自50年代开始上海天文台利用佘山底片库所保存的、摄于本世纪早期的天文底片，测定疏散星团(包括星协)天区恒星的相对自行。70年代以后，从事利用统计方法确定疏散星团自行成员的研究，并实际应用于星团成员确定。1985年出版的《42个疏散星团成员表》是这一工作具有代表性的成果。该书第一次提供了有关疏散星团成员确定的均匀样本。

1975年，上海天文台与紫金山天文台、北京天文台合作，利用紫金山天文台的40厘米双筒折射望远镜以及北京天文台60/90厘米施密特望远镜和40厘米双筒望远镜，对蛇夫--天蝎暗云区等若干恒星诞生区的新耀星进行系统的搜索，拍摄了数千张底片，发现了12颗新耀星，并为国外同行所引用，其中有2颗已为国际天文学联合会所命名。同时还发现了数十颗长周期变星、星云变星、金牛T型星可疑变星。这类新变星如得以确认，将对现有的恒星演化理论提出挑战，因而受到国内外学者的重视。

80年代中，上海天文台与北京天文台、加拿大Dominion天文台合作，观测20多颗密近双星，确定了分光轨道解，对其中7对双星同时又确定了测光轨道解和绝对参量，测定精度均达1~2%。5对大熊W型食双星的分光轨道解测定精度比国外同类工作提高了一倍至一个量级，而且是首次测定的分光轨道解。

1984年1月7日，上海天文台开始掩星的光电观测。1986年成功地测定了恒星SAО076608和SAО076613在月掩星过程中的光变曲线，并归算出这两颗恒星的角直径。1987年12月8日，上海天文台与美国、日本天文台共同对324号小行星掩恒星SAО41263的现象进行了国际联测，测定了这颗小行星的形状和精确位置。

1987年，上海天文台开始进行星系团研究，对后发和室女两个星系团进行了光度函数、质量、质光比、形态分层和质量分层效应、结构和次团结构，以及动力学模型等多方面的研究。

80年代后期，上海天文台用PDS测量机对恒星自行进行测定，测量工作由手工改为自动。同时，随着时间跨度的增长，恒星自行测定的精度大为提高。

90年代起，上海天文台开始对若干中心聚度高、成员星数多、底片资料丰富的疏散星团进行天体物理研究，包括星团的赫罗图、距离、大小、质量、光度函数和质量函数，分析星团内恒星的运动学和动力学状态等。

1978~1985年，上海天文台参与了我国高空科学气球第一期工程。主要承担的任务有:气球观测平台的控制--设计、制造用于天文观测的反捻吊篮姿控系统;气球运动参数的测定;红外天文观测。1979年1月，上海天文台成立红外天文组。该组设计了二波段口径为15厘米的太阳远红外球载望远镜、一波段口径为15厘米快速扫描球载近红外望远镜和―近红外及―远红外口径为10厘米的快速扫描球载望远镜。

1982年，上海天文台利用万立方米级气球，在中国科学院香河站成功进行太阳远红外观测，获得太阳在18微米处的远红外流量，从而计算了太阳在该波段的远红外亮度温度。1985年，上海天文台成功地进行了银河系中心及木星、天蝎α等红外星的近红外观测。

1986~1988年，上海天文台、紫金山天文台及空间中心与日本宇宙科学研究所合作，开展从日本鹿儿岛到中国华东地区的越洋高空科学气球飞行和观测。中日双方测控和回收了从日本鹿儿岛起飞的体积从5000立方米到5万立方米高空气球飞行的仪器吊仓共7次。在高空气球越洋飞行中，对银道面天区大尺度红外扫描观测，观测到银河系中心、银道面、木星、土星、火星及一些亮晚型星的红外辐射。

1983年，上海天文台开始用数值模拟方法，研究星系与宇宙大尺度结构。在引进国外的泊松(Poisson)解的基础上，建立能适用于旋涡星系、椭球星系、宇宙大尺度结构的一整套比较完善的数值模拟程序。特别在宇宙大尺度结构的模拟算法中，建立更有效的短程力的计算方法，与国外同类算法相比，速度更快，节约计算机机时。利用这套程序，进行了小质量星系对椭圆星系的贯穿，椭圆星系在潮汐力作用下的形态，三轴椭圆星系初始速度弥散度分布对演化的影响，考虑恒星形成对旋涡星系旋臂维持的影响及宇宙大尺度结构绝热模式的演化等研究。

1984年，上海天文台开始量子宇宙学和黑洞物理学研究，主要工作内容有早期宇宙的性质、经典和量子虫洞的性质、黑洞的时空性质和辐射等。

1986年，上海天文台开始对旋涡星系中巨分子云形成进行研究。对巨分子云是由小质量分子云经非弹性碰撞而成团的形成机制进行了模拟试验。结果表明，当碰撞是几乎完全非弹性情况下，巨分子云的形成是有效的;旋臂结构在一定程度上对巨分子云的形成起促进作用。

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