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第五章 太阳与行星 1

5.0 绪论 1

参考文献 4

5.1 日震学与太阳内部结构 5

5.1.1 引言 5

5.1.2 标准太阳模型 5

5.1.3 日震学限制下的太阳内部结构 7

5.1.4 非标准太阳模型 11

5.1.5 局地日震学 13

5.1.6 日震学的未来发展 15

参考文献 15

5.2 太阳磁场 18

5.2.1 太阳磁场的观测 18

5.2.2 太阳磁场的分类 20

5.2.3 磁流体力学（MHD）描述 23

5.2.4 太阳磁场的起源 27

5.2.5 一个简短的讨论 29

参考文献 30

5.3 太阳活动 32

5.3.1 太阳黑子 32

5.3.2 日珥（暗条） 34

5.3.3 太阳耀斑 36

5.3.4 日冕物质抛射 38

5.3.5 小尺度活动现象 42

参考文献 42

5.4 太阳高能物理 44

5.4.1 耀斑的能量转换 44

5.4.2 耀斑的统计性质 46

5.4.3 脉冲和缓变辐射分量的关系以及硬X射线的厚靶模型 47

5.4.4 耀斑中的粒子加速 49

5.4.5 磁重联 51

5.4.6 耀斑与太阳高能粒子事件和Ⅲ型射电暴的关系 51

5.4.7 耀斑与日冕物质抛射和日震波的关系 53

5.4.8 结语 53

参考文献 54

5.5 太阳射电辐射和等离子体物理 56

5.5.1 概述 56

5.5.2 太阳射电辐射 56

5.5.3 太阳大气等离子体参数诊断 60

5.5.4 太阳大气的等离子体加热机制 62

5.5.5 结语 66

参考文献 66

5.6 太阳系行星 69

5.6.1 行星形成 70

5.6.2 水星（Mercury） 70

5.6.3 金星（Venus） 72

5.6.4 火星（Mars） 75

5.6.5 木星（Jupiter） 79

5.6.6 土星（Saturn） 81

5.6.7 天王星（Uranus） 85

5.6.8 海王星（Neptune） 86

5.6.9 结语 87

参考文献 88

5.7 太阳系之起源和小行星研究 90

5.7.1 引言 90

5.7.2 轨道结构 92

5.7.3 大小分布 95

5.7.4 成分分类 96

5.7.5 自转周期分布 97

5.7.6 形状推演 98

5.7.7 近地小行星 99

5.7.8 深空探测 102

5.7.9 将来发展 104

5.7.1 0结语 107

参考文献 107

5.8 太阳系外行星系统的搜寻和研究 110

5.8.1 引言 110

5.8.2 系外行星探测方法 111

5.8.3 系外行星的性质 119

5.8.4 行星大气的历史及现状 123

5.8.5 恒星的可居住带和行星的可居住性 126

参考文献 129

第六章 高能天体物理 132

6.0 绪论 132

6.1 γ射线暴物理及其宇宙学 134

6.1.1 引言 134

6.1.2 研究简史 134

6.1.3 γ暴物理 138

6.1.4 γ暴宇宙学 145

6.1.5 问题与展望 146

参考文献 147

6.2 黑洞的吸积与喷流 151

6.2.1 引言 151

6.2.2 冷吸积盘模型 153

6.2.3 热吸积盘 155

6.2.4 间断性喷流的形成以及黑洞的闪耀 160

参考文献 161

6.3 恒星级黑洞的观测证认和基本参数测量 163

6.3.1 黑洞的定义 163

6.3.2 恒星级黑洞的形成及其候选天体 165

6.3.3 证认恒星级黑洞的判据 166

6.3.4 恒星级黑洞的质量测量 168

6.3.5 恒星级黑洞的自转参数测量 175

6.3.6 恒星级黑洞的观测证据 178

6.3.7 结语 181

参考文献 183

6.4 脉冲星 186

6.4.1 γ射线脉冲星 186

6.4.2 脉冲双星 190

6.4.3 反常X射线脉冲星和软γ射线重复暴 195

参考文献 199

6.5 双星系统中的致密星 201

6.5.1 致密星的形成 201

6.5.2 致密星的观测表现 202

6.5.3 研究进展 208

参考文献 212

6.6 中子星与夸克星 215

6.6.1 中子星和夸克星的研究简史 215

6.6.2 中子星 216

6.6.3 夸克星 219

6.6.4 脉冲星类天体到底是中子星还是夸克星 222

6.6.5 结论 225

参考文献 225

第七章 探测宇宙的新窗口 227

7.0 绪论 227

7.1 太赫兹探测 229

7.1.1 太赫兹波段基本特征 229

7.1.2 太赫兹天文探测技术 230

7.1.3 太赫兹超导探测器 232

参考文献 237

7.2 甚高能γ射线天文 238

7.2.1 引言 238

7.2.2 甚高能γ射线的产生机制 239

7.2.3 甚高能γ射线的传播 241

7.2.4 甚高能γ射线的探测 242

7.2.5 甚高能γ射线天文研究现状 245

7.2.6 未来发展 253

7.2.7 结语 255

参考文献 256

7.3 中微子天体物理 257

7.3.1 引言 257

7.3.2 太阳中微子 257

7.3.3 大气中微子 261

7.3.4 核反应堆中微子 261

7.3.5 超新星中微子和核合成 261

7.3.6 中微子和核合成 264

7.3.7 极高能中微子及其探测 265

参考文献 267

7.4 宇宙线的起源、加速和传播 268

7.4.1 宇宙线发现的简介 268

7.4.2 宇宙线的成分和能谱 268

7.4.3 宇宙线的加速 270

7.4.4 宇宙线的起源 270

7.4.5 宇宙线的传播 275

7.4.6 结语 277

参考文献 278

7.5 宇宙高能电子谱、γ射线谱与暗物质 280

7.5.1 宇宙高能电子，γ射线的物理起源及主要辐射源 280

7.5.2 高能宇宙电子射线，γ射线观测及暗物质粒子存在的迹象 282

7.5.3 暗物质粒子探测卫星：宇宙高能电子射线，γ射线的高精度观测 285

参考文献 286

7.6 红移21cm谱线观测 287

7.6.1 自旋温度与21cm辐射 289

7.6.2 21cm观测 290

7.6.3 宇宙黑暗时期 293

7.6.4 宇宙第一缕曙光和再电离 295

7.6.5 大尺度结构与暗能量 297

参考文献 301

7.7 引力波及其探测 303

7.7.1 引言 303

7.7.2 引力波方程 304

7.7.3 引力波能动张量 308

7.7.4 引力波的能量守恒和压强 310

7.7.5 残余引力波 312

7.7.6 RGW诱导的CMB的偏振 315

7.7.7 双星引力波辐射 317

参考文献 318

第八章 中国大型天文观测：现状与未来 321

8.0 绪论 321

8.1 大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST） 325

8.1.1 科学背景 325

8.1.2 LAMOST的组成、特点和创新 327

8.1.3 LAMOST的研制规模和技术难度 332

8.1.4 LAMOST的初步科学成果 332

8.1.5 结语 335

参考文献 336

8.2 南极暗宇宙巡天望远镜（KDUST） 338

8.2.1 南极台址简介 338

8.2.2 昆仑暗宇宙巡天望远镜（KDUST） 340

8.2.3 KDUST的科学目标 342

参考文献 360

8.3 500米口径球面射电望远镜（FAST） 362

8.3.1 FAST的科学目标 362

8.3.2 FAST的工程技术指标 367

参考文献 370

8.4 硬X射线调制望远镜（HXMT） 371

8.4.1 科学背景和目标 371

8.4.2 卫星及仪器介绍 372

8.4.3 项目历史及现状 377

8.5 SVOMγ射线暴天文卫星简介 378

8.5.1 SVOM的科学背景 378

8.5.2 SVOM γ射线暴天文卫星简介 378

8.6 21CMA：宇宙第一缕曙光探测 381

8.6.1 科学背景 381

8.6.2 21厘米阵（Centi Meter Array,21CMA） 382

8.6.3 科学实验的实施和展望 387

8.6.4 结语 391

后记 393