A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud

A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Brian May
出品人:
页数:215
译者:
出版时间:2008-7-17
价格:USD 109.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780387777054
丛书系列:
图书标签:
  • BrianMay
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具体描述

The Zodiacal Light, that misty diffuse cone of light seen in the West after Sunset and the East before Sunrise, is a beautiful and intriguing phenomenon. Even though everyone can enjoy the sight from a suitably dark location, it is poorly understood, and has been the subject of relatively little research. Brian May began his research into the subject in 1970, and was finally awarded his PhD in 2007, after a hiatus of more than 30 years pursuing his other career as guitarist with his rock band Queen. This book is Brian s thesis, and as such presents the results of his research for astronomers. This thesis documents the building of a pressure-scanned Fabry-Perot Spectrometer, equipped with a photomultiplier and pulse-counting electronics, and its deployment at the Observatorio del Teide at Izana in Tenerife, at an altitude of 7,700 feet (2,567 m), to record high-resolution spectra of the Zodiacal Light. The aim was to achieve the first systematic mapping of the Magnesium I (MgI) absorption line in the night sky. More than 250 scans of both morning and evening Zodiacal Light were obtained, in two observing periods in 1971 and 1972. The scans showed profiles modified by various Doppler-shifted components with respect to the unshifted shape seen in daylight. The set of spectra obtained is compared with predictions made from a number of different models of a dust cloud, assuming various distributions of dust density as a function of position and particle size, and differing assumptions about their speed and direction. The observations fit predominantly prograde models fairly well, but show a morning-evening asymmetry, different in the two observing periods. Models are investigated containing various components, including prograde and retrograde orbiting dust around the Sun, a drift of interstellar material though the Solar System, and light from distant emitting matter. The implications for possible asymmetries of the Zodiacal Cloud are discussed. Other researches on the Zodiacal Dust Cloud are reviewed, including recent insights into its structure, orientation, and evolution. Brian s observations are evaluated in this context.

《星际尘埃的交响:天文学前沿探索》 引言 本书旨在为对天体物理学、特别是恒星形成与星际介质(ISM)研究感兴趣的读者提供一个全面而深入的概述。不同于聚焦于某一特定现象(如黄道尘埃云中的径向速度测量)的专业著作,《星际尘埃的交响:天文学前沿探索》将视角放宽至整个宇宙尘埃与气体动力学的宏大图景。本书的核心目标是阐释现代天文观测如何揭示宇宙物质在不同尺度上的运动规律、演化过程及其在星系形成与演化中所扮演的关键角色。 第一部分:宇宙尘埃的本质与起源 本书的第一部分将深入探讨宇宙尘埃的物理化学性质及其在宇宙中的分布和起源机制。 第一章:尘埃的粒子物理学 本章从微观层面解析了星际尘埃的组成。不同于简单地将其视为惰性颗粒,我们着重讨论了硅酸盐、碳质化合物(如石墨和无定形碳)以及复杂的有机分子(PAHs)在极端低温和高能辐射环境下的形成、生长与消融过程。我们将详细阐述尘埃颗粒的尺寸分布函数(如马丁峰模型)如何影响其对电磁辐射的散射和吸收特性,并探讨尘埃的电荷状态对星际化学反应和磁场耦合的影响。此外,还会对比不同星际环境(如致密分子云核心、星周盘和星系际空间)中尘埃的结构差异。 第二章:尘埃的“生命周期”:从恒星到星际介质 尘埃并非永恒不变,其生命周期与恒星的生灭紧密相连。本章追溯了尘埃的起源。主要篇幅将聚焦于巨星(特别是红巨星和超新星爆发)作为主要的尘埃“工厂”的角色。我们将分析不同类型超新星(Ia型、II型)喷流中尘埃的成核机制和初始质量分布。随后,讨论这些新生的尘埃如何被星风和冲击波输送到星际介质中,并探讨在致密分子云内,尘埃如何通过碰撞和吸积作用再次聚集,为下一代恒星的诞生提供原材料。 第三章:辐射场与尘埃的能量平衡 尘埃在星际空间中扮演着重要的能量载体角色。本章分析了星际辐射场(包括恒星紫外线、可见光和红外辐射)如何被尘埃吸收并重新辐射的过程。重点将放在红外辐射作为研究冷星云和原恒星形成区域的关键窗口。我们将介绍辐射传输模型,阐释如何通过分析特定波段的红外消光曲线和特定分子的光谱特征,来反演尘埃云的温度结构、密度梯度和内部消光量。 第二部分:星际介质的动力学与结构 在第二部分,我们将把焦点从微观粒子转向宏观尺度的动力学和气体运动,特别是尘埃在塑造星际介质(ISM)结构中的作用。 第四章:星际磁场与尘埃的对齐 磁场是塑造星系气体运动的关键,而尘埃颗粒因其固有的磁偶极矩或表面电荷,会对磁场施加反馈。本章详细讨论了尘埃沿星际磁力线对齐的现象(如星光偏振研究)。我们将探讨这种对齐如何影响星际云的磁压力和磁阻尼效应,进而影响分子云的坍缩和恒星形成的效率。本章还将涉及最新的德拜长度与尘埃电荷模型在等离子体环境中的应用。 第五章:星际湍流与物质混合 星际介质充满了复杂的湍流运动,这种湍流对气体和尘埃的混合、动量传递以及能量耗散至关重要。本章将概述描述星际湍流的理论框架,包括Kolmogorov谱和分层湍流模型。我们将探讨如何利用高分辨率光谱观测(如吸收线分析)来探测不同尺度上的速度色散,以及湍流如何影响大尺度星系盘上的尘埃分布,例如在旋臂结构中的富集。 第六章:星系际介质中的尘埃与重子循环 本书的这一部分将把讨论延伸到星系之外。我们将考察星系际介质(IGM)中尘埃的含量、扩散机制以及它们如何参与星系团尺度的物质循环。重点分析星系团内气体(ICM)的加热与冷却过程,以及星系团内超重元素丰度梯度对重子物质分布的影响。探讨星系团外稀薄介质中尘埃的可能来源,例如高能宇宙射线对硅酸盐的溅射效应。 第三部分:尘埃在系外行星形成中的作用 第三部分将讨论尘埃在恒星和行星系统形成这一关键阶段的作用,这是一个动态且持续演化的过程。 第七章:原行星盘的结构与演化 原行星盘是恒星形成区域的天然实验室。本章集中分析了围绕年轻恒星的尘埃盘结构。我们将介绍毫米波阵列观测揭示的空洞、环和间隙如何指示正在形成的行星。讨论了“漂移不稳定性”(Streaming Instability)如何驱动微米级尘埃的快速聚集形成毫米乃至公里级的星子。此外,还将比较不同金属丰度恒星周围尘埃盘的化学差异。 第八章:从微米到行星:尘埃吸积的难题 这是行星形成理论中最具挑战性的部分。本章系统回顾了从微米级尘埃到厘米级碎片的“软碰撞”问题。我们将详细探讨气体动力学(如冰凝结、径向漂移)如何帮助克服静电斥力,实现初始粒子的快速增长。同时,也将审视引力不稳定性模型在解释大尺度星子形成中的潜力与局限性。 第九章:冰壳与化学复杂性 在寒冷的外部盘区域,水冰、一氧化碳冰等挥发物在尘埃表面凝结,形成了至关重要的冰壳层。本章探讨了冰层如何捕获和保护复杂的有机分子。我们将分析光解和宇宙射线激发下的表面化学反应,解释这些“冷冻”的化学前体如何最终被带入新生行星的内部,对未来生命起源的潜能产生影响。 结论:展望未来 本书最后总结了当前天文学在理解尘埃动力学方面的重大成就,并指出了未来研究的前沿方向,包括詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)在解析早期宇宙中尘埃成分方面的潜力,以及下一代射电望远镜阵列在描绘星际介质湍流结构方面的展望。本书旨在激发读者对宇宙物质演化这一永恒主题的深入思考。

作者简介

From the reviews:

"The Queen guitarist Brian May has achieved a new milestone: he has published his PhD thesis in astronomy. … Entitled A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud, his thesis analyses what happens to the dust particles left over from the formation of the solar system about 4.6 billion years ago. … Mike Lockwood, a physics professor at Southampton University, said May’s work was timely … . Brian Cox, a physics professor at Manchester University, applauded May’s tenacity. … That’s hugely impressive." (Jonathan Leake and Robert Watts, Times Online, August, 2008)

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计就足够吸引人了,那种深邃的宇宙背景,点缀着柔和的黄道光,仿佛直接将我带入了那片未知的星尘海洋。我一直对宇宙尘埃的形成和演化抱有浓厚的兴趣,尤其是黄道尘埃云,它作为太阳系内一个重要的组成部分,其动态的性质和组成成分一直是科学家们探索的焦点。这本书的书名《A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud》给我一种非常专业和深入的预感,它暗示着对黄道尘埃云速度场进行系统性的调查,这对于理解尘埃颗粒的动力学行为、它们的来源以及太阳系早期物质分布的线索至关重要。我特别期待书中是否能够涵盖最新的观测技术和数据分析方法,例如利用先进的望远镜(如JWST)或者专门的太空探测器所获取的黄道尘埃信息。

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这本书的标题直击核心——黄道尘埃云的径向速度。这意味着作者们可能深入研究了尘埃颗粒在太阳系内的运动轨迹和速度分布。这种研究的意义在于,它能够帮助我们理解这些尘埃颗粒的来源,它们是来自彗星解体、小行星碰撞,还是更古老的星际物质?径向速度的测量,如同给尘埃粒子“画像”,可以揭示它们的运动方向和速度大小,从而推断出它们的“出身”和“经历”。我期待书中能够提供一些关于不同来源的尘埃速度特征的比较分析,例如彗星尘埃的速度分布是否与小行星尘埃有显著差异。

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作为一名对天文学充满热情的业余爱好者,我一直在寻找能够拓宽我视野的书籍。这本书的题目《A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud》听起来就非常前沿和专业,这让我对书中可能包含的最新研究成果和观测数据充满了期待。我特别想知道,这些径向速度的测量结果是否能够帮助我们更精确地理解太阳系内尘埃的分布,以及它们对行星形成和演化的潜在影响。例如,早期太阳系中的尘埃盘是否具有与今天类似的径向速度特征?这些信息对于重建太阳系的历史具有重要意义。

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这本书的书名让我立刻联想到那些在夜空中闪耀的星辰,以及它们背后隐藏的奥秘。黄道尘埃云,这个我们熟悉的太阳系内的“光环”,它的构成和运动一直是我着迷的主题。这本书专注于“径向速度”的调查,这暗示着作者们正在试图描绘出尘埃颗粒在朝向或远离我们方向上的运动速度。我期待书中能够通过详实的图表和数据,展示出这些速度的分布特征,并尝试解释这些速度背后所蕴含的物理意义,例如,它是否反映了尘埃颗粒受到太阳辐射压、太阳风以及引力耦合作用下的复杂运动状态。

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我一直对宇宙中的“运动”现象非常敏感,而这本书的题目《A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud》正是直接触及了这一核心。黄道尘埃云,作为太阳系中最普遍的尘埃物质,其运动状态直接反映了太阳系内部的动力学环境。我希望这本书能够提供关于这些径向速度数据如何被用来理解尘埃颗粒的来源、生命周期以及它们在太阳系中的扩散机制。例如,通过分析不同区域尘埃颗粒的径向速度,是否能够追踪到它们最初形成的小行星带或彗星核,从而更好地理解太阳系的物质组成和演化历史。

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我猜想,这本书一定涉及了许多复杂的天体物理概念和计算方法。径向速度的测量,需要对光的波长、多普勒效应有深刻的理解,并且需要精密的仪器来捕捉那些微弱的光信号。我好奇书中是否会详细介绍这些测量技术背后的科学原理,以及在实际观测中会遇到哪些困难和挑战。例如,如何区分来自尘埃云本身的径向速度与由于地球轨道运动或观测仪器误差引起的视在速度变化?这些细节对于我理解研究的严谨性至关重要。

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我一直对太阳系的空间环境及其演变充满好奇,而黄道尘埃云正是其中一个关键的组成部分。这本书的出现,为我提供了一个深入了解这一领域的绝佳机会。径向速度的测量,不仅仅是测量一个数值,它背后蕴含着物理过程的深刻理解。我希望书中能够解释,这些径向速度的测量结果是如何被用来验证或修正现有的黄道尘埃模型,例如,它们是否支持某些理论关于尘埃云的形成机制,或者是否揭示了某些尚未被充分理解的动力学效应。

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黄道尘埃云的径向速度,听起来就像是尘埃颗粒在宇宙中跳着一支无声的探戈。这本书的题目让我联想到,作者们一定花费了大量的时间和精力去“倾听”这支探戈的节奏。我非常想知道,这些径向速度的测量是否揭示了黄道尘埃云内部存在的某种规律性或非规律性运动模式?例如,是否存在尘埃颗粒的聚集或稀疏区域,它们的速度是否又呈现出某种特殊的分布?这些动态的信息,对于我们理解太阳系内物质的迁移和交换过程,具有不可估量的价值。

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翻开这本书,我首先被它严谨的学术态度所折服。虽然我不是天体物理领域的专业人士,但我能感受到作者们在数据收集、分析和理论解释方面所付出的巨大努力。书中对径向速度的测量,无论是通过多普勒效应还是其他间接方法,都必定涉及复杂的仪器校准和信号处理。我很好奇书中是如何详细阐述这些方法的,是否会提供一些具体的计算公式或者数据处理流程的说明,以便让非专业读者也能对其工作原理有一个大致的了解。黄道尘埃云的径向速度信息,能够直接反映出尘埃颗粒在太阳引力场和太阳风作用下的运动状态,这对于构建更精确的黄道尘埃模型至关重要。了解这些速度场的分布和变化,或许还能揭示出彗星、小行星撞击等天体事件对尘埃云的局部影响。

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我对这本书中关于黄道尘埃云的“调查”方式非常好奇。它是否仅仅依赖于地面望远镜的观测,还是包括了空间探测器的直接测量?如果是后者,那么书中是否会介绍一些经典的黄道尘埃探测任务,比如“宇宙尘埃探测器”(Galileo)或者“星尘号”(Stardust),它们在收集尘埃样本或进行原位测量方面扮演了重要角色。径向速度的测量,特别是对于那些微小且分散的尘埃颗粒,无疑是一项巨大的挑战。我希望书中能够详细介绍如何克服这些技术难题,例如如何区分来自不同尘埃源的信号,或者如何处理由于太阳光压和太阳风引起的复杂运动。

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对于这样的人,人生的机会成本真大。

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上来的引用就是歌词,后面还感谢了Queen,不愧是兼职吉他手x 不知道没有天文学背景能不能看懂,但是当作一种激励(?)看吧

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对于这样的人,人生的机会成本真大。

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