高等天文学
课程编码：070400M01003H
英文名称：Advanced Astronomy
课时：60
学分：3.00
课程属性：一级学科核心课
主讲教师：刘继峰等
教学目的要求
本课程介绍现代天文学中不同层次的天体的观测特征以及与之相连的天体物理概念，以课堂讲授为主，辅之以少量课后作业和课程论文。在覆盖各种天体的观测的同时，强调对天文现象的物理解释和对宇宙的理解角度，并着力培养独立调研及科学合作的能力。本课程为天文学各专业研究生的学科基础课，也可作为空间科学等相关专业研究生的选修课。
预修课程
先修课程：高等数学、英语、天文学导论、电动力学、量子力学、热力学与统计物理
大纲内容
第一章 高等天文学简介 3.0学时
第1节 高等天文学课程简介
第2节 认识星空的历程
第3节 观测和解读宇宙信息
第二章 太阳系模型与比较行星学 3学时
第1节 太阳系尺度的建立
第2节 组成、类地行星与类木行星
第3节 行星际物质、太阳风粒子、边界
第三章 地球、月亮和地月系统 3学时
第1节 地球内部、磁层、地质活动、大气
第2节 温室效应和全球变暖、地质记录
第3节 月球结构、月面环形山和表面成分、冰
第4节 地月系统的形成：观测、理论与检验
第四章 类地行星 3学时
第1节 水星性质、对水星的探测
第2节 金星大气、不可逆温室效应
第3节 火星四季、风暴、水、微生物？
第4节 什么决定了类地行星的演化史
第五章 类木行星：木星、土星、天王星和海王星 3学时
第1节 木星结构、磁场、大气与云层、尘埃光环、卫星的冰地质学
第2节 土星结构、大气、冰粒光环、卫星大气
第3节 天王星、海王星的大气、内部结构与磁层、光环、卫星系统
第六章 太阳系的碎片 我们起源的关键 3学时
第1节 小行星带、近地小行星
第2节 彗星观测、结构、水
第3节 库柏带与奥尔特星云
第4节 流星、陨石、来自火星
第5节 太阳系形成理论
第七章 系外行星 4学时
第1节 不同探测方法的困难、选择效应
第2节 系外行星性质和宜居性
第3节 系外行星大气研究方法与进展
第八章 太阳和恒星 4学时
第1节 太阳能源、内部结构、对流层与米粒组织
第2节 历史观测、活动性、磁场、磁流发电机
第3节 日震、中微子探测内部结构
第4节 附近的恒星、光度与视亮度
第5节 恒星分类与温度、大小、质量等基本量测量
第6节 巨星、矮星、赫罗图
第九章 星际介质和恒星形成 4学时
第1节 认识星际：从真空到弥漫着气体和尘埃
第2节 发射星云和暗尘埃云的原理
第3节 不同组分及探测：中性氢、21厘米线、分子
第4节 不同形态共存、加热与冷却
第5节 恒星形成区、分子云不同形态、探测
第6节 星云塌缩与金斯判据、旋转、磁场影响
第7节 原恒星演化、早期恒星、盘、外流、观测证据
第十章 恒星结构与演化 3学时
第1节 如何得到稳定的恒星
第2节 能量如何向外转移
第3节 恒星大气、检验元素合成
第4节 太阳、低质量、大质量恒星的演化路径
第5节 星团、双星中的恒星演化
第6节 等龄线、测龄、测距
第十一章 恒星生命的终点 3学时
第1节 小质量恒星的死亡之旅：行星状星云、白矮星
第2节 大质量恒星的壮丽结局：核塌缩超新星
第3节 超新星分类、碳爆发超新星、Ia超新星测距
第4节 爆发式元素合成
第十二章 致密天体 奇特的物质状态 3学时
第1节 新星、白矮星、简并物质状态方程与结构
第2节 脉冲星、中子星、引力红移、中子双星、引力波辐射
第3节 X射线双星、黑洞、质量分布
第4节 黑洞附近的空间旅行
第十三章 银河系 3学时
第1节 银河系测绘、结构、旋臂、密度波
第2节 旋转曲线、暗物质、恒星级暗物质
第3节 银河系中心黑洞
第十四章 星系动物园 3学时
第1节 星系形态的哈勃分类、空间分布、哈勃定律
第2节 活动星系核与类星体、中央引擎、统一模型
第3节 红移巡天、类星体吸收线、大尺度宇宙
第4节 引力透镜、暗物质地图
第十五章 星系团与暗物质 3学时
第1节 星系团的质量、可见质量、气体、暗物质
第2节 星系碰撞、星爆星系
第3节 星系形成、并合、产生哈勃序列
第4节 星系与黑洞共同演化
第十六章 宇宙的膨胀与命运 3学时
第1节 宇宙学原理、宇宙膨胀的证据：哈勃退行、微波背景辐射
第2节 广义相对论、空间几何、宇宙的结局
第3节 宇宙密度、加速膨胀、暗能量
第4节 宇宙的组成、年龄
第十七章 回到时间的起源 3学时
第1节 最初三分钟：基本力、基本粒子、原子核、原子、冻结
第2节 暴涨宇宙、可能检验
第3节 结构形成、微波背景检验、重子声波振荡
第十八章 学生展示 3学时
第1节 学生展示
第十九章 期末考试 3学时
第1节 期末考试
参考书
课程教师信息
刘继峰，汉族，中共党员，研究员，博士生导师。中国科学院国家天文台银河系三维结构研究团组首席科学家，中国科学院大学天文与空间科学学院副院长。个人主页：http://www.bao.ac.cn/gkjj/zb/xrld/201812/t20181226_5221147.html