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下CH5 望星空 (望星空 (觀測宇宙的限制 (大氣的限制 (目前以自適應光學技術來克服), 視野的限制 (大型的研究望遠鏡多集中智利與夏威夷的山上…
下CH5 望星空
望星空
光譜
天體發出的光在能量上的分布
哈柏藉由遠方星系光譜中譜線的紅移現象,判斷它與我們的相對速度,進而發現宇宙的膨脹
觀測宇宙的限制
光害的限制
大氣的限制
目前以自適應光學技術來克服
視野的限制
大型的研究望遠鏡多集中智利與夏威夷的山上
測距的限制
利用三角視差法來估計恆星的距離
觀測宇宙的方法與工具
望遠鏡的種類
反射式望遠鏡
凹面鏡
優點:鏡身短、磨製容易、由底部支撐鏡片較容易、可合組一大面鏡
缺點:面鏡表面金屬鍍膜會氧化、球體像差
無線電波望遠鏡
凹面鏡
優點:陰雨也可使用、不受光害影響
缺點:受人為電波干擾、單獨使用時解析度較差
折射式望遠鏡
凸透鏡
優點:保養容易
缺點:鏡筒長,透鏡磨製不易、由邊緣支撐鏡片較困難、色像差
望遠鏡的能力
放大
放大倍率=主鏡焦距/目鏡焦距
集光
集光能力與主鏡的面積成正比
影像解析
影像解析能力與物鏡口徑成正比
記錄方式
肉眼觀測→攝影底片→電荷耦合元件(CCD)→光譜儀
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
可大幅提升解析度
非可見光天文學
電波望遠鏡尋找宇宙起源的證據,以及星際介質中許多重要的分子
天體可觀測數據
人類肉眼裸視極限為六星等
常用的天文距離單位
光年(LY)
光在真空中行走一年的距離
1LY=63240AU
秒差距(pc)
三角視差測量時,若以1AU對某恆星所張的角(p)是1角秒,則此星距地球(d)為1秒差距,d=1/p
天文單位(AU)
地球到太陽的平均距離
1AU=1億5千萬km
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恆星大氣的元素成分
把氫、氦以外的元素稱為重元素或金屬,與氫原子的比值可作為恆星的金屬豐度高低
恆星質量與演化
恆星核融合發光發熱,產生熱壓力而膨脹
質量決定此恆星的半徑大小、壽命→決定恆星光度
恆星光譜類型
吸收譜線
恆星內部的光,穿過較低溫的氣體,某些特定波長會被吸收
OBAFGKMLT型,太陽為G型
發射譜線
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
恆星表面溫度與光度的關係
赫茲史普與羅素將恆星標在橫軸與縱軸分別為表面溫度與光度
恆星(主序星)集中在主序帶
恆星光譜與溫度
表面溫度高,能量高,偏向短波,偏藍色
表面溫度低,能量低,偏向長波,偏紅色
大氣與星際介質的紅化現象
天狼星發出的星光會穿過較多的地球大氣,大氣中的粒子會散射掉星光中短波長的光,而只讓偏紅的長波長的光進入儀器,造成天狼星偏紅
宇宙的結構
銀河系的特徵
銀河系
銀心(銀核)
中心有超大質量黑洞
銀盤
1.包含大多數的恆星與氣體
2.氣體與塵埃較密集處即為懸臂
3.疏散星團
銀暈
銀河系中最老的恆星(球狀星團),外圍:暗物質
太陽星雲
有些新形成的恆星保有部分雲氣,在周邊形成盤狀的結構,由此發展出行星系統
星系的型態分類
橢圓星系
螺旋星系
一般的螺旋星系
棒旋星系
不規則星系
星系的組成
由星雲、恆星、和星團等集結而成
如果是像太陽一樣靠燃燒核心中的氫原子來維持穩定的一般恆星(主序星),質量越大→體積與表面溫度越大
星團
疏散星團
較鬆散,較年輕,數量較少,氫、氧以外的重元素含量較高
球狀星團
結構緊密成球形,較老,數量多,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
星雲
發射星雲
分子雲的溫度很低,so發出的光主要在紅外線或波長更長的波段
暗星雲
可見光影像上遮蔽了背景星光,而成現出黑暗的剪影
反射星雲
反射鄰近恆星的星光而發出可見光,或受到內部已形成的恆星影響而發射出可見光波段的譜線
星系是宇宙大尺度結構的基本成員
超星系團:本超星系團
星系群(10~100)/星系團(100↑):本星系群
星系:銀河系
星團:M45疏散星團(昴宿星團)
恆星
行星/矮行星/太陽系小天體
衛星:月球
時間與距離
暗物質:宇宙中目前還看不見的物質,具有質量並產生萬有引力,可減緩宇宙的膨脹速度
暗能量:會製造出與萬有引力相反的壓力,70%以上的宇宙成分為暗能量,造成宇宙的膨脹
紅移:遠離,波長↑,頻率↓
藍移:接近,波長↓,頻率↑
1.最近的恆星(半人馬座比鄰星)有4.2光年之遠
2.我們看到的太陽是500秒前的太陽
哈伯定律:越遠的星系,遠離的速度越快,v=Hd