射电天文导论

韩金林

1. 射电天文概论

天文学研究那些目标？当今天文研究的主要手段；射电天文研究什么；为什么要用无线电波研究天体？天体的光学图像与射电图像有什么区别？过去用射电天文手段揭示了那些宇宙中重大的现象，得过几项诺贝尔奖？世界上大型射电望远镜有那些？中国有那些大射电望远镜？

2. 天体的射电辐射机制

宇宙中那些天体辐射射电？射电辐射有几种可能的机制：热辐射，自由自由辐射，谱线，脉泽，同步辐射，脉冲星的辐射。讨论各种天体产生射电辐射的主要辐射波段。

3. 单天线射电望远镜

射电望远镜的基本组成；各个部分的功能是什么？射电望远镜天线有那些类型？天线的各种形式；射电望远镜天线的安装形式有那些？接收机的基本原理；单天线望远镜的性能描述：方向束，分辨率和灵敏度；射电望远镜的分辨率是由什么决定的？射电望远镜的灵敏度是由什么决定的；

4. 单天线射电望远镜的点源和延展源的观测

点源和延展源的概念；点源的扫描观测和望远镜的方向束；观测校准过程；延展源（银道面巡天）观测的步骤。补：射电信号偏振描述方法。

5. 脉冲星

复习单天线望远镜的结构。脉冲星的基本介绍；脉冲星信号的基本特点；如何搜寻未知脉冲星；脉冲星的单脉冲观测结果；脉冲星的脉冲轮廓；利用脉冲星探测星际介质；脉冲到达时间测量及其应用。

6. 宇宙微波背景CMB

大爆炸宇宙模型；宇宙微波背景的发现；宇宙微波背景的COBE测量；宇宙微波背景的BOOMERANG测量；宇宙微波背景的WMAP测量；宇宙微波背景的PLANCK测量。宇宙微波背景测量的有几个里程碑？测量宇宙微波背景的关键设备是什么？如何利用宇宙微波背景研究宇宙学？世界上宇宙微波背景测量的下一个关键设备是什么？有什么重要突破？

7. 射电望远镜阵---干涉成图

单天线望远镜的性能限制；射电望远镜阵的分辨率和灵敏度是由那些因素决定的；射电望远镜组阵基本原理；各种射电望远镜阵介绍；空间谱UV覆盖和干涉成图；观测成图过程示例。射电望远镜阵成图的基本原理；什么叫脏图？如何对脏图进行“洁化”；干涉仪与VLBI阵的相同点是什么，区别是什么；世界上有那些有名的射电望远镜阵。

8. 星系和宇宙中的中性氢HI

HI的谱线是如何发射出来的；HI谱线物理和观测表征；观测HI或吸收能够推出云团的那些物理特征；旋涡星系特别是银河系中HI的分布是怎样的；观测星系的HI能够揭示星系怎样的物理内涵；如何利用HI可以研究宇宙学；目前国际上有那些HI巡天；利用HI谱线进行天体物理研究；银河系HI结构；邻近星系的HI图像；邻近星系的旋转曲线和暗物质分布；相互作用星系的HI示踪；利用Tully-Fisher关系研究宇宙学；暗星系HI的搜寻；宇宙尺度的HI：21CMA巡天

9. 分子云

研究分子云的科学意义;分子云是如何形成的？分子云的物质组成是什么？如何观测分子云？在那些波段观测最好？分子云发出那些谱线？观测分子谱线能够揭示那些分子云的物理内涵？不同分辨率观测能够分别揭示分子云的那些特征？不同尺度和密度的分子云是如何保持动态平衡的？分子云为什么能够在核心形成恒星？恒星形成区的观测特征是什么？分子谱线的产生;谱线物理;分子云的CO探测;分子云的磁场；高红移星系中的分子云探测

10. 电离氢区与恒星形成

银河系中的气体：HI，分子云、电离气体和恒星形成；电离氢区的特征；分子云为什么能够在核心形成恒星？小质量恒星形成有那些过程？大质量恒星形成有那些可能的途径？恒星形成区的观测特征是什么？恒星形成区可以观测到那些谱线？大质量恒星形成的可能过程；云核的连续谱观测和SED；恒星形成区物理的复合线和脉泽线诊断;电离氢区的磁场

附：快速回顾和两个问题说明

专题讨论

1）行星的射电辐射特征：太阳系的行星；系外行星；辐射机制
2）恒星的射电辐射特征：太阳的射电辐射；多波段辐射与辐射区；恒星射电辐射的产生机制；恒星射电的观测手段和观测现状；将来恒星射电研究的趋势
3）星系核：星系中心的黑洞；吸积和喷流；射电喷流的两种表现：FR1和FR II；喷流产生的机制；喷流的磁场和诊断
4）星系团的射电特征：团星系的射电；射电晕；射电化石源于星系团碰撞