天体物理的研究方法

① 理论天体物理学的研究方法

理论天体物理的基本方法是把地球上实验室范围中发现的规律应用于研究宇宙天体。这种方法不仅对于说明和解释已知的天体现象是有力的﹐而且还可以预言某些尚未观测到的天体现象或天体。例如﹐在1932年发现中子之后不久﹐朗道﹑奥本海默等就根据星体平衡和稳定的理论预言可能存在稳定的致密中子星。尽管这种预言中的天体与当时已知的所有天体差别极大(异乎寻常的高密度等)﹐可是在三十多年后的1967年﹐预言终于被证实。另一方面﹐许多物理学概念首先是由研究天体现象得到的﹐后来又是依靠天体现象加以检验的。例如﹐首先是天体物理学家注意到充满宇宙间的电离物质具有一系列特性﹐这对建立等离子体物理学这门学科起了极大的推动作用。又如﹐热核聚变概念是在研究恒星能源时首次提出的。禁线也是受到天体光谱研究的刺激才得到深入探讨的。

② 高能天体物理学的观测研究

观测和研究表明，银河系中最强的X射线辐射来自于包含有一颗致密星和一颗光学主序星的密近双星系统，其中的致密星体积很小、可以是质量为太阳质量三分之一的中子星，或大于三倍太阳质量的黑洞，其强大的引力吸引着光学主星的表面物质和周围气体，形成一个吸积盘。吸积盘物质被黏滞加热至高温等离子体态，在致密星附近产生和发射X射线，所以双星X射线源大多是热辐射天体，光度量级1030焦/秒。而且，由于光学主星的轨道运动，视向的X射线辐射会有轨道周期的掩食效应。另一类X射线强源发生在磁中子星上，具有强磁场的中子星可是密近双星中的致密星，如武仙座X-1；也可是超新星遗迹中的射电脉冲星，如蟹状星云脉冲星。辐射来自极冠处高能电子在强磁场中的同步辐射，视向强度受到中子星的自转周期的调制，这类天体也被称作X射线脉冲星或γ射线脉冲星。蟹状星云脉冲星的33毫秒周期性脉冲辐射一直延续到10千兆电子伏以上，证明这颗中子星极冠处的磁场强度达到了1012高斯。类星体和活动星系核是银河系外星系尺度上的强X射线发射体，光度范围1036—1040焦/秒，如果用巨型黑洞的吸积模型解释类星体和活动星系核的强大的能量释放现象，由于有较强的穿透率，X射线的发射即可反映其核心深处的作用规律，接近10千电子伏的X射线发射区已在吸积流进入黑洞视界前的最后稳定区。宇宙γ射线暴是近30年来最有吸引力的一类高能辐射现象，它们的短时标、随机出现的辐射特征很难判定其距离。1997年以来，观测到40多例γ射线暴宿主星系的红移，从而可断定在地球附近观测到的持续时间较长的一类宇宙γ射线暴，起源于银河系外遥远星系内恒星尺度的爆发，对因此而无法解释的巨大能量的释放可用带喷注的火球模型解释。宇宙中高于100兆电子伏的高能γ射线辐射被认为与早期宇宙演化以及极高能宇宙线（E接近1021电子伏）的传播行为有密切联系。宇宙线与星际氢分子云的相互作用能够解释银河系盘面上很强的弥漫γ射线辐射。逆康普顿散射在许多天体条件下是解释高能γ射线产生的重要机制之一。
能够到达地球附近的宇宙线称做初级宇宙线，宇宙线核子在其产生及传播过程中，不断受到各种磁场，包括星系际和星际磁场的偏转和加速作用，初级宇宙线失去了原来的方向，只有在1018电子伏以上的极高能区才有可能保留下原始的信息。现在比较共识的是“费米加速机制”和银河系的漏箱模型：宇宙线核子起源于恒星演化晚期的超新星爆发；能量低于1015电子伏的初级宇宙线以质子成分为主，主要来自于银河系内；能量高于1015电子伏的质子会从银河系中“漏”出，初级宇宙线中重核的比例增加；高于1018电子伏的极高能宇宙线应该起源于银河系外，能谱在1021电子伏以上应该有截断。

③ 天文学基本的研究方法是什么和测量

天文学基本的研究方法是观察和测量。

天文学的实验方法是一种“被动”的方法。即是说只能靠观测（“观察”和“测量”）自然界业已发生的现象来收集感性认识的素材。而不能像其他许多学科那样，“主动”地去影响或变革所研究的对象来布置自己的实验。

简介：

天文学（Astronomy）是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。

主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。

在天文学悠久的历史中，随着研究方法的改进及发展，先后创立了天体测量学、天体力学和天体物理学。

④ 天文学的研究手段有哪些

天文学的研究方法主要是依靠观测。前面我们已经说过，天文学研究的是天体现象，对于天体来说，它的大小、尺度、形成时间和物理特性都是我们无法想象的，在地面试验室更是难以模拟。

因此不断的创造和优化观测手段，也就成了天文学家们不懈努力的又一个课题。古往今来天文学上的一切发现和研究成果，都离不开一种天文观测工具——望远镜及其后端接收设备。

17世纪之前，人们尽管已制作了不少如中国的浑天仪、简仪等天文观测仪器，但观测工作并不理想，还是只能靠肉眼。直到第一架天文望远镜在1609年制成，伽利略通过它取得了许多重要发现，天文学才跨入了望远镜时代。

但人类并没有因此而懈怠，而是对望远镜的性能不断加以改进优化，以期望能观测到更暗的大体，获得更高的分辨率。1937年诞生了第一台抛物反射面射电望远镜。

在望远镜后端的接收设备方面，到了近代，在天文观测中照相、分光等技术起了极大的作用，可以说这些没备直接推动了天体物理学成为天文学的主流学科。

另外，1932年美国人央斯基用他的旋转天线阵观测到了来自天体的射电波，开创了射电天文学。之后，随着对射电望远镜的性能的不断优化改进，射电天文技术在天文史上作出了很多贡献。

20世纪后50年中，随着科技的不断进步以及各种研究工具的改良，天文观测不断扩展，不再仅限于可见光、射电波段，还包括红外、紫外、X射线和Y射线在内的电磁波各个波段，形成了多波段天文学，由此引出的多种探测方法和手段也不断出现。例如气球、火箭、人造卫星等等，这些设备都为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段，也预示着天文学发展到丁，一个全新的阶段。