天體物理的研究方法

① 理論天體物理學的研究方法

理論天體物理的基本方法是把地球上實驗室范圍中發現的規律應用於研究宇宙天體。這種方法不僅對於說明和解釋已知的天體現象是有力的﹐而且還可以預言某些尚未觀測到的天體現象或天體。例如﹐在1932年發現中子之後不久﹐朗道﹑奧本海默等就根據星體平衡和穩定的理論預言可能存在穩定的緻密中子星。盡管這種預言中的天體與當時已知的所有天體差別極大(異乎尋常的高密度等)﹐可是在三十多年後的1967年﹐預言終於被證實。另一方面﹐許多物理學概念首先是由研究天體現象得到的﹐後來又是依靠天體現象加以檢驗的。例如﹐首先是天體物理學家注意到充滿宇宙間的電離物質具有一系列特性﹐這對建立等離子體物理學這門學科起了極大的推動作用。又如﹐熱核聚變概念是在研究恆星能源時首次提出的。禁線也是受到天體光譜研究的刺激才得到深入探討的。

② 高能天體物理學的觀測研究

觀測和研究表明，銀河系中最強的X射線輻射來自於包含有一顆緻密星和一顆光學主序星的密近雙星系統，其中的緻密星體積很小、可以是質量為太陽質量三分之一的中子星，或大於三倍太陽質量的黑洞，其強大的引力吸引著光學主星的表面物質和周圍氣體，形成一個吸積盤。吸積盤物質被黏滯加熱至高溫等離子體態，在緻密星附近產生和發射X射線，所以雙星X射線源大多是熱輻射天體，光度量級1030焦/秒。而且，由於光學主星的軌道運動，視向的X射線輻射會有軌道周期的掩食效應。另一類X射線強源發生在磁中子星上，具有強磁場的中子星可是密近雙星中的緻密星，如武仙座X-1；也可是超新星遺跡中的射電脈沖星，如蟹狀星雲脈沖星。輻射來自極冠處高能電子在強磁場中的同步輻射，視向強度受到中子星的自轉周期的調制，這類天體也被稱作X射線脈沖星或γ射線脈沖星。蟹狀星雲脈沖星的33毫秒周期性脈沖輻射一直延續到10千兆電子伏以上，證明這顆中子星極冠處的磁場強度達到了1012高斯。類星體和活動星系核是銀河系外星系尺度上的強X射線發射體，光度范圍1036—1040焦/秒，如果用巨型黑洞的吸積模型解釋類星體和活動星系核的強大的能量釋放現象，由於有較強的穿透率，X射線的發射即可反映其核心深處的作用規律，接近10千電子伏的X射線發射區已在吸積流進入黑洞視界前的最後穩定區。宇宙γ射線暴是近30年來最有吸引力的一類高能輻射現象，它們的短時標、隨機出現的輻射特徵很難判定其距離。1997年以來，觀測到40多例γ射線暴宿主星系的紅移，從而可斷定在地球附近觀測到的持續時間較長的一類宇宙γ射線暴，起源於銀河系外遙遠星系內恆星尺度的爆發，對因此而無法解釋的巨大能量的釋放可用帶噴注的火球模型解釋。宇宙中高於100兆電子伏的高能γ射線輻射被認為與早期宇宙演化以及極高能宇宙線（E接近1021電子伏）的傳播行為有密切聯系。宇宙線與星際氫分子雲的相互作用能夠解釋銀河系盤面上很強的彌漫γ射線輻射。逆康普頓散射在許多天體條件下是解釋高能γ射線產生的重要機制之一。
能夠到達地球附近的宇宙線稱做初級宇宙線，宇宙線核子在其產生及傳播過程中，不斷受到各種磁場，包括星系際和星際磁場的偏轉和加速作用，初級宇宙線失去了原來的方向，只有在1018電子伏以上的極高能區才有可能保留下原始的信息。現在比較共識的是「費米加速機制」和銀河系的漏箱模型：宇宙線核子起源於恆星演化晚期的超新星爆發；能量低於1015電子伏的初級宇宙線以質子成分為主，主要來自於銀河系內；能量高於1015電子伏的質子會從銀河系中「漏」出，初級宇宙線中重核的比例增加；高於1018電子伏的極高能宇宙線應該起源於銀河系外，能譜在1021電子伏以上應該有截斷。

③ 天文學基本的研究方法是什麼和測量

天文學基本的研究方法是觀察和測量。

天文學的實驗方法是一種「被動」的方法。即是說只能靠觀測（「觀察」和「測量」）自然界業已發生的現象來收集感性認識的素材。而不能像其他許多學科那樣，「主動」地去影響或變革所研究的對象來布置自己的實驗。

簡介：

天文學（Astronomy）是研究宇宙空間天體、宇宙的結構和發展的學科。內容包括天體的構造、性質和運行規律等。天文學是一門古老的科學，自有人類文明史以來，天文學就有重要的地位。

主要通過觀測天體發射到地球的輻射，發現並測量它們的位置、探索它們的運動規律、研究它們的物理性質、化學組成、內部結構、能量來源及其演化規律。

在天文學悠久的歷史中，隨著研究方法的改進及發展，先後創立了天體測量學、天體力學和天體物理學。

④ 天文學的研究手段有哪些

天文學的研究方法主要是依靠觀測。前面我們已經說過，天文學研究的是天體現象，對於天體來說，它的大小、尺度、形成時間和物理特性都是我們無法想像的，在地面試驗室更是難以模擬。

因此不斷的創造和優化觀測手段，也就成了天文學家們不懈努力的又一個課題。古往今來天文學上的一切發現和研究成果，都離不開一種天文觀測工具——望遠鏡及其後端接收設備。

17世紀之前，人們盡管已製作了不少如中國的渾天儀、簡儀等天文觀測儀器，但觀測工作並不理想，還是只能靠肉眼。直到第一架天文望遠鏡在1609年製成，伽利略通過它取得了許多重要發現，天文學才跨入瞭望遠鏡時代。

但人類並沒有因此而懈怠，而是對望遠鏡的性能不斷加以改進優化，以期望能觀測到更暗的大體，獲得更高的解析度。1937年誕生了第一台拋物反射面射電望遠鏡。

在望遠鏡後端的接收設備方面，到了近代，在天文觀測中照相、分光等技術起了極大的作用，可以說這些沒備直接推動了天體物理學成為天文學的主流學科。

另外，1932年美國人央斯基用他的旋轉天線陣觀測到了來自天體的射電波，開創了射電天文學。之後，隨著對射電望遠鏡的性能的不斷優化改進，射電天文技術在天文史上作出了很多貢獻。

20世紀後50年中，隨著科技的不斷進步以及各種研究工具的改良，天文觀測不斷擴展，不再僅限於可見光、射電波段，還包括紅外、紫外、X射線和Y射線在內的電磁波各個波段，形成了多波段天文學，由此引出的多種探測方法和手段也不斷出現。例如氣球、火箭、人造衛星等等，這些設備都為探索各類天體和天文現象的物理本質提供了強有力的觀測手段，也預示著天文學發展到丁，一個全新的階段。