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5.望星空 (望星空 (近代科技 (陣列望遠鏡 (解析度提高 (陣列口徑=陣列中相鄰最遠望遠鏡距離), 干涉原理, 電波望遠鏡), 非可見光天文學…
5.望星空
望星空
近代科技
太空望遠鏡
減少大氣對解析度、穿透率影響
陣列望遠鏡
干涉原理
解析度提高
陣列口徑=陣列中相鄰最遠望遠鏡距離
電波望遠鏡
大型望遠鏡
最大8~10m
自適應光學
雷射光反射的擾動程度
調整鏡面表面曲率
提升解析度
合成鏡面
非可見光天文學
電波望遠鏡
宇宙起源
紅外線
形成星體所需低溫氣體、塵埃
X光望遠鏡
黑洞、熱氣體
工具
反射式望遠鏡(現代大多使用)
凹面鏡
鏡身短
磨製容易
鍍膜會氧化
缺點:球面像差
無線電波望遠鏡
凹面鏡
白天陰天皆可用,不受光害影響,受人為電磁波干擾
單獨使用解析度較差,多組可提高解析力
折射式望遠鏡
凸面鏡
主鏡無氧化問題
磨製不易
缺點:色相差
鏡身長
三大能力
集光
與主鏡面積成正比
影像解析力
與物鏡口徑成正比
放大
放大倍率=主鏡焦距/目鏡焦距
與口徑無關
光譜
光在能量上的分布
表面溫度、組成物質
紅移現象
遠方星球的相對速度
宇宙的膨脹
單位
光年LY
10^13km
秒差距pc
3.26光年
天文單位AU
1億5千萬km
記錄方式
CCD(底片)
三角視差法
d=1/p
觀測亮度、位置
時間、距離
地球據太陽1億5千萬公里
8分鐘前落日
最近恆星
4.2光年遠
電磁波傳遞是光速
1.3萬公里/秒
暗物質
看不見的物質(具有質量)
發現:恆星運動
萬也引力吸引周遭物質
減緩宇宙膨脹速度
暗能量
不明能量
發現:超新星爆炸(占宇宙成分70%以上)
與萬有引力相反能量
加速宇宙膨脹
不同時空疊合
大口徑、高靈敏度望遠鏡
哈伯望遠鏡
宇宙膨脹
哈伯定律
愈遠星系遠離愈快
v=Hd
都卜勒效應
紅移
遠離
波長變長
藍移
接近
波長變短
星光、星色
光譜&溫度&顏色
表面溫度高
能量高
光譜峰值偏短波
表面溫度低
能量低
光譜峰值偏長波
光度與表面溫度4次方、半徑平方成正比
L=I(常數
T^4)
4π r^2
亮度與光度成正比、距離平方反比
B=L/4π d^2
組成元素
吸收譜線可得知大氣組成元素
金屬豐度
氫、氦以外的元素
重元素、金屬
重元素與氫原子的比值
晚生恆星
累積很多重元素
金屬豐度高
利於形成固態行星、生命
早期恆星
金屬豐度低
主序星
核融合
紅巨星
無法融合比鐵還重的元素
超新星爆炸
恆星死去,重元素散布星際
生命
光譜
連續光譜
恆星大氣熱運動
發射譜線
雲氣受高能輻射激發,放出波光
吸收譜線
恆星內部的光,穿過低溫氣體、特定波長被吸收
依強弱分
OBAFGKM(LT)
藍-藍白-白-黃白-黃(太陽)-橘-紅
細分0~9
太陽G2、天狼星A1
質量&演化
質量
半徑大小
光度
星光、星色、壽命
恆星核融合
熱壓力
膨脹
重力向內拉
平衡
表面溫度&光度
表面溫度(光譜型、顏色)-光度(絕對星等)
左上角
質量最大、溫度高
恆星集中主序帶
質量小,壽命長
紅化現象
靠近地平線(天狼星)
星光穿過較多地球大氣
粒子散射波長的光
偏紅的長波常被觀測到
天空藍色
散射藍光
黎明、黃昏黃色太陽光
月全蝕紅色
大氣折射
宇宙的結構
星系
特性
組成宇宙大尺度結構基本成員(萬有引力)
中心通常有黑洞(質量大)
結構
星雲、恆星、星團
星系群、星系團組成超星系團
組成
太陽系
由太陽星雲演化而來
星團
數百至數百萬顆恆星
疏散星團
鬆散
年輕
恆星數目較少
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球狀星團
緊密成球形
年老
恆星數目較多
1 more item...
恆星
主序星
燃燒核心中的氫原子
質量愈大,體積、表面溫度愈大、高
脫離主序星
紅巨星
體積大、表面溫度低
白矮星
體積小、密度大、表面溫度高
星雲
暗星雲
黑暗的翦影
反射星雲
反射附近恆星的光、內部已形成恆星的光
可見光
發射星雲
溫度低
紅外線或波長更長的波段
太陽星雲
盤狀構造
行星系統
原子、分子組成的星際物質
重力形成密度不同
較密處形成新恆星
雙星
星系中有一半以上
彼此引力雙雙成對
型態
橢圓
螺旋
一般螺旋
棒旋
銀河系
不規則
銀河系
特性
恆星1000億以上,肉眼可見的星星
太陽在獵戶座旋臂上
距銀河系中心2.8萬光年
直徑約10萬光年
銀盤(星系盤)
疏散星團
銀河、天河
恆星、氣體繞銀河系中心旋轉
較密集處
旋臂
恆星誕生
銀暈(銀盤上下)
最年老恆星
棒狀星團
外圍暗物質
銀心、銀河(中心)
球狀結構
恆星較年老
中心有超大質量黑洞
例子
星團
45疏散星團(昂宿星團)
15球狀星團
星系群(10~100個)、星系團(100個以上)
本星系群
銀河系;仙女座星系
大熊座星系團
室女座星系團
恆星
太陽
天狼星
織女星
超星系團
本超星系團
行星/矮行星/太陽系小天體
地球/冥王星/彗星、小行星
木星/穀神星、阋神星/哈雷衛星
星系
銀河系
大、小麥哲倫星系、M31仙女座大星系
衛星
月球