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望星空 (望星空 (觀測宇宙的限制 (光害的限制, 大氣的限制, 視野的限制, 測距的限制), 近代的天文觀測科技 (大型望遠鏡的設計 (合成面鏡,…
望星空
望星空
觀測宇宙的限制
光害的限制
大氣的限制
視野的限制
測距的限制
近代的天文觀測科技
太空望遠鏡
陣列望遠鏡
大型望遠鏡的設計
合成面鏡
自適應光學
非可見光天文學
光譜
分析恆星光譜
了解恆星性質
哈伯
紅移現象
遠方星系與我們的相對速度
宇宙的膨脹
天體發出的光在能量上的分布
常用天文距離單位
光年
LY
光在真空中行走一年的距離
太陽系外
秒差距
pc
1pc=3.26光年
太陽系外
天文單位
AU
地球到太陽的平均距離
太陽系內
觀測宇宙的方法&工具
望遠鏡種類
可見光
反射式望遠鏡
凹面鏡
儀器缺點
會氧化
成像缺點
球面像差
儀器優點
底部支撐鏡片容易
鏡身短，磨製容易
可數片小鏡組合成一大面鏡
折射式望遠鏡
凸透鏡
儀器缺點
邊緣支撐鏡片較困難
成像缺點
色像差
儀器優點
無氧化問題，保養容易
無線電波望遠鏡
凹面鏡
儀器缺點
受人為電波干擾
成像缺點
解析力差
儀器優點
白天&陰雨皆可使用
望遠鏡的三大能力
集光
影像解析
放大
天體可觀測數據
亮度
人類極限6星等
肉眼
水星、金星、火星、木星、土星
望遠鏡
天王星、海王星
位置
天球座標
星光&星色
金屬豐度&恆星的組成原素
恆星受命&金屬豐度
愈晚誕生的恆星
重原素含量高
金屬豐度愈高
有利固態行星形成和生命的誕生
愈早誕生的恆星
重原素含量低
金屬豐度愈低
不利固態行星形成和生命的誕生
金屬豐度
重原素與氫原子的比值
恆星的吸收譜線
恆星表面溫度
恆星大氣的原素成分
恆星質量與演化
質量決定恆星的半徑大小
決定恆星光度
恆星的星光&星色受制於質量
恆星核融合產生熱壓力膨脹&恆星本身質量的重力產生向內的拉力
平衡
恆星質量決定壽命
恆星光譜型分類&吸收光譜線
分類
吸收光譜
暗紋
發射光譜
亮紋
連續光譜
光譜型
B
藍白
20000
A
白
10000
氫譜線強烈
O
藍
＞30000
氫離子譜線
F
黃白
7500
G
黃
6000
鈣離子譜線
K
橘
4500
金屬譜線強，氫譜線弱
M
紅
3000
強烈的金屬和氧化鈦譜線
數字型
0→9
高溫→低溫
恆星表面溫度與光度關係
主序星
主序帶
質量大的星球
產生熱壓力抵抗大質量產生的重力
溫度高
橫軸
表面溫度(光譜型或顏色)
縱軸
光度(絕對星等)
恆星光譜&溫度
恆星的光度∝表面溫度的四次方∝半徑的平方
恆星的亮度∝恆星的光度∝恆星距離平方
恆星光譜
表面溫度高
能量高
偏短波
偏藍色
表面溫度低
能量低
偏長波
偏紅色
宇宙的結構
星系的組成
雙星
一半以上的恆星藉彼此引力成對
星團
疏散星團
年輕
恆星少
重原素含量高
球狀星團
老
恆星多
重原素含量低
星系內不同質量的恆星
主序星
質量愈大，體積、表面溫度愈大
非主序星
質量愈大，體積愈大，表面溫度愈低
紅巨星
質量愈大，體積愈小，表面溫度愈高，密度極高
白矮星
星雲
暗星雲
反射星雲
發射星雲
太陽系
包含八大行星、矮行星、小天體
銀河系中一顆普通恆星
由太陽星雲演化而來
星系的型態分類(哈伯)
螺旋星系
一般螺旋星系
棒旋星系
不規則星系
橢圓星系
銀河系的特徵
太陽星雲
太陽是銀河系中一顆普通恆星
星系中心通常有超大質量的黑洞
新恆星保有部分雲氣
在周邊形成盤狀結構
行星系統
ex.太陽系
銀河系
棒旋星系
太陽在獵戶座旋臂上
距銀河中心2.8萬光年
直徑10萬光年
構造
銀盤
銀暈
銀心(核)
星系是組成宇宙大尺度結構的基本成員
尺度大→小
超星系團
星系團
星系群
星系
星團
恆星
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時間&距離
凝結在空間中的時間
天文影像中，距離愈遠，愈早出發
但同時抵達
所見星系=數億光年外的星系
最近的恆星
4.2光年外
望遠鏡
研究不同宇宙時期的恆星&星系
所見日落=500秒前的太陽
電磁波傳遞速度=光速=每秒1.3萬公里
來自星空的訊息
暗物質&暗能量
暗物質
具質量
產生萬有引力
減緩宇宙膨脹速度
暗能量
持續增加
會製造出與萬有引力相反的壓力
宇宙膨脹
都卜勒效應
紅移
遠離
波長變長
頻率變短
藍移
接近
波長變短
頻率變長
哈伯定律
星系愈遠，遠離速度愈快