2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——星際溫度分布規(guī)律考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.以下哪個單位是開爾文溫度的單位？A.攝氏度B.華氏度C.開爾文D.絕對零度2.下列哪種星際云的溫度通常最高？A.分子云B.HII區(qū)C.彌漫星云D.恒星際氣體3.以下哪種因素對星際溫度分布沒有顯著影響？A.恒星輻射B.星際磁場C.化學(xué)成分D.星系中心密度4.O型星對周圍星際介質(zhì)的主要影響是？A.使其冷卻B.使其電離C.使其分子化D.使其膨脹5.以下哪種現(xiàn)象可以用來推斷星際云的溫度分布？A.閃爍B.多普勒效應(yīng)C.光譜線的紅移或藍(lán)移D.星際塵埃6.以下哪個過程會導(dǎo)致星際云的溫度升高？A.與其他云體碰撞B.吸收恒星輻射C.失去部分氣體D.分子形成7.以下哪種星際云主要由分子組成？A.HII區(qū)B.分子云C.彌漫星云D.電離氫區(qū)8.星際磁場對星際溫度分布的影響主要體現(xiàn)在？A.加熱星際氣體B.冷卻星際氣體C.改變恒星輻射的方向D.影響星際介質(zhì)的動力學(xué)行為9.以下哪個物理量與星際云的散熱效率有關(guān)？A.密度B.溫度C.化學(xué)成分D.以上所有10.以下哪個過程與星際溫度分布的研究沒有直接關(guān)系？A.恒星演化B.星系形成C.宇宙膨脹D.地球氣候二、填空題1.星際介質(zhì)的溫度通常用________溫度來衡量。2.影響星際溫度分布的主要因素包括：________、________、________和________。3.HII區(qū)的溫度通常在________K左右。4.分子云的溫度通常在________K以下。5.恒星輻射是影響星際溫度分布的主要能量來源，其能量與距離的平方成________。6.星際磁場可以通過________效應(yīng)影響星際介質(zhì)的能量分布。7.星際云的密度越高，其散熱效率越________，溫度越容易________。8.通過分析星際云的________光譜，可以推斷其溫度分布。9.星際溫度分布的研究對于理解________和________過程具有重要意義。10.星際溫度分布的典型規(guī)律是：遠(yuǎn)離恒星的地方，溫度________。三、簡答題1.簡述恒星輻射如何影響星際溫度分布。2.簡述星際磁場如何影響星際介質(zhì)的溫度。3.簡述分子云與HII區(qū)在溫度上的主要區(qū)別。4.簡述如何根據(jù)觀測數(shù)據(jù)判斷星際云的類型。四、計算題假設(shè)一個星際云的初始溫度為10000K，密度為100cm^-3，吸收了距離云體中心10光年處一顆O型星的輻射。已知該O型星的輻射功率為10^31瓦特，云體半徑為1光年。假設(shè)云體吸收了恒星輻射的10%，并且云體的散熱效率與密度的平方根成正比。請計算該星際云的最終溫度。五、論述題試述星際溫度分布與恒星形成的關(guān)系，并舉例說明。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.B5.C6.B7.B8.D9.D10.D二、填空題1.開爾文2.恒星輻射，星際磁場，化學(xué)成分，云的密度3.100004.105.反比6.磁場7.高，降低8.發(fā)射或吸收9.恒星形成，恒星演化10.降低三、簡答題1.恒星輻射是星際介質(zhì)的主要能量來源。高溫恒星的輻射能量大，可以使周圍的星際介質(zhì)溫度升高，甚至將中性氣體電離形成HII區(qū)。恒星的類型和距離決定了其輻射的能量和光譜特性，進(jìn)而影響星際溫度的分布。2.星際磁場可以通過壓縮或膨脹星際介質(zhì)來影響其溫度。磁場可以阻止氣體自由流動，導(dǎo)致某些區(qū)域氣體密度增加，溫度升高；而在另一些區(qū)域，磁場可以阻止氣體聚集，導(dǎo)致氣體膨脹，溫度降低。3.分子云的溫度通常在10K以下，主要由分子組成，密度較高。HII區(qū)的溫度通常在10000K左右，主要由電離氫組成，密度較低。4.通過分析星際云的發(fā)射或吸收光譜，可以判斷其溫度分布。例如，HII區(qū)的發(fā)射光譜中會顯示出特定波長（如6563?的Hα線）的發(fā)射線，而分子云的吸收光譜中會顯示出某些恒星光譜的吸收線。四、計算題解：云體吸收的恒星輻射功率為P=10^31*10%=10^30瓦特。云體的體積V=(4/3)πR^3=(4/3)π(1光年)^3。云體吸收的總能量E=P*V*t，其中t為時間。假設(shè)時間t=1年。云體的初始內(nèi)能為U_initial=3/2*N*k*T_initial，其中N為粒子數(shù)，k為玻爾茲曼常數(shù)，T_initial為初始溫度。最終內(nèi)能為U_final=3/2*N*k*T_final。吸收的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的增加，即E=U_final-U_initial=3/2*N*k*(T_final-T_initial)。云體的密度n=N/V，所以N=n*V。代入上式，得到T_final=T_initial+(2E)/(3nk).將數(shù)值代入，得到T_final≈12000K。五、論述題星際溫度分布與恒星形成密切相關(guān)。恒星形成發(fā)生在分子云中，分子云的溫度和密度是影響恒星形成的關(guān)鍵因素。低溫（<10K）和高壓的分子云是恒星形成的理想場所。當(dāng)分子云受到外部擾動（如鄰近恒星的輻射壓力、超新星爆發(fā)沖擊波等）時，會引發(fā)局部密度增加和溫度升高，形成恒星形成區(qū)。在恒星形成區(qū)，氣體繼續(xù)收縮，溫度繼續(xù)升高，最終核心溫度和壓力達(dá)到足夠高，核聚變開始，恒星誕生。恒星形成過程中釋放的能量又會加