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望星空 (望星空 (觀測宇宙的限制 (光害限制 (太陽 月光 人為光源), 大氣限制 (大氣吸收某些波段的電磁波 目前以自適應光學技術克服),…
望星空
望星空
觀測宇宙的限制
光害限制
太陽 月光 人為光源
大氣限制
大氣吸收某些波段的電磁波 目前以自適應光學技術克服
視野限制
智利
與
夏威夷
為南北半球最佳觀測地點
測距限制
在公轉軌道上相隔半年的兩個點 用三角視差法來估計恆星距離
三角視差法
近代的天文觀測科技
大型望遠鏡
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
望遠鏡的種類
可見光
折射式望遠鏡
色像差
凸透鏡
鏡筒長
反射式望遠鏡
凹面鏡
鏡身短
球面像差
無線電波望遠鏡
凹面鏡
白天陰雨皆可使用
不受光害影響 但受人為電波干擾
單獨使用時解析力差
三大能力
集光能力
口徑越大越能看見較暗的星體
影像解析能力
口徑越大解析能力越好 越能分辨星體的細部結構
放大能力
放大倍率=主鏡焦距/目鏡焦距
與口徑無關
天文距離單位
光年
LY
光在真空行走一年的距離
1LY=63240 AU
秒差距
pc
天文單位
AU
地球到太陽的平均距離
光譜
天體發出的光在能量上的分布
哈伯藉由紅移現象 判斷遠方星系與我們的相對速度 進而發現宇宙膨脹
天體可觀測數據
亮度
人類肉眼裸視極限為6星等
位置(天球座標)
固定天體:恆星 星團 星雲 星系
電磁波波長(短到長)
伽瑪射線-X射線-紫外線-可見光-紅外線-無線電波
星光與星色
吸收譜線
A
白
F
黃白
B
藍白
G
黃
K
橘
M
紅
L
O
藍
T
恆星光譜與溫度
表面溫度高 能量高 光譜偏短波 顏色偏藍
表面溫度低 能量低 光譜偏長波 顏色偏紅
恆星光度正比於表面溫度4次方 半徑平方 亮度
反比於恆星距離的平方
金屬豐度與恆星的組合元素
氫氦以外的元素稱重元素或金屬 並以重元素與清源子的比值判斷恆星的金屬豐度
在銀河系越晚誕生的恆星 金屬豐度越高
吸收譜線可推知恆星的表面溫度及組成恆星的大氣元素
光譜型分類
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
連續光譜
恆星大氣熱運動發出各種波長不間段之光譜
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
恆星表面溫度與光度的關係
橫軸:表面溫度 縱軸:光度
集中於主序帶的星稱作主序星
質量小的主序星 壽命卻長很多
恆星的質量與演化
質量決定恆星的半徑 光度 星光 星色 壽命
空間與距離
宇宙膨脹
紅移
遠離
波長變長
頻率變短
藍移
波長變短
頻率變長
接近
哈伯定律:越遠的星系 遠離速度越快--V=Hd(H為哈伯常數)
來自星空的訊息
暗物質
由恆星運動發現
看不見的物質 具有質量並產生萬有引力
減緩宇宙膨脹
暗能量
70%以上的宇宙成分為暗能量
造成現在的宇宙持續膨脹
不明能量 與萬有引力相反
最近的恆星距4.2光年之遠
當觀測到數億光年外的星系 此所見星系為數億年前的面貌 可能現今已不存在
地球距日1億5000萬公里 故果們看到的日落為500秒前的太陽
宇宙中的電磁波是光速 每秒1.3萬公里
宇宙的結構
星系組成宇宙大尺度結構(皆By萬有引力)
星系團/群
銀河系與仙女座星系為此星系群的最大星系
星系
銀河系
超星系團
本超星系團
星團
M45疏散星團
恆星
太陽
行星/矮行星/太陽系小天體
地球/冥王星/彗星
衛星
月球
銀河系特徵
太陽星雲
太陽只是銀河系中的一顆普通恆星
星系得中心通常有一顆超大質量的黑洞
銀河系
直徑約十萬光年 夜空中肉眼所看到的星星接為銀河系恆星
屬於棒旋星系
構造
銀盤
大多的恆星與氣體都位於此
氣體與塵埃密集處=旋臂=恆星誕生的最佳環境
銀暈
分布著銀河系中最老恆星族群 外圍由暗物質組成
暗物質:存在於宇宙不會發光的物質
銀心
棒狀結構
中心有顆巨大質量之黑洞
太陽位於獵戶座懸臂上 距銀河中心2.8萬光年
屬棒旋星系
星系型態分類
哈伯依外型分類
螺旋星系
一般的螺旋星系
棒旋星系
不規則星系
橢圓星系
星系組成
由眾多的星雲 星團 恆星集結而成
太陽系
八大行星.矮行星.小天體形成太陽系行星系統
太陽星雲演化而來
星團
數百至數百萬顆恆星聚集而成
疏散星團
較年輕
恆星數目少
氫氧以外的重元素含量較高
外型鬆散
發射星團
年齡較老
恆星數目多
重元素含量低
外型結構縝密成球形
雙星
藉彼此的引力雙雙成對
星雲
暗星雲
可見光影像上遮蔽了背景星光
反射星雲
反射鄰近恆星的星光而發出可見光
發射星雲
分子雲溫度低
發出的光主要於紅外線或波長更長的波段
不同質量的恆星
紅巨星
體積大
表面溫度低
白矮星
體積小
表面溫度高
溫度高~低
