10000個(gè)科學(xué)難題·天文學(xué)卷

內(nèi)容概要

本書是《10000個(gè)科學(xué)難題》系列叢書的天文學(xué)卷，是由我國丁作在天文研究和教育第一線的天文學(xué)專家以及一些國外學(xué)者和研究生撰寫的。本著“研究生愿選題，大學(xué)生能通瀆，高中生感興趣”的原則，本書中的“難題”著重介紹其來龍去脈，主要從定性上闡明最新的研究進(jìn)展和難點(diǎn)所在，并提供深入研究的可能思路，包含而又不囿于撰寫人的工作和觀點(diǎn)。“難題”的內(nèi)容基本上覆蓋了天文學(xué)的主要領(lǐng)域，在相當(dāng)程度上反映了這些領(lǐng)域國內(nèi)外的前沿研究水平。“難題”的撰寫在體現(xiàn)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性的同時(shí)，也注重圖文并茂、深入淺出，以增加趣味性和可讀性。    本書按八個(gè)天文學(xué)研究領(lǐng)域編排：太陽與日地科學(xué)；恒星與星際介質(zhì)；星系與宇宙學(xué)；高能天體物理；行星系統(tǒng)與天體力學(xué)；天文儀器與技術(shù)；天體測量；古天文。    本書可供天文學(xué)及相關(guān)學(xué)科的本科生、研究生和專業(yè)研究人員參考，也可供對天文學(xué)感興趣的中學(xué)生和天文愛好者閱讀。

書籍目錄

《10000個(gè)科學(xué)難題》序前言太陽與日地科學(xué)  太陽物理概述  太陽中微子的變化  太陽內(nèi)部的自轉(zhuǎn)與子午流結(jié)構(gòu)  太陽內(nèi)部經(jīng)圈環(huán)流  太陽較差剪切層的本質(zhì)是什么  太陽發(fā)電機(jī)  湍運(yùn)動(dòng)和湍流發(fā)電機(jī)  太陽黑子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流場及磁場  太陽磁場的測量  太陽小尺度磁場  太陽極區(qū)磁場  太陽色球磁場結(jié)構(gòu)的診斷  太陽閃耀偏振光譜測量和物理解釋  漢勒效應(yīng)與湍動(dòng)磁場  日冕磁場紅外測量  日冕磁場的射電診斷  日冕磁場外推  太陽色球的基本結(jié)構(gòu)是什么  色球加熱問題  太陽耀斑與磁場變化  太陽磁場的拓?fù)淦娈愋? 磁螺度是控制太陽爆發(fā)的核心物理量嗎  太陽大氣等離子體中的電流  磁重聯(lián)和電流片  三維磁重聯(lián)  不同尺度太陽爆發(fā)現(xiàn)象中的磁重聯(lián)過程  太陽開放磁通量  白光耀斑起源  耀斑加速電子數(shù)目之謎  耀斑加速電子與加速質(zhì)子作用之爭  粒子加速機(jī)制  日珥的結(jié)構(gòu)和手性  太陽暗條爆發(fā)和失敗的爆發(fā)  太陽大氣小尺度活動(dòng)起源與結(jié)構(gòu)  大尺度太陽活動(dòng)  中高緯度太陽活動(dòng)  長周期太陽活動(dòng)  日冕加熱  冕震學(xué)、波和震蕩在太陽大氣中的產(chǎn)生、傳播與證認(rèn)  太陽大氣中的阿爾文波及其波一粒相互作用  太陽射電輻射機(jī)制  太陽射電微波爆發(fā)精細(xì)結(jié)構(gòu)之謎  日冕物質(zhì)拋射的源區(qū)與初發(fā)  太陽耀斑與日冕物質(zhì)拋射的關(guān)系  日冕極紫外波揭示的日冕物質(zhì)拋射的本質(zhì)  日冕物質(zhì)拋射預(yù)報(bào)  日冕物質(zhì)拋射與行星際磁云的關(guān)系  太陽風(fēng)的起源  太陽高能粒子在近日空間的加速和傳播  地而宇宙線增強(qiáng)事件恒星與星際介質(zhì)  恒星形成中的引力坍縮  湍流是混沌嗎?—星際介質(zhì)與恒星形成中的湍流……星系與宇宙學(xué)高能天體物理行星系統(tǒng)與天體力學(xué)天文儀器與技術(shù)天體測量古天文編后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：太陽宏觀物理構(gòu)造中，最令人難以理解的就是太陽能源位于日核區(qū)，產(chǎn)生的輻射向外傳播過程中，由于輻射流密度下降，區(qū)域溫度理應(yīng)隨日心距減小，但實(shí)際情況卻是太陽外層大氣（色球和日冕）溫度反而比內(nèi)層的光球高得多，即太陽高層大氣的反常加熱問題，至今仍未獲得合理解釋。不過大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，造成反常加熱的額外非輻射能源，應(yīng)當(dāng)來自下面對流層中氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)激發(fā)的機(jī)械能流（聲波和重力波等）。一些研究表明聲波或轉(zhuǎn)換為激波后向外傳播和耗散，似乎可以有效加熱色球?qū)印２贿^，日冕的加熱則可能涉及磁流體動(dòng)力學(xué)（MHD）過程。迄今已提出至少兩種類型的模型，它們是MHD波耗散（主要是Alfven波）和電流耗散模型。前者可以通過日冕磁環(huán)中的共振吸收進(jìn)行加熱，后者如Parker提出的拓?fù)浜纳⒒蚶w耀斑加熱日冕。當(dāng)然，還有一些其他類型的加熱機(jī)制，例如，MHD湍流加熱等。另外，還有一個(gè)重要因素，即色球針狀體和小纖維的本質(zhì)及其在太陽高層大氣能量傳輸中的作用尚未弄清，也使得太陽高層大氣反常加熱的研究更具復(fù)雜性和不確定性。太陽高層大氣反常加熱的文獻(xiàn)浩如煙海，但要徹底弄清問題尚有相當(dāng)長的距離，它是太陽物理中的老大難問題。太陽活動(dòng)領(lǐng)域尚未搞清楚的問題更多。最主要的無疑是太陽活動(dòng)的起源問題。觀測表明各種太陽活動(dòng)現(xiàn)象中最關(guān)鍵的因素是磁場。太陽活動(dòng)區(qū)中最重要的現(xiàn)象太陽黑子，本質(zhì)上就是太陽表面的強(qiáng)磁場區(qū)，換句話說，太陽活動(dòng)區(qū)就是強(qiáng)磁場區(qū)。只要強(qiáng)磁場區(qū)存在，原則上各種活動(dòng)現(xiàn)象都可以通過太陽等離子體與磁場相互作用給予解釋。因此太陽活動(dòng)起源問題，實(shí)際上就是太陽表面磁場起源及其規(guī)律性的解釋問題。宏觀上穩(wěn)定的太陽為什么會(huì)出現(xiàn)太陽活動(dòng)現(xiàn)象，一直是太陽物理學(xué)家的熱門研究課題。目前認(rèn)為維持周期性太陽活動(dòng)過程的物理機(jī)制，是太陽等離子體自身運(yùn)動(dòng)感應(yīng)產(chǎn)生的磁場所表現(xiàn)的周期性現(xiàn)象，這與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體通過感應(yīng)產(chǎn)生磁場的自激發(fā)電機(jī)原理相似，故稱為太陽發(fā)電機(jī)理論。太陽發(fā)電機(jī)理論的核心問題是利用磁流體力學(xué)方程組，在太陽較差自轉(zhuǎn)和湍動(dòng)對流條件下，尋求太陽極向磁場與環(huán)向磁場之間的周期性轉(zhuǎn)換，即發(fā)電機(jī)解。人們已經(jīng)提出了多種太陽發(fā)電機(jī)模型，包括早期的運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)電機(jī)、各種修正的運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)電機(jī)、MHD發(fā)電機(jī)、等離子體湍流發(fā)電機(jī)以及考慮混沌行為的MHD發(fā)電機(jī)等。近年來我國一些年輕學(xué)者也在這一領(lǐng)域進(jìn)行了探索，并取得了進(jìn)展。

編輯推薦

《10000個(gè)科學(xué)難題·天文學(xué)卷》：“十一五”國家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目。

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