天文研究

天文學研究的對象和內容

天文學家把所有這些星星和物體統稱為天體。從這個意義上講，地球也應該是一個天體，不過天文學只研究地球的總體性質而一般不討論它的細節。另一方面，人造衛星、宇宙飛船、空間站等人造飛行器的運動性質也屬於天文學的研究範圍，可以稱之為人造天體。

不少人往往分不清天文和氣象有什麼區別，電話打到天文台來問天氣情況是常有的事。也許天文和氣象都是研究"天上"的東西而使人產生混淆，而香港天文台經常發播颱風警報更使人誤認為天文台就是研究天氣情況。其實，天文學研究的"天"和氣象學研究的"天"是兩個完全不同的概念。天文學上的"天"是指宇宙空間，氣象學上的"天"是地球大氣層。天文學家研究地球大氣層以外各類天體的性質和天體上發生的各種現象——天象，氣象學家則研究地球大氣層內發生的各種現象——氣象。所以，預報日食、月食的發生和流星雨的出現是天文學家的事，而預報颱風、高溫、寒潮則是氣象學家的職責。記著這一點，天文和氣象就不難區分了。

我們可以把宇宙中的天體由近及遠分類為幾個層次：

(1)太陽系天體：包括太陽、行星（其中包括地球）、行星的衛星（其中包括月球）、小行星、彗星、流星體及行星際介質等。

(2)銀河系中的各類恆星和恆星集團：包括變星、雙星、聚星、星團、星雲和星際介質。太陽是銀河系中的一顆普通恆星。

(3)河外星系，簡稱星系，指位於我們銀河系之外、與我們銀河系相似的龐大的恆星系統，以及由星系組成的更大的天體集團，如雙星系、多重星系、星系團、超星系團等。此外還有分佈在星系與星系之間的星系際介質。

天文學還從總體上探索目前我們所觀測到的整個宇宙的起源、結構、演化和未來的結局，這是天文學的一門分支學科——宇宙學的研究內容。

天文學按照研究的內容可分為天體測量學、天體力學和天體物理學三門分支學科。天體測量學是天文學中發展最早的一個分支，它的主要內容是研究和測定各類天體的位置和運動，建立天球參考系等。利用天體測量方法取得的觀測資料，不僅可以用於天體力學和天體物理研究，而且具有應用價值，比如用以確定地面點的位置。目前，天體測量的手段已從早期單一的可見光波段，發展到射電、紅外等其他電磁波段，精度也不斷提高，並且從地面擴展到空間，這就是空間天體測量。

天體力學主要研究天體的相互作用、運動和形狀，其中運動應包括天體的自轉。早期的研究對象是太陽系天體，目前已擴展到恆星、星團和星系。牛頓萬有引力定律和運動三定律的建立奠定了天體力學的基礎，使研究工作從運動學發展到動力學。因此，實際上可以說牛頓是天體力學的創始人。今天，我們可以準確地預報日食、月食等天象，和天體力學的發展是分不開的。

天體物理是天文學中最年輕的一門分支學科，它應用物理學的技術、方法和理論，來研究各類天體的形態、結構、分佈、化學組成、物理狀態和性質以及它們的演化規律。十八世紀赫歇爾開創恆星天文學可謂天體物理學的孕育時期。十九世紀中葉，隨著天文觀測技術的發展，天體物理成為天文學一個獨立的分支學科，並促使天文觀測和研究不斷作出新發現和新成果。就其研究內容來說，有太陽物理、太陽系物理、恆星物理、銀河系天文、星系天文、宇宙化學、天體演化及宇宙學等；就其研究方法而言又可分為實測天體物理和理論天體物理。