第一章 概論 · 1 1.1 地球與太陽系 · 1 1.1.1 地球的參數(shù) 1 1.1.2 一道幾何題:幾何法測距 2 1.1.3 太陽系內(nèi)天體 3 1.2 恒星與銀河系 6 1.2.1 HR圖 6 1.2.2 非幾何法測距:物理測距法 6 1.2.3 銀河系 7 1.3 星系世界 · 9 1.3.1 星系距離 · 9 1.3.2 星系空間分布 10 1.3.3 星系的形態(tài)分類—— Hubble分類 · 10 1.3.4 正常星系與活動星系 10 1.3.5 星系旋轉(zhuǎn)曲線,暗物質(zhì)的存在 11 1.4 天體物理中的重大疑難問題 14 1.5 天文觀測設(shè)備與展望 16 第二章 輻射——認(rèn)識宇宙的重要窗口 17 2.1 熱輻射,黑體譜與線譜 18 2.2 典型的非熱輻射——荷電粒子作加速運動時產(chǎn)生的輻射 20 2.3 回旋輻射,同步輻射,曲率輻射 21 2.3.1 回旋輻射(cyclotron radiation): β ? 1 · 21 2.3.2 同步輻射(synchrotron radiation): γ à 1 23 2.3.3 強(qiáng)磁場中荷電粒子的Landau能級 25 2.3.4 曲率輻射(curvature radiation) 28 2.4 Compton散射與逆Compton散射 30 2.4.1 Compton散射, Eddington光度 30 2.4.2 逆Compton散射 31 2.5 軔致輻射 · 33 2.6 Cherenkov輻射 33 2.7 傳能與傳能方程簡介 35 第三章 磁化等離子體—— 99%以上宇宙正常物質(zhì)的狀態(tài) 38 3.1 天體磁場的普遍性 · 38 3.2 等離子體中的電磁作用 40 3.2.1 Debye長度 41 3.2.2 等離子體頻率 42 3.3 磁流體力學(xué) · 43 3.3.1 磁流體力學(xué)方程組 43 3.3.2 Lorentz力· 44 3.3.3 感應(yīng)方程 46 3.4 天體磁場起源的發(fā)電機(jī)理論簡介 · 47 3.5 宇宙線及其加速過程 49 第四章 主序恒星——絕大多數(shù)肉眼所見的點點繁星 53 4.1 恒星演化概貌 53 4.2 恒星的形成 · 54 4.2.1 引力不穩(wěn)定性 54 4.2.2 恒星形成過程 56 4.3 球?qū)ΨQ恒星的引力平衡與平衡態(tài)附近的振蕩 57 4.3.1 恒星的流體靜力學(xué)平衡 57 4.3.2 周光關(guān)系 · 58 4.3.3 狀態(tài)方程 · 60 4.3.4 多方球與Lane-Emden方程 · 61 4.4 恒星內(nèi)部的核燃燒過程 63 4.4.1 核燃燒的條件 63 4.4.2 反應(yīng)率與產(chǎn)能率 66 4.4.3 比鐵輕元素的核合成過程 67 4.4.4 比鐵重元素的核合成過程 69 4.5 主序恒星的結(jié)構(gòu)方程 · 72 4.6 旋轉(zhuǎn)恒星的平衡位形: Maclaurin橢球 72 4.7 雙星系統(tǒng)中恒星質(zhì)量的測定 · 74 第五章 白矮星——恒星演化殘骸之一 78 5.1 Fermi子星的研究歷史 78 5.2 白矮星物質(zhì)的狀態(tài)方程 81 5.2.1 非相對論(NR)極限情形 82 5.2.2 極端相對論(ER)極限情形 83 5.2.3 一般情形 · · 83 5.2.4 BPS狀態(tài)方程 85 5.3 Fermi子星的極限質(zhì)量—— Chandrasekhar質(zhì)量 85 5.3.1 半定量考慮 85 5.3.2 白矮星結(jié)構(gòu)模型與Chandrasekhar極限質(zhì)量· 88 5.4 白矮星的結(jié)構(gòu)與冷卻 90 5.4.1 大氣模型 90 5.4.2 冷卻模型 91 5.5 行星狀星云與白矮星的形成 93 第六章 超新星——主序星臨終前“回光返照” · 96 6.1 超新星簡介及其觀測特性 · 96 6.2 超新星爆發(fā)機(jī)制:不穩(wěn)定核燃燒 · 98 6.2.1 簡并物質(zhì)核燃燒是不穩(wěn)定的 98 6.2.2 燃燒過程 99 6.2.3 超新星宇宙學(xué) · 102 6.3 超新星爆發(fā)機(jī)制:引力坍縮 104 6.3.1 導(dǎo)致鐵核坍縮的因素 105 6.3.2 鐵核坍縮的中微子過程 · 106 6.3.3 反彈激波與瞬時爆 108 6.3.4 延遲爆 · 109 6.4 超新星遺跡 · 110 6.5 超新星SN1987A 111 第七章 脈沖星、中子星與奇異星——恒星演化殘骸之二 113 7.1 脈沖星類致密星及其形成、冷卻 115 7.1.1 各類脈沖星類致密星 115 7.1.2 中子星的形成與冷卻 116 7.2 中子星與奇異星模型 118 7.2.1 質(zhì)量-半徑關(guān)系 · 118 7.2.2 中子星的結(jié)構(gòu) 121 7.2.3 強(qiáng)磁場中的物質(zhì)與中子星表層 · 123 7.2.4 奇異星的結(jié)構(gòu) · · 125 7.3 轉(zhuǎn)動供能脈沖星（rotation-powered pulsar） · 128 7.3.1 磁偶極輻射與相關(guān)觀測量（μ⊥主導(dǎo)） 129 7.3.2 單極感應(yīng) · 130 7.3.3 旋轉(zhuǎn)磁偶極導(dǎo)電球產(chǎn)生電四極場（μk主導(dǎo)） 131 7.3.4 脈沖星輻射輪廓與唯象模型 · 135 7.3.5 脈沖星輻射模型 · · 136 7.3.6 脈沖星制動指數(shù)問題 · 137 第八章 黑洞——廣義相對論預(yù)言的天體 139 8.1 相對論簡介 140 8.1.1 平直時空——狹義相對論 140 8.1.2 彎曲時空——廣義相對論 142 8.1.3 物質(zhì)分布決定時空結(jié)構(gòu)—— Einstein場方程 144 8.2 Schwarzschild黑洞 · 145 8.2.1 Schwarzschild解 145 8.2.2 Schwarzschild時空結(jié)構(gòu)· 146 8.2.3 Schwarzschild時空的主要特性: rms, z, ?α 148 8.3 其他類型的黑洞,黑洞轉(zhuǎn)動能的提取 · 151 8.4 黑洞的量子效應(yīng) 153 8.5 黑洞的觀測證認(rèn) 155 第九章 吸積——致密天體的有效產(chǎn)能方式 158 9.1 天體物理中的吸積過程 158 9.1.1 雙星演化及其中的吸積過程 158 9.1.2 致密天體吸積能夠高效地釋放能量 162 9.1.3 吸積釋放能量產(chǎn)生的光子一般在X射線或γ射線波段 163 9.2 球?qū)ΨQ吸積——零角動量情形 · 163 9.2.1 靜止介質(zhì)的吸積 164 9.2.2 運動介質(zhì)的吸積 164 9.3 軸對稱吸積——非零角動量情形 · 164 9.3.1 一般分析 166 9.4 各類吸積盤模型簡介 · 167 9.4.1 α盤的穩(wěn)定性· 169 9.5 磁化中子星的盤吸積與柱吸積 169 第十章 γ射線暴和快速射電暴——宇宙中的極端爆發(fā)現(xiàn)象 174 10.1 GRB的研究歷史和基本觀測事實 175 10.2 GRB的相對論火球模型和能源機(jī)制 178 10.2.1 相對論火球模型 178 10.2.2 能源機(jī)制 · 180 10.3 FRB的基本觀測事實和理論基礎(chǔ) 181 10.4 研究展望 183 第十一章 星系——組成宇宙的基本單元 185 11.1 星系的宇宙學(xué)紅移 185 11.2 引力透鏡現(xiàn)象 · 186 11.3 活動星系與活動星系核 188 11.4 AGN的超大質(zhì)量黑洞吸積圖像 190 11.5 星系中心的黑洞 192 第十二章 宇宙——可觀測的一切· 195 12.1 宇宙學(xué)的基本觀測事實 · 195 12.1.1 大尺度上的均勻性 · 195 12.1.2 Hubble膨脹 196 12.1.3 輕元素的豐度 196 12.1.4 微波背景輻射 196 12.2 宇宙學(xué)原理與RW(Robertson-Walker)度規(guī) · 197 12.3 宇宙膨脹動力學(xué) · 199 12.4 宇宙的熱力學(xué)演化· 201 12.4.1 真空自發(fā)破缺相變 · 201 12.4.2 暴脹及其后果· 204 12.4.3 脫耦與背景輻射 206 12.4.4 早期核合成 · 207 12.4.5 宇宙早期的“再電離”期 209 12.5 暗物質(zhì)與暗能量 · 210 12.5.1 宇宙學(xué)常數(shù) · 210 12.5.2 暗物質(zhì)與暗能量 211 附錄一 天球坐標(biāo)和時間標(biāo)準(zhǔn)· 217 附錄二 認(rèn)識星空 222 附錄三 Landau: “論恒星的理論” 225 附錄四 粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型簡介 · 230 附錄五 中微子振蕩 237 附錄六 粒子天體物理簡介 240 附錄七 地外文明與太陽系外行星系統(tǒng) · 242 附錄八 數(shù)、單位制與常數(shù) 244 正文索引 · 247 參考文獻(xiàn)