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望星空 (星系的組成 (太陽系 (<2>包含太陽系內的八大行星、矮行星、及小天體, <3>由太陽星雲演化而來, <…
望星空
星系的組成
太陽系
<2>包含太陽系內的八大行星、矮行星、及小天體
<3>由太陽星雲演化而來
<1>太陽只是銀河系中一顆位於距銀河系中心約2萬8000光年處的普通恆星
星雲
星際物質因重力形成疏密不一的區域，較密處形成「分子雲(星雲)」這些區域將孕育出新的恆星
種類
暗星雲
反射星雲
發射星雲
恆星存在由原子與分子組成的星際物質
星系內不同質量的恆星
若為主序星(靠燃燒核心中的氫原子來維持穩定)，其質量越大，體積與表面溫度也隨之越大、越高
脫離主序星的恆星，則有可能會形成體積龐大，但表面溫度低的紅巨星;或進一步演變成體積小，但密度極高，表面溫度高的白矮星
星團
由數百至數百萬顆恆星聚集而成的
種類
疏散星雲(鬆散、較年輕、恆星數目較少)→氫、氧以外的重元素含量較高
球狀星雲(結構緊密成球、較老、恆星數目較多)→重元素含量很低
雙星:星系中有一半以上的恆星是藉由彼此的引力雙雙成對，稱為雙星
星系中的結構:由眾多星雲、恆星和星團集結而成
望遠鏡
觀測宇宙的限制
光害的限制(Ex:太陽、月光、人為光源)
大氣的限制→自適應光學技術
視野的限制
測距的限制→三角視法
三大能力
集光→與主鏡面積成正比(集越多光越能看見暗的星體)
影像解析→與物鏡口徑成正比(解析能力越好，越可分辨星體的細部結構)
放大→放大倍率=主鏡焦距/目鏡焦距(放大倍率與口徑無關)
種類
反射式望遠鏡(凹面鏡)
儀器缺點:面鏡表面金屬鍍膜會氧化，需定期更新
成像缺點:球面像差
儀器優點:鏡身短，只需鏡面表面完美(磨製較易)，由底部支撐鏡面較容易，可由數片小鏡合組成一大面鏡
無線電波望遠鏡(凹面鏡)
儀器優點:白天陰天皆適用
儀器缺點:不受光害影響，但受人為電波干擾
成像缺點:單獨使用時解析力較差，多具同時觀測可提高解析度
折射式望遠鏡(凸透鏡)
成像缺點:色像差
儀器缺點:鏡筒長，透鏡內部和表面皆須完美(磨製不易)，由邊緣支撐鏡面較困難
儀器優點:主鏡為玻璃材質，無氧化問題，保養容易
常用天文距離單位
光年(LY)
秒差距(pc)
天文單位(AU)
人類肉眼裸視極限為6星等→發明望遠鏡
時間與距離
凝結在空間中的時間
宇宙中電磁波傳遞的速度是光速，每秒1.3萬公里
最近的恆星(半人馬座比鄰星)有4.2光年之遠
地球距太陽1億5000萬公里，我們看到的落日是500秒前的太陽
暗物質→還看不見的物質(從恆星的運動中發現)，具有質量並產生萬有引力吸引周遭物質，甚至減緩宇宙的膨脹速度
暗能量→不明的能量，70％以上的宇宙成分為暗能量，會造成現在的宇宙持續的加速膨脹
宇宙膨脹
紅移
波長改變:變長
頻率:變短
移動方向:遠離
光譜:譜線移向長的波長，即移向紅光端
藍移
波長改變:變短
頻率:變長
移動方向:接近
光譜:譜線移向短的波長，即移向藍光端
哈伯定律:越遠的星系，遠離速度越快，v=Hd(H為哈伯常數);哈伯常數的倒數約是宇宙年齡的數量級
紅巨星無法融合出比鐵還重的元素，只有超新星爆炸才能產生比鐵還重的元素，進而散佈在太空中
構成地球、其他恆星及我們身體內的重元素皆是來自於太陽誕生前其他恆星的核心，當恆星死去，將產生的重元素散步到星際之間
從恆星光譜中的吸收譜線來計算大氣中某些重元素與氫原子的比值，作為判斷該恆星的金屬豐度高低
在銀河系越晚誕生星球→其組成的星際介質已累積很多→金屬豐度也越高→有利於固態行星形成和生命的誕生
恆星的吸收譜線可以可推知恆星的表面溫度，也可知道組成恆星大氣的元素成分
恆星質量與演化
質量決定此恆星的半徑大小→決定恆星光度
一顆普通恆星的星光與星色接受制於質量
恆星核融合發光發熱，產生熱壓力而膨脹;恆星本身質量的重力產生向內的拉力→兩者保持平衡
恆星的質量決定恆星的壽命
恆星表面溫度與光度關係
恆星集中在主序帶，這些恆星稱為主序星
質量大的星球之所以溫度高，是為了產生足夠的熱壓力來抵抗大質量產生的強大重力
恆星標在橫軸與縱軸分別為表面溫度（也可為光譜型或顏色）與光度（或絕對星等）→赫茲史普＋羅素
以質量為太陽10倍的主序星為例，核融合燃料是太陽的10倍，但光度卻是太陽的10^4倍(即消耗燃料速度為10^4倍)
恆星光譜型與吸收譜線
吸收光譜:恆星內部的光，穿過較低溫的氣體，某些特定波長被吸收
發射光譜:雲氣受附近天體高能輻射激發，放出特定波長的光
連續光譜:恆星大氣熱運動發出各種波長不間斷之光譜
依據恆星光譜中數條有指標性的吸收譜線，將恆星分成7大類，分別稱為OBAFGKM型(口訣Oh!Be A Fine Girl Kiss Me)
F(黃白色):表面溫度約7500K
G(黃色):表面溫度約6000K→鈣離子譜線
A(白色):表面溫度約10000K→氫譜線十分強烈
K(橘色):表面溫度約4500K→金屬譜線強，氫譜線甚弱
B(藍白色):表面溫度約20000K
M(紅色):表面溫度約3000K→強烈的金屬和氧化鈦譜線
O(藍色):表面溫度＞30000K→氦離子譜線
每一類光譜又可細分數個等級，以0~9加註於該類字母後(太陽光譜為G2)