2025年大学《天文学》专业题库—— 星际气体的组成与运动研究.docxVIP

2025年大学《天文学》专业题库——星际气体的组成与运动研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.在星际介质中，哪种粒子或粒子对通常被认为在约1420MHz频率处产生强烈的射电发射？

A.自由电子与磁场作用

B.原子核与磁场作用

C.中性氢原子（HI）的电子自旋进动

D.分子氢（H?）的旋转跃迁

2.下列哪种现象是测量星际气体线状光谱发射线或吸收线多普勒频移，从而确定气体相对于我们的运动速度的主要依据？

A.顺磁共振效应

B.光的偏振现象

C.谱线的强度随距离的变化

D.多普勒效应

3.当观测到来自某个区域的光谱中存在强烈的Hα（6563?）发射线，而Balmer系的其他谱线（如Hβ,Hγ）很弱或不存在时，这通常指示该区域具有什么特性？

A.极高的气体密度

B.恒温、高密度气体

C.低温、低密度气体

D.高温、低密度气体，且处于电离状态

4.星际介质中，HII区的主要能量来源是什么？

A.恒星内部核聚变

B.附近年轻、炽热O型或B型恒星的紫外辐射

C.宇宙微波背景辐射

D.超新星爆发的冲击波

5.分子云与HII区相比，其主要区别通常在于什么？

A.包裹着年轻恒星

B.气体密度极高，温度极低，主要成分是分子

C.发光brightly

D.距离我们非常遥远

6.以下哪种方法通常用于测量致密分子云的密度？

A.测量谱线的轮廓宽度

B.奥尔特云的尺度估算

C.通过测量21cm谱线的强度和宽度

D.通过测量星际尘埃的红外发射

7.逆行运动是指星际气体云相对于我们的运动方向是什么？

A.与视线方向相同

B.与视线方向相反

C.垂直于视线方向

D.沿着天球赤道运动

8.在星际介质中，哪个物理量通常用来描述气体单位体积内的粒子数（包括原子、分子、离子和电子）？

A.温度

B.密度

C.亮度

D.速度

9.恒星形成通常发生在哪种类型的星际介质中？

A.稀疏的HI云

B.密度极高的分子云核心

C.温度极高的HII区

D.由超新星爆发形成的冲击波区域

10.下列哪项不是恒星风对星际介质的主要影响？

A.加速星际气体

B.扩展HII区边界

C.填充宇宙空洞

D.直接触发分子云的引力坍缩

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在题中横线上）

1.星际介质的主要成分按数量排序，前四种元素是______、______、______和______。

2.测量星际气体温度的一种方法是利用______谱线的多普勒宽度和______效应。

3.产生21cm谱线的原子是______原子，其产生的辐射属于______波段。

4.包裹着年轻星团的巨大、致密的分子云区域，因遮挡可见光而呈现为暗云，被称为______。

5.当来自遥远星云的光谱线发生蓝移时，表明该星云正在______我们运动。

6.由炽热恒星紫外辐射电离形成的、含有大量H?离子的区域称为______区。

7.星际介质中存在两种主要的气体状态：一种是温度约为100K的中性原子气体（HI），另一种是温度约为10?K的______气体。

8.估算遥远星云距离的一种方法是利用其发出的______谱线的红移量。

9.在分子云中，由于尘埃颗粒对可见光的强烈______而使得云体看起来黑暗。

10.星际气体中的______和______是两种主要的能量来源，它们影响着气体的状态和结构。

三、简答题（每小题5分，共15分）

1.简述如何利用谱线的多普勒频移来确定星际气体的运动速度。

2.比较并说明HI区和分子云在主要物理性质（如温度、密度、主要成分）上的显著差异。

3.解释什么是HII区，并简述其形成过程及主要特征。

四、计算题（共15分）

已知一个位于距离我们D=500光年的星际HII区，观测到其发出的Hα谱线（波长λ?=6563?）相对于实验室中的Hα谱线发生了0.01?的蓝移（即观测波长λ=λ?-0.01?）。假设光速c=3×10?m/s，请计算该HII区气体相对于我们的空间退行速度v是多少？（请列出主要计算步骤和公式）

五、论述