Planetary Nebulae in Our Galaxy and Beyond pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Barlow, Michael J. (EDT)/ Mendez, Roberto H. (EDT)

出品人:

页数:590

译者:

出版时间:2007-2

价格:$ 186.45

装帧:HRD

isbn号码:9780521863438

丛书系列:

图书标签:

行星状星云
星云
天文学
恒星演化
银河系
天体物理学
观测天文学
空间科学
天文学研究
恒星死亡

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具体描述

Planetary nebulae represent the brief transition between Asymptotic Giant Branch stars and White Dwarfs. As multi-wavelength laboratories they have played a key role in developing our understanding of atomic, molecular, dust and plasma processes in astrophysical environments. The means by which their wonderfully diverse morphologies are obtained is currently the subject of intense research, including hydrodynamical shaping mechanisms and the role of binarity, stellar magnetic fields and rotation. Their contribution to the chemical enrichment of galaxies is another very active research area, as is the ever growing use of their narrow high luminosity emission lines to probe the dynamics and mass distributions of galaxies and the intergalactic media of clusters of galaxies. IAU S234 summarises the current status of research on the properties and processes of planetary nebulae, as reported in reviews and papers by leading experts working in the field.

遥远星辰的低语：恒星生命的终章与宇宙的演化本书并非关于行星状星云在银河系内外的观测与理论，而是深入探索宇宙演化历程中，那些更为宏大、也更为隐秘的物理过程与结构。我们将目光投向宇宙的早期、暗物质的本质、黑洞的奇特行为，以及宇宙结构形成的深层机制。 --- 第一部分：宇宙的黎明与暴胀的回响第一章：极早期宇宙的物理学本章将追溯宇宙诞生之初，普朗克时期之后，暴胀理论所描绘的那个瞬间。我们将详尽阐述宇宙暴胀模型的核心数学框架，包括混沌暴胀（Chaotic Inflation）和永恒暴胀（Eternal Inflation）的不同变体。重点将放在暴胀结束后，物质和辐射如何被“再加热”（Reheating），并将能量转化为构成我们今日宇宙的基本粒子。我们将分析早期宇宙中等离子体的不均匀性如何转化为后来的结构形成种子，并探讨原初引力波的理论预测及其在未来可观测性上的挑战。第二章：轻元素的核合成与宇宙的化学起源本书将深入分析太初核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）的精确过程。不同于聚焦于星云内部的元素产生，本章着眼于宇宙诞生后的前几分钟内，氢、氦、锂等轻元素如何以特定的丰度被固定下来。我们将考察粒子物理学与宇宙学参数（如中微子数量、重子物质密度）之间的敏感耦合关系，以及BBN对检验标准宇宙学模型的关键作用。还会讨论当前观测到的轻元素丰度与理论预测之间存在的微小差异，可能暗示着超出标准模型的新物理学。第三章：暗物质的宇宙学角色与非粒子模型暗物质占据了宇宙质量构成的绝大部分，但其本质仍是现代物理学的最大谜团之一。本章将系统梳理当前主流的暗物质候选者，如弱相互作用大质量粒子（WIMPs）和轴子（Axions）的理论基础和实验搜索进展。更重要的是，我们将详尽探讨替代粒子物理模型的“修正引力”理论，如MOND（修正牛顿动力学）及其在解释星系旋转曲线方面的成功之处，以及它们在宇宙学尺度上面临的约束和挑战。我们将分析弥散的非重子物质在宇宙大尺度结构形成中的决定性作用。 --- 第二部分：星系团的宏大结构与物质的命运第四章：宇宙网的形成与尺度依赖性宇宙中的物质并非均匀分布，而是形成了巨大的“宇宙网”（Cosmic Web）结构，由空洞、纤维和星系团组成。本章将聚焦于冷暗物质（Cold Dark Matter, CDM）主导下的结构形成理论。我们将使用N体模拟（N-body Simulations）的结果来解释，初始的量子涨落如何通过引力塌缩，逐渐演化成今日观测到的丝状结构。重点分析线性引力不稳定性和非线性塌缩阶段的物理过程，以及如何通过统计学方法（如功率谱分析）来量化这些结构。第五章：星系团的动力学与热力学星系团是宇宙中最大的引力束缚结构。本章将探讨星系团的形成历史，特别是“吸积”（Accretion）过程——较小的结构如何不断并入更大的星系团中。我们将深入分析星系团内部的介质（Intracluster Medium, ICM），这是一个温度高达千万开尔文的炽热气体。讨论如何通过X射线观测来测量ICM的质量和温度分布，并利用热力学平衡来推断总质量，从而揭示暗物质在星系团核心的分布情况。第六章：活动星系核（AGN）反馈与星系演化的调控超大质量黑洞在其生命周期中会表现出活动星系核（AGN）现象，释放出巨大的能量。本章着重探讨AGN“反馈”（Feedback）机制对宿主星系演化的深刻影响。分析喷流（Jets）和风（Winds）如何将能量和动量注入到星系际空间，清除星系中心的冷气体，从而阻止或减缓恒星的形成，实现“宇宙的自我调节”。这将涉及对高能粒子流、辐射压以及磁场在调节气体冷却流中的作用的细致考察。 --- 第三部分：极端环境下的时空几何与引力波天文学第七章：黑洞物理学：事件视界之外的领域本书将超越对黑洞视界内部的传统描述（那属于另一个领域的讨论），专注于事件视界周围的物理现象。我们将详细分析吸积盘的结构、光子球的性质，以及如何利用相对论效应（如多普勒频移和引力红移）来解释吸积盘发出的光谱。重点讨论霍金辐射的理论推导及其在信息悖论中的作用，以及快速旋转克尔（Kerr）黑洞周围的能层提取机制（彭罗斯过程）。第八章：引力波的源头：双星系统的演化与并合引力波天文学的兴起为我们提供了探测时空本身的工具。本章将系统地模拟中子星和黑洞双星系统的轨道衰减过程，主要基于广义相对论的后牛顿近似（Post-Newtonian approximations）。我们将分析并合前阶段的旋进（Inspiral）、并合（Merger）以及并合后的回铃（Ringdown）三个阶段的波形特征。对不同质量比的双黑洞、黑洞-中子星并合产生的引力波信号进行详细的波形建模，并讨论这些观测如何约束了对引力理论的检验。第九章：极端致密天体的内部结构与超质量界限除了黑洞，宇宙中还存在着中子星这一极端致密的天体。本章将探讨中子星的物质状态方程（Equation of State, EoS）的复杂性，从夸克物质到超流体态。我们将分析如何通过观测中子星的双星系统（如毫秒脉冲星）的轨道衰减率，以及潮汐形变参数来限制其内部物理。最终，我们将讨论在黑洞与中子星之间可能存在的“灰度地带”——那些质量超出门槛但尚未完全形成史瓦西黑洞的理论对象，如玻色星或退化恒星。 --- 第四部分：宇宙的最终命运与时空的尽头第十章：暗能量与宇宙的加速膨胀本章将回归宇宙学尺度，但聚焦于驱动当前宇宙加速膨胀的“暗能量”。我们将对比解释暗能量最主流的两种模型：宇宙学常数（Lambda）模型和动态的第五种力场模型（如Quintessence）。我们将详细分析观测数据，如Ia型超新星距离测量、重子声学振荡（BAO）和宇宙微波背景（CMB）的联合约束，如何将宇宙学常数与其它参数区分开来。第十一章：宇宙学模型的检验与未来展望本章是对前述所有主题的综合回顾，并探讨当前和未来主要的宇宙学观测项目（如欧几里得太空望远镜、薇拉·鲁宾天文台）如何精确地测量宇宙的演化历史。我们将讨论对“ΛCDM”模型的系统性偏离（如“Hubble Tension”）的潜在物理学解释，并提出如果未来观测证实宇宙常数并非恒定，我们将不得不面对的理论框架的彻底改变。第十二章：时空的终局：热寂、大撕裂或大挤压？本书的最后部分将探讨基于当前暗能量模型的宇宙学未来。如果暗能量是一个纯粹的宇宙学常数，宇宙将走向“热寂”（Heat Death），所有结构最终消亡。如果暗能量的性质允许其密度随时间增强（如幻影能量），则可能导致“大撕裂”（Big Rip），撕裂星系、恒星乃至原子本身。我们将分析每种情景下的物理条件和时间尺度，为读者描绘宇宙终极命运的宏大图景。 --- 本书旨在为读者提供一个基于广义相对论、粒子物理学和高精度观测的、关于宇宙结构与演化的全面框架，其深度和广度远远超出了对单个恒星遗迹的局部分析。