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望星空 (5.1 望星空 (觀測宇宙的限制 (光害, 大氣, 視野, 測距), 常用天文距離單位 (光年, 秒差距(1pc=3.26光年),…
望星空
5.1 望星空
觀測宇宙的方法與工具
望遠鏡的種類
可見光
折射式望遠鏡
凸透鏡
優點:玻璃材質、保養容易
缺點:鏡筒長、色像差
反射式望遠鏡
凹面鏡
優點:鏡身短
缺點:面鏡需要定期更新、球面像差
無線電波望遠鏡
凹面鏡
不受光害影響,但受人為電波干擾
單獨使用解析度低,多台同時觀測可提高解析力
望遠鏡的三大能力
集光
影像解析
放大
光譜
哈伯
藉由光譜中譜線的
紅移現象
,判斷他們與我們的相對速度,進而
發現宇宙的膨脹
天體可觀測數據
亮度
肉眼極限六星等
位置
觀測宇宙的限制
光害
大氣
視野
測距
黑暗中找尋光明
電磁波波長由長至短:伽瑪射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波
三角視差法
常用天文距離單位
光年
秒差距(1pc=3.26光年)
天文單位(AU)
5.2 星光與星色
金屬豐度與恆星的組成元素
金屬豐度高低:重元素與氫原子的比值
越晚誕生的恆星,金屬豐度越高
早期誕生的恆星,金屬豐度較為貧乏
恆星質量與演化
核融合產生熱壓力而膨脹
質量決定壽命
質量決定恆星的半徑大小→決定光度、星色
恆星光譜型分類與吸收譜線
吸收譜線
穿過低溫的氣體,某些波長被吸收
暗紋
發射譜線
雲氣收天體高能輻射激發,放出特定波長的光
亮紋
連續光譜
光譜型
A
白
F
黃白
B
藍白
G
黃
太陽
O
藍(最高溫)
K
橘
M
紅
恆星表面溫度與光度的關係
赫茲史普(丹麥)與羅素(美國)
將恆星標在圖上
橫軸:表面溫度,縱軸:光度
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
恆星的光度正比於表面溫度的4次方,半徑的平方
5.3 宇宙的結構
銀河系的特徵
構造
銀盤
疏散星團位於盤面上
一般人所稱的銀河
大多數的恆星與氣體都位在盤面上
銀暈
銀心
中心有超大質量的黑洞
屬於棒旋星系
星系的型態分類
螺旋星系
不規則星系
橢圓星系
星系的組成
結構:眾多的星雲、恆星、星團
太陽系
包含八大行星、矮行星、小天體
由太陽星雲演化而來
星系內不同質量的恆星
紅巨星
體積大,表面溫度低
白矮星
體積小,密度高,表面溫度高
主序星
體積愈大,體積與表面溫度也愈大
雙星
恆星藉彼此的引力雙雙成對
星團
恆星聚集而成
種類
疏散星團
恆星數較少
重元素含量較高
較年輕
球狀星團
恆星數多
重元素含量很低
年齡較老
星雲
暗星雲
反射星雲
發射星雲
星系是組成宇宙大尺度結構的基本成員
萬有引力
是形成宇宙結構的基本要素
5.4 時間與距離
我們看到的宇宙,是不同時空的疊合結果
凝結在空間中的時間
來自星空的訊息
暗物質與暗能量
暗物質
目前還看不見的物質
減緩宇宙的膨脹速度
暗能量
不明的能量
加速宇宙膨脹
宇宙膨脹
紅移
遠離
藍移
接近
哈伯定律
愈遠的星系,遠離速度愈快
v=Hd (H為哈伯常數)