值;最后1个是天琴座 RR 型星的绝对星等值.把这3项结果统一考虑,对第1项结果给以2倍的权重,最后得到对沙泊莱周光关系的零点政正是-1~m.28,天琴座 RR 型星的绝对星等是 0~m.34.     

极易误解的若干天文概念

二、新星、超新星有天壤之别从赫罗图上不难发现,主星序右上方的巨星实际上有平行的两支。较高的那支的绝对星等在－４等以上,它们发出的光能比太阳强３３００多倍,故称超巨星。而较低的巨星绝对星等在－２等左右,虽比前者弱６倍,但仍比太阳强５００多倍。巨星和超巨...     

对英仙座一个亮蓝致密反射星云的观测

本文根据哈勃-范登堡图排除英仙座一个变光变色致密天体的延展晕面是背景河外星系的可能,说明这个天体可以称为河内亮蓝致密反射星云。对这个天体进行了变光栏光电测光,得知其云面亮度对它的光电星等影响不大。说明对它进行光电观测所得的星等和颜色的变化,主要起自它的中心星——一颗有气壳活动的早型星。     

HD 140283元素丰度分析及弱r-过程元素天体物理来源

HD 140283是一颗近邻极贫金属亚巨星,形成于宇宙大爆炸初期,被认为是迄今为止最古老的恒星之一,同时它也是一颗典型的弱r-过程星,对它的研究有助于深入理解宇宙早期演化、丰富元素核合成理论.将HD 140283从C到Zn的观测丰度与单个超新星(SN)事件元素理论产量进行拟合,得出HD 140283可能诞生于前身星质量为22.5 M⊙(下标"⊙"代表太阳)的超新星爆发污染的星云.基于同样的方法,研究了另外5颗典型弱r-过程星,分别得出了污染产生这些恒星的气体云的超新星前身星质量,进一步推测了弱r-过程可能发生的天体物理环境.     

透镜状星系M85

梅西叶天体 M85(NGC4382)是一个透镜状星系。它的赤道坐标为:赤经12时25.4分,赤纬 18°11′。视星等:9.1,面亮度:13.0,角径:7.′1×5.5′,距离:5.5千万光年。发现者:PierreMechain,1781年。梅西叶1781年3月18日对其观测记录写道:无星的星云,位于后发座 Flamsteedll 与14星之间,室女座女神手持麦穗的上面一点儿。此星云很暗淡。M.Mechain 在1781年3月4日测定了其位置。NGC 的简述:很亮,相当大,圆形,中间北偏西有一颗亮星。虽然 M85位于后发座,但它也是室女座“星云王国”(以前对星系的本质不了解时,把星系一律称为星云)的成员之一。具有讽刺意味的是:此透镜状星系与室女座中的 M84实际是一对“双胞胎”,两者的距离都是5.5千万光年,都是9星等,质量分别为太阳的5千亿和4千亿倍。与 M84一样,M85也是一个旋臂不明显的贫气星系。M85位于后发座 Flamsteedll,一个4.7星等星东侧1。多一     

天文学家又发现一颗褐矮星

天文学家又发现一颗褐矮星天文学家在昂星团里又发现了一颗揭矮星。质量小于０．０８太阳质量的揭矮星不能积累维持核反应所需的中心温度和压力。但由它们的引力收缩（以及氖聚变的一个短暂阶段）释放的能量使它们发出的光和具有晚型Ｍ星光谱特征的暗天体相似。加那利岛天...     

发现银河系的新伴星系

最近,新约克大学 Beth Willman 领导的一个小组发现了银河系第13个伴星系。大熊座星系是一个跨度为1600光年的矮星系,它的光度只有太阳的400倍,因此是所探测到的光度最低的星系,它的几万颗恒星散布在350000光年的距离上,并且几乎被银河系的前景星湮没,这就是为什么这个矮星系难以发现的原因。它的发现意味着银河系周围可能潜伏着更多的矮星系,这对于     

盘状星系的大小分布的统计研究

在Sloan数字巡天计划第四批释放的数据中选择了40599个面向的盘状星系,统计研究它们的大小分布.结果表明,面向盘状星系的大小分布在绝对星等区间内,遵从对数正态分布函数.星系的大小与绝对星等紧密相关,即星系越亮,其尺度越大.与文[1]的结果相比, 在相同的绝对星等区间,我们得到的r波段半光度半径要稍高于他们的结果,这主要是因为我们的样本只包括了面向晚型星系,而他们的样本则包括了所有空间取向的晚型星系.     

热超短周期造父变星的共性

热超短周期造父变星的周期≤0.~d1、变幅≥0.~m2、光谱型为A.在银河系中呈延仲球状分布;在银晕星族的球状星团和年老盘族的运动星群中都有.在色星等图上,处于造父不稳定带的左外侧而温度较高,故简称热造父变星.球状星团中超短周期造父变星现知五颗.三颗是热造父变星:半人马ω的V65星(M_v= 0.~m82),M56的V11星(M_v= 0.~m10)和M15的K1082星(M_v=0.~m09)。它们在色星等图上的位置紧邻,亮度和天琴RR型星相近,但色均较蓝.它们都处在银河系中呈延伸球状分布的贫金属星团中.银河系中已知超短周期造父变星的周期变幅图上,有可用0.~m2简示的变幅分布隙,和两条周期分布隙.其中变幅≥0.~m2、周期≤ 0.~d1的-群共九颗,是银河系一般星场的热造父变星.其银纬分布除一颗是b= 10°44′外,余均为|h|>20°.这九颗中的两颗是年老盘族的运动星群的成员,-颗具有空间速度高和金属线强度ΔS≥2的星族Ⅱ星的特点.     

恒星形成区GGD12-15的近红外观测

给出恒星形成区GGD12-15的宽波段JHK和窄波段H2v=1-0S(1)近红外成像观测．观测图像揭示了致密的年轻红外星团和与红外源成协的红外星云，并发现了以H2发射结表征的星团外流活动．大多数红外点源在光学波段不可见；对76颗红外点源的JHK′测光结果显示，有32颗具有红外超，其中5颗表现原恒星特征，表明分子云中的恒星形成活动很活跃．以B8光谱型作为大质量星分界，由色星等图估计出大质量星所占星团比例为-10％～26％．GGD12—15星团的K′星等分布的峰值位于15.0mag，并在13．0mag-16．0mag平坦分布；[H—K′]色分布的峰值出现在-0．7mag，在此以上更红的星团成分占70％．在GGD12-15区新发现的氢分子发射结集中在星团中心领域，其空间分布明显与剧烈的恒星形成活动相关；有5个发射结位于分子外流的中心区域，暗示其激发可能与分子外流同源．     

天琴RR型变星的绝对星等与运动学参数须同祺

对天琴RR型变星绝对星等与运动学参数的测定及其对确定距离、球状星团年龄估计的影响,并对它们和其他距离指示器求得的结果的比较作了评述.由于不同作者采用的方法和资料不同,结果的不确定性较大.例如由直接和间接测定方法决定的天琴RR型变星的绝对星等分成较暗和较亮两类,由天琴RR型变星和其他距离指示器决定的大麦哲伦云(LMC) 的距离模数和球状星团年龄估计并不完全一致.这表明还有一些天体测量和天体物理问题需要深入研究.新的空间视差卫星和地基干涉测定计划将可能有助这些问题的解决.