10000個(gè)科學(xué)難題·天文學(xué)卷

內(nèi)容概要

本書(shū)是《10000個(gè)科學(xué)難題》系列叢書(shū)的天文學(xué)卷，是由我國(guó)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(guó)外學(xué)者和研究生撰寫(xiě)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(shū)中的“難題”著重介紹其來(lái)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(xiě)人的工作和觀點(diǎn)?！半y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(guó)內(nèi)外的前沿研究水平。“難題”的撰寫(xiě)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(shū)按八個(gè)天文學(xué)研究領(lǐng)域編排：太陽(yáng)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(cè)量；古天文。    本書(shū)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(duì)天文學(xué)感興趣的中學(xué)生和天文愛(ài)好者閱讀。

書(shū)籍目錄

《10000個(gè)科學(xué)難題》序前言太陽(yáng)與日地科學(xué)  太陽(yáng)物理概述  太陽(yáng)中微子的變化  太陽(yáng)內(nèi)部的自轉(zhuǎn)與子午流結(jié)構(gòu)  太陽(yáng)內(nèi)部經(jīng)圈環(huán)流  太陽(yáng)較差剪切層的本質(zhì)是什么  太陽(yáng)發(fā)電機(jī)  湍運(yùn)動(dòng)和湍流發(fā)電機(jī)  太陽(yáng)黑子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流場(chǎng)及磁場(chǎng)  太陽(yáng)磁場(chǎng)的測(cè)量  太陽(yáng)小尺度磁場(chǎng)  太陽(yáng)極區(qū)磁場(chǎng)  太陽(yáng)色球磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的診斷  太陽(yáng)閃耀偏振光譜測(cè)量和物理解釋  漢勒效應(yīng)與湍動(dòng)磁場(chǎng)  日冕磁場(chǎng)紅外測(cè)量  日冕磁場(chǎng)的射電診斷  日冕磁場(chǎng)外推  太陽(yáng)色球的基本結(jié)構(gòu)是什么  色球加熱問(wèn)題  太陽(yáng)耀斑與磁場(chǎng)變化  太陽(yáng)磁場(chǎng)的拓?fù)淦娈愋? 磁螺度是控制太陽(yáng)爆發(fā)的核心物理量嗎  太陽(yáng)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(yáng)爆發(fā)現(xiàn)象中的磁重聯(lián)過(guò)程  太陽(yáng)開(kāi)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(zhēng)  粒子加速機(jī)制  日珥的結(jié)構(gòu)和手性  太陽(yáng)暗條爆發(fā)和失敗的爆發(fā)  太陽(yáng)大氣小尺度活動(dòng)起源與結(jié)構(gòu)  大尺度太陽(yáng)活動(dòng)  中高緯度太陽(yáng)活動(dòng)  長(zhǎng)周期太陽(yáng)活動(dòng)  日冕加熱  冕震學(xué)、波和震蕩在太陽(yáng)大氣中的產(chǎn)生、傳播與證認(rèn)  太陽(yáng)大氣中的阿爾文波及其波一粒相互作用  太陽(yáng)射電輻射機(jī)制  太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)風(fēng)的起源  太陽(yáng)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(cè)量古天文編后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：太陽(yáng)宏觀物理構(gòu)造中，最令人難以理解的就是太陽(yáng)能源位于日核區(qū)，產(chǎn)生的輻射向外傳播過(guò)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(yáng)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(yáng)高層大氣的反常加熱問(wèn)題，至今仍未獲得合理解釋。不過(guò)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(lái)自下面對(duì)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)?。不過(guò)，日冕的加熱則可能涉及磁流體動(dòng)力學(xué)（MHD）過(guò)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(guò)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(yáng)高層大氣能量傳輸中的作用尚未弄清，也使得太陽(yáng)高層大氣反常加熱的研究更具復(fù)雜性和不確定性。太陽(yáng)高層大氣反常加熱的文獻(xiàn)浩如煙海，但要徹底弄清問(wèn)題尚有相當(dāng)長(zhǎng)的距離，它是太陽(yáng)物理中的老大難問(wèn)題。太陽(yáng)活動(dòng)領(lǐng)域尚未搞清楚的問(wèn)題更多。最主要的無(wú)疑是太陽(yáng)活動(dòng)的起源問(wèn)題。觀測(cè)表明各種太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象中最關(guān)鍵的因素是磁場(chǎng)。太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)中最重要的現(xiàn)象太陽(yáng)黑子，本質(zhì)上就是太陽(yáng)表面的強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，換句話說(shuō)，太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)就是強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)。只要強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)存在，原則上各種活動(dòng)現(xiàn)象都可以通過(guò)太陽(yáng)等離子體與磁場(chǎng)相互作用給予解釋。因此太陽(yáng)活動(dòng)起源問(wèn)題，實(shí)際上就是太陽(yáng)表面磁場(chǎng)起源及其規(guī)律性的解釋問(wèn)題。宏觀上穩(wěn)定的太陽(yáng)為什么會(huì)出現(xiàn)太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象，一直是太陽(yáng)物理學(xué)家的熱門研究課題。目前認(rèn)為維持周期性太陽(yáng)活動(dòng)過(guò)程的物理機(jī)制，是太陽(yáng)等離子體自身運(yùn)動(dòng)感應(yīng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)所表現(xiàn)的周期性現(xiàn)象，這與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體通過(guò)感應(yīng)產(chǎn)生磁場(chǎng)的自激發(fā)電機(jī)原理相似，故稱為太陽(yáng)發(fā)電機(jī)理論。太陽(yáng)發(fā)電機(jī)理論的核心問(wèn)題是利用磁流體力學(xué)方程組，在太陽(yáng)較差自轉(zhuǎn)和湍動(dòng)對(duì)流條件下，尋求太陽(yáng)極向磁場(chǎng)與環(huán)向磁場(chǎng)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(yáng)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(lái)我國(guó)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。

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

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