2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——星系內(nèi)部演化與星際塵?？荚嚂r間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.旋渦星系的旋臂主要是由下列哪種機制形成的？A.星系內(nèi)部物質(zhì)的隨機運動B.星系中心黑洞的吸積盤結(jié)構(gòu)C.引力不穩(wěn)定導(dǎo)致的密度波擾動D.星際塵埃的聚集區(qū)域2.星際塵埃對可見光的主要作用是？A.發(fā)射強烈的紅外輻射B.使來自后方或側(cè)方的星光增強C.吸收特定波長的紫外光，導(dǎo)致光譜紅移D.產(chǎn)生射電波瓣結(jié)構(gòu)3.超新星爆發(fā)對星際氣體和塵埃的主要貢獻之一是？A.直接形成新的星際塵埃顆粒B.通過沖擊波壓縮氣體，觸發(fā)恒星形成C.導(dǎo)致整個星系迅速停止旋轉(zhuǎn)D.將重元素完全吹散出星系4.如果一個星系的旋轉(zhuǎn)曲線在較遠半徑處仍保持平坦，這通常暗示了？A.星系內(nèi)部恒星形成活動劇烈B.該星系主要由年輕、大質(zhì)量的恒星組成C.星系外圍存在大量看不見的物質(zhì)D.該星系正處于劇烈的碰撞合并過程中5.下列哪項不是星際塵埃的重要物理特性？A.具有較高的溫度B.主要吸收藍光而散射紅光C.能夠發(fā)出特征性的紅外輻射D.主要成分是金屬元素6.恒星風(fēng)主要是由處于哪個階段的恒星驅(qū)動的？A.主序早期B.紅巨星階段C.恒星形成過程中D.超巨星階段7.活動星系核（AGN）的能量主要來源于？A.恒星內(nèi)部核聚變釋放的能量B.星系際氣體碰撞釋放的動能C.集中在星系中心的超大質(zhì)量黑洞的引力能轉(zhuǎn)化D.星際塵埃被加熱后釋放的紅外輻射8.星際介質(zhì)中，除了氣體和塵埃，哪種成分通常被認為是大量存在的、但難以直接探測的？A.星際有機分子B.星際磁場C.星際塵埃顆粒D.星際暗物質(zhì)二、填空題（請將答案填在橫線上）9.星系按形態(tài)主要可分為______星系、______星系和不規(guī)則星系三大類。10.星際塵埃通過吸收可見光和紫外光，使來自星系中心或后方星光變暗的現(xiàn)象稱為______。11.恒星生命末期通過______和______過程，將重元素拋灑到星際空間，為后續(xù)恒星和行星的形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)。12.星系的自轉(zhuǎn)速度在離中心一定距離后趨于平穩(wěn)或僅緩慢下降，而非像行星繞太陽那樣呈平方反比下降，這被稱為______。13.星際塵埃的發(fā)射光譜主要落在______波段，因此紅外天文學(xué)對于研究被塵埃遮蔽的星系結(jié)構(gòu)和恒星形成至關(guān)重要。14.星系核球通常是一個致密、光滑、呈______分布的老年恒星集合區(qū)。三、名詞解釋（請給出下列名詞的簡要定義）15.星系旋轉(zhuǎn)曲線16.星際塵埃的紅化效應(yīng)17.恒星形成區(qū)18.活動星系核（AGN）四、簡答題（請簡要回答下列問題）19.簡述恒星風(fēng)對星際氣體云的影響。20.解釋什么是“紅化”，并說明星際塵埃在其中起的作用。21.闡述星系碰撞和合并對星系形態(tài)和恒星形成率可能產(chǎn)生的影響。22.為什么說星際塵埃是研究年輕恒星和星系結(jié)構(gòu)（特別是銀暈）的重要工具？五、論述題（請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析和闡述下列問題）23.分析恒星反饋機制（包括超新星爆發(fā)和恒星風(fēng)）在星系演化中扮演的多重角色。24.探討觀測星際塵埃的紅外輻射對于理解星系化學(xué)演化和暗物質(zhì)分布的潛在意義。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.A6.D7.C8.B二、填空題9.旋渦；橢圓10.遮蔽11.超新星爆發(fā)；中子星/黑洞合并12.平坦13.紅外14.球狀三、名詞解釋15.星系旋轉(zhuǎn)曲線：描述星系內(nèi)不同半徑處恒星或氣體云的圓周速度隨半徑變化的曲線。16.星際塵埃的紅化效應(yīng)：星際塵埃吸收藍光能力強于紅光，導(dǎo)致星光穿過塵埃云后光譜向長波方向偏移（變紅）的現(xiàn)象。17.恒星形成區(qū)：星際介質(zhì)中密度足夠高、受到引力束縛，能夠凝聚形成原恒星和恒星的區(qū)域。18.活動星系核（AGN）：位于星系中心，由超大質(zhì)量黑洞主導(dǎo)，釋放出巨大能量（包括電磁波譜各波段和噴流）的天體。四、簡答題19.答：恒星風(fēng)是來自恒星（特別是大質(zhì)量恒星）的持續(xù)不斷的等離子流。它具有很高的速度和能量，可以：a.推動周圍的星際氣體，使其膨脹，降低氣體密度，影響恒星形成效率。b.將恒星產(chǎn)生的能量和物質(zhì)（包括重元素）輸送到星際空間。c.壓縮星際氣體，可能觸發(fā)或增強局部的恒星形成活動。d.通過加熱和電離周圍的氣體，改變星際介質(zhì)的物理狀態(tài)。20.答：紅化是指星光的顏色向光譜長波方向（紅色）偏移的現(xiàn)象。其物理機制是星際介質(zhì)中的不透明物質(zhì)（主要是星際塵埃顆粒）對光的選擇性吸收和散射。塵埃顆粒對波長較短的藍光吸收和散射更強烈，而對波長較長的紅光吸收和散射較弱，使得穿過塵埃的光線中藍光成分相對減少，整體呈現(xiàn)紅色調(diào)。觀測上的紅化效應(yīng)是星際塵埃存在的重要標志。21.答：星系碰撞和合并是星系演化中劇烈的事件，其影響包括：a.引力相互作用會嚴重擾亂星系原有的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)，可能導(dǎo)致星系變形，形成潮汐尾、棒狀結(jié)構(gòu)或核球。b.碰撞加熱星系內(nèi)的氣體，提高氣體溫度，可能耗盡氣體中的重元素，抑制恒星形成。c.激發(fā)星系中心的超大質(zhì)量黑洞活動，形成或增強活動星系核（AGN），其噴流和輻射可能對整個星系產(chǎn)生反饋。d.增加恒星形成速率，尤其是在碰撞后的引力不穩(wěn)定區(qū)域。e.促進化學(xué)混合，改變星系的整體化學(xué)成分。22.答：星際塵埃是研究年輕恒星和星系結(jié)構(gòu)的重要工具，原因如下：a.年輕恒星（如TTauri星、HII區(qū)）常隱藏在致密的星周塵埃盤中，可見光波段的觀測被嚴重遮蔽。而塵埃自身會發(fā)出熱紅外輻射（主要由石墨和硅酸鹽成分的熱發(fā)射引起），紅外望遠鏡可以穿透塵埃，直接觀測和研究這些隱藏的年輕恒星及其盤。b.星際塵埃吸收可見光和紫外光，導(dǎo)致來自星系中心或銀暈等塵埃密集區(qū)域的星光發(fā)生紅化。通過精確測量不同天體的紅化程度，可以反推塵埃的分布和性質(zhì)，進而揭示星系的結(jié)構(gòu)，特別是難以直接觀測的銀暈成分。五、論述題23.答：恒星反饋機制是調(diào)節(jié)恒星形成與星系演化相互作用的關(guān)鍵過程，其多重角色體現(xiàn)在：a.控制恒星形成速率：超新星爆發(fā)產(chǎn)生的沖擊波和恒星風(fēng)可以加熱、壓縮甚至驅(qū)散星際氣體云，阻止或減緩新的恒星形成。反之，某些情況下的反饋也可能通過加熱氣體、形成引力不穩(wěn)定核心來觸發(fā)恒星形成。b.改變星系化學(xué)成分：超新星爆發(fā)是合成和散播重元素的主要途徑，恒星反饋將富含重元素的物質(zhì)輸送到星系不同區(qū)域，豐富了星際介質(zhì)和星系整體的化學(xué)成分。c.維持或改變星系結(jié)構(gòu)：強大的反饋流（如超新星風(fēng)）可以將氣體從星系盤面吹入銀暈，改變星系的質(zhì)量分布和結(jié)構(gòu)。持續(xù)的反饋有助于維持星系盤的厚度和密度。d.影響暗物質(zhì)分布：反饋作用可能通過改變氣體密度場來間接影響暗物質(zhì)的分布，例如通過加熱氣體改變氣-暗物質(zhì)相互作用。e.觸發(fā)活動星系核活動：當(dāng)星系中心積累大量物質(zhì)時，恒星反饋（如氣體被推向中心）可以觸發(fā)或增強超大質(zhì)量黑洞的活動，形成AGN。24.答：觀測星際塵埃的紅外輻射對于理解星系化學(xué)演化和暗物質(zhì)分布具有重要意義：a.理解化學(xué)演化：塵埃顆粒表面是許多星際有機分子和復(fù)雜有機分子的合成場所。通過觀測不同星系（特別是不同類型、不同距離的星系）塵埃的紅外光譜特征（如特定波段的紅外發(fā)射線），可以推斷塵埃的化學(xué)組成、形成條件（如溫度、密度），進而反推該星系中分子云的豐度、恒星形成的效率以及重元素的分布和演化歷史。塵埃的紅化程度也與星系中重元素含量相關(guān)，有助于繪制星系化學(xué)演化圖。b.探測暗物質(zhì)分布：由于重元素（構(gòu)成塵埃的主要成分）的豐度與恒星演化密切相關(guān)，塵埃的分