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ch.5望星空 (5-3宇宙的結構 (星雲 (發射星雲 (分子雲的溫度很低,所發出的光主要在紅外線或波長更長波段), 暗星雲…
ch.5望星空
5-3宇宙的結構
星系的組成
星系由眾多的星雲、恆星&星團集結而成組成
太陽系
由太陽星雲演化而來
由八大行星、矮行星、及小天體組成
星團
疏散星團
外形鬆散、較年輕
恆星數目較少、重元素含量高
球狀星團
結構緊密成球形、年齡較老
恆星數目多、重元素含量低
星雲
發射星雲
分子雲的溫度很低,所發出的光主要在紅外線或波長更長波段
暗星雲
可見光影上遮蔽了背景星光,而呈現黑暗的翦影
反射星雲
反射齡近的恆星發出可見光OR受到內部已形成的恆星影響
而發射出可見光波段的譜線
星系的形態分類
螺旋星系
一般的螺旋星系
棒旋星系
不規則星系
橢圓星系
5-1望星空
天體可觀測數據
人類肉眼裸視及限為6星等
望遠鏡發明之前,天文觀測儀器主要為觀測地球上看到天體在天球的位置
主要為觀測亮度
進而得到位置&顏色、大小&形狀
望遠鏡的種類
無線電波望遠鏡
可見光
折射式望遠鏡
凹面鏡
反射式望遠鏡
凸透鏡
三大能力
集光能力
與主鏡的面積成正比
影像解析能力
與物鏡口徑成正比
放大能力
倍率=主鏡焦距/目鏡焦距
光譜
可了解恆星的表面溫度&組成物質
藉由紅移現象,判斷遠方星體與我們的相對速度
發現宇宙的膨脹
為天體發出的光
在能量上的分布
觀測宇宙的限制
視線的限制
對地面觀測者而言,只能觀測地平線以上的半個天空
天空的範圍會因季節、緯度有不同變化
光害的限制
觀測時盡量避開太陽
太空望遠鏡要避開強X光源
大氣的限制
大氣層會吸收某些波段的電磁波
造成影像模糊等
以自適應光學技術來克服
測距的限制
在公轉軌道相隔半年的兩點
利用三角式視法來估計恆星距離
但無法測量太遠的天體
5-2星光與星色
光譜類型分類&吸收譜線
吸收譜線
恆星內部的光穿過較低溫的氣體
某些特定波長被吸收
發射譜線
雲氣受附近天體高能輻射激發
發出特定波長的光
連續光譜
恆星大氣熱運動發出各種波長不間斷之光譜
以吸收譜線將恆星紛成7大類
高溫→低溫:OBAFGKM+LT
A
白色
約10000K
F
黃白
約7500K
B
藍白
約20000K
G
黃
約6000K
太陽為G2
O
表面溫度>30000K
藍色
K
橘
約4500K
M
紅
約3000K
恆星光譜與溫度
溫度高、能量高、光譜峰值偏向短波
顏色偏藍色
溫度低、能量低、光譜峰值偏向長波
顏色偏紅色
恆星質量與演化
質量決定此恆星半徑大小&恆星光度
恆星的質量決定恆星的壽命
恆星核融合產生熱壓力膨脹+恆星質量產生的重力
兩者剛好保持平衡
赫茲史普&羅素將恆星標在橫軸為表面溫度
、縱軸光度的圖中
左下角為主序帶,帶上的恆星稱為主序星
當不同質量恆星在演化過程中造成光度&溫度變化時
便會離開主序帶
5-4時間與距離
凝結在空間中的時間
離地球最近的恆星有4.2光年遠
天文學家利用望遠鏡研究不同宇宙時期的恆星與星系
歸納出宇宙演化的過程
地球距太陽1.5億km,我們看到的落日是500秒前的太陽
來自星空的訊息
暗物質
宇宙中目前看不見的物質
具有質量 會產生萬有引力
暗能量
不明的能量,會造成與萬有引力不同方向的力
70%以上的宇宙成分為暗能量