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CH5 望星空 (望星空 (觀測宇宙的方法及工具 (可見光 (折射式望遠鏡(凸透鏡), 反射式望遠鏡(凹面鏡)),…
CH5 望星空
望星空
觀測宇宙的方法及工具
可見光
折射式望遠鏡(凸透鏡)
反射式望遠鏡(凹面鏡)
無線電波望遠鏡(凹面鏡):不受光害影響但受人為電波干擾
望遠鏡三大能力:放大、聚光、影像解析
記錄方式:肉眼觀測、手繪圖→攝影底片→電荷藕合元件(CCD)→光譜儀
觀測宇宙的限制
視野、光害、大氣、測距(三角視差法)
常用天文距離單位
天文單位(AU):地球到太陽的平均距離
光年(LY):光在真空中行走一年的距離
秒差距(pc)
天體可觀測數據
亮度
位置(天球座標)
近代天文觀測科技
大型望遠鏡的設計
合成鏡面:許多小鏡面結合成大面積光學面鏡
自適應光學:大幅提升解析度
太空望遠鏡:擺脫大氣對影像解析度或電磁波穿透率所帶來的問題
陣列望遠鏡:目前普遍運用於電波望遠鏡
非可見光天文學
電磁波波長由短至長:伽瑪射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波
光譜
天體發出的光在能量上的分布
逐步了解恆星的表面溫度、組成物質等性質
哈柏藉由遠方星系光譜中譜線的紅移現象進而發現宇宙的膨脹
星光與星色
金屬豐度與恆星的組成元素
恆星的吸收譜線可推知恆星的表面溫度及大氣的元素成分
金屬豐度高低
將氫、氦外的元素稱為種元素或金屬
從恆星光譜中的吸收譜線來計算大氣中某些種元素與氫原子的比值
恆星光譜型分類與吸收譜線
種類
連續光譜:恆星大氣熱運動發出各種波長不間斷之光譜
吸收譜線:恆星內部的光穿過較低溫氣體,某些特定波長被吸收
發射譜線:雲氣受附近天體高能輻射激發,發出特定波長的光
天文學家依據恆星光譜中數條有指標性吸收譜線的強弱分:OBAFGKSLT
恆星光譜與溫度
恆星表面溫度高、能量高、偏向短波、偏藍色
恆星表面溫度低、能量低、偏向長波、偏紅色
恆星的光度正比於表面溫度的四次方及半徑的平方
恆星看起來的亮度與光度呈正比與恆星距離平方成反比
恆星質量與演化
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拉力
質量決定恆星的半徑大小、光度
普通恆星的星光與星色皆受制於質量,質量決定恆星的壽命
宇宙的結構
銀河系特徵
太陽星雲
保有部分雲氣,在周邊形成盤狀結構,由此發展出行星系統 ex.太陽系
星系中心通常有超大質量的黑洞
銀河系
構造
銀心/銀核
銀盤
銀暈
直徑約10萬光年
正面俯視屬於棒狀星系
太陽在獵戶座懸臂上
屬於棒旋星系
星系的型態分類
橢圓星系
螺旋星系(一般螺旋星系&棒旋星系)
不規則星系
星系的組成
星系中的結構:由眾多的星雲、恆星、星團組成
太陽系
位於銀河系中
八大行星、矮行星、小天體形成太陽系的行星系統
由太陽星雲演化而來
不同質量的恆星
主序星質量愈大,體積與表面溫度隨之愈大愈高
脫離主序星的恆星可能形成體積大表面溫度低的紅巨星或體積小、密度大、表面溫度高的白矮星
雙星
恆星藉由彼此的引力雙雙成對
星團
由數百或數萬顆恆星聚集而成
疏散星團:較年輕、恆星數較少、重元素含量較高
球狀星團:較老、恆星數多、重元素含量很低
星雲
恆星存在由原子與分子組成的星際物質
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)
種類
發射星雲
暗星雲
反射星雲
萬有引力是形成宇宙結構的基本要素
星系是組成宇宙大尺度結構的基本成員
星系因引力組成星系群、星系團,星系群、團組成超星系團
時間與距離
暗物質:存在於宇宙不會發光(看不見)的物質
現在看到的宇宙為不同時空疊合的結果
暗能量:不明的能量,會製造出與萬有引力相反的壓力