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望星空 (望星空 (近代天文觀測科技 (大型望遠鏡的設計 (合成面鏡, 自適應光學), 太空望遠鏡, 陣列望遠鏡, 非可見光天文學), 望遠鏡…
望星空
望星空
電磁波(短→長):伽瑪射線→X射線→紫外線→可見光→紅外線→無線電波 可見光、大部分無線電波、少部分紅外線、微量紫外線可通過地球大氣
望遠鏡
折射式望遠鏡:凸透鏡,保養容易,製作困難,成像有色像差缺點
反射式望遠鏡:凹面鏡,製作容易,需定期更新鏡面,成像有球面像差缺點
望遠鏡三大能力:1放大能力(與口徑無關)
2集光能力(口徑愈大愈好,能看見愈暗星體)
3影像解析能力(口徑愈大愈好,可分辨細部結構)
距離單位
光年(LY):光在真空中行走一年距離,1LY=63240AU≒10的13次方公里 (太陽系外用)
秒差距(pc):1pc=3﹒26LY (太陽系外用)
天文單位(AU):地球到太陽的平均距離,1AU≒1億5千萬公里 (太陽系內用)
近代天文觀測科技
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
星光與星色
光譜與譜線
吸收譜線:天文學家依恆星光譜中數條具指標性的吸收譜線將恆星分成7大類,分別為OBAFGKM型,若加入更冷的棕矮星,又增加LT兩型
發射譜線
連續光譜
熱→冷:O(藍)B(藍白)A(白)F(黃白)G(黃)K(橙)M(紅)
金屬豐度與恆星組成元素:吸收譜線可推知組成恆星大氣的成分,氫、氧以外的元素稱為重元素或"金屬",並計算重元素與氫原子的比值判斷該恆星的金屬豐度
愈晚誕生的恆星累積愈多前代恆星拋出的重元素,有利固態行星和生命的誕生,早期誕生的恆星則不利
主序星將氫原子核融合成氦原子(如太陽),紅巨星無法融合出比鐵還重的元素,只有超新星爆炸才會產生比鐵重的元素,進而散佈到太空中
恆星質量與演化
演化
大質量恆星:
原恆星
主序星
超巨星
超新星
黑洞
中子星
太陽質量等級恆星:
原恆星
主序星
紅巨星
行星狀星雲
白矮星
小質量恆星:
原恆星
主序星
白矮星
棕矮星
質量
恆星核融合發光發熱,產生熱壓力膨脹,恆星本身質量重力壓縮→保持平衡
質量決定恆星半徑大小→決定光度,質量愈大恆星壽命愈短
紅化現象:非常接近地平線時,星光穿過較多地球大氣,大氣中的粒子散射掉短波長的光,讓偏紅的長波長光被看見。
宇宙的結構
尺度
大
↓
小
星團
疏散星團:較年輕,恆星數較少,數十至數千個恆星組成,重元素含量高
球狀星團:較老,恆星數較多,數十萬至數百萬顆恆星組成,重元素含量低,
恆星:有一半以上的恆星藉由彼此的引力’雙雙成對,稱為雙星
星系
螺旋星系
一般的螺旋星系
棒璇星系
銀河系
直徑約10萬光年,肉眼所看到的恆星都是銀河系內的
太陽在獵戶座旋臂上,距銀河系中心約2.8萬光年
構造
銀盤:星系盤,大多數恆星、氣體位在盤面上,繞銀河中心旋轉,氣體與塵埃較密集處是螺旋星系的旋臂,是恆星誕生的最佳場所,疏散星團位在盤面上,銀盤也是一般人稱的銀河
銀暈:銀盤上下方,分布著最年老的恆星族群,如球狀星團,外圍部分主要由暗物質構成
銀心/銀核:銀河系中心,由比銀盤上恆星還老的恆心族群組成,中央有一棒狀結構,銀河系中心有一超大質量黑洞
不規則星系
橢圓星系
行星/矮行星/太陽系小天體
星系團:包含數百個星系以上。 如大熊座星系團
星系群:包含數十到數百個星系。 如本星系群
衛星
超星系團:大小不一的星系團、群聚再一起。 如本超星系團
星際物質因重力而疏密不同,較密處形成星雲,將孕育出新的恆星
星雲
暗星雲
反射星雲
發射星雲
來自星空的訊息
暗能量:不明的能量,由超新星爆炸,天文學家發現70%以上的宇宙成分為暗能量,它會造成宇宙加速膨脹
宇宙膨脹:紅移遠離,藍移接近
哈伯定律:愈遠的星系,遠離愈快,v=Hd,H為哈伯常數,哈伯常數的倒數大約便是宇宙年齡的數量級
暗物質:目前看不見的物質,從恆星運動發現,不清楚是什麼組成,具質量,產生萬有引力,甚至減緩宇宙膨脹速度