下Ch5
5-1 望星空
一、天體可觀測數據
二、觀測宇宙的方法與工具
三、光譜
四、觀測宇宙的限制
五、近代的天文觀測科技
5-2 星光與星色
一、恆星光譜與溫度
二、恆星光譜型分類與吸收譜線
三、金屬豐度與恆星的組成元素
四、恆星質量與演化
五、恆星表面溫度與光度的關係
5-3 宇宙的結構
一、星系的組成
二、銀河系的特徵
三、星系的型態分類
四、星系是組成宇宙大尺度結構的基本成員
5-4 時間與距離
一、很久以前、遙遠的地方
二、凝結在空間中的時間
三、來自星空的訊息
亮度
位置
望遠鏡的種類
折射式望遠鏡
反射式望遠鏡
望遠鏡的三大能力
放大能力
集光能力
影像解析能力
光譜便是天體發出的光在能量上的分布
視野的限制
光害的限制
大氣的限制
測距的限制
利用三角視差法來估計恆星的距離
三角視差法
以1AU作為基線，太陽與待測天體的距離為底(d)為底，地球、太陽、待測天體三點成為直角三角形，地球與待測天體及待測天體與太陽間的夾角為p>>待測天體的距離d=1/p
大型望遠鏡的設計
常用的天文距離單位
天文單位(AU)
光年(LY)
秒差距(pc)
太空望遠鏡
陣列望遠鏡
非可見光天文學
表面溫度高，能量高，光譜峰值偏向短波，顏色偏藍色
表面溫度低，能量低，光譜峰值偏向長波，顏色偏紅色
恆星看起來的亮度，與恆星光度成正比，與恆星距離平方成反比
連續光譜
吸收譜線
發射譜線
恆星大氣熱運動發出各種波長不間斷之光譜
恆星內部的光，穿過較低溫的氣體，某些特定波長被吸收
雲氣受附近天體高能輻射激發，放出特定波長的光
每一類光譜又可細分數個等級，以0至9加註於該類型的字母後，太陽光譜為G2、天狼星光譜為A1
把氫、氦以外的元素稱為重元素或金屬，並從恆星光譜中的吸收譜線來計算大氣中某些重元素與氫原子的比值，作為判斷該恆星的金屬豐度高低
在銀河系越晚誕生的恆星
金屬豐度越高
早期誕生的恆星
金屬豐度較為貧乏
質量決定此恆星的半徑大小>>決定恆星光度
恆星的質量決定恆星的壽命
丹麥天文學家赫茲史普與美國天文學家羅素，將恆星標在橫軸與縱軸分別為表面溫度與光度的圖中
由眾多的星雲、恆星和星團等集結而成
太陽系
包含太陽系內的八大行星、矮行星、及小天體而形成了太陽系的行星系統
星系內不同質量的恆星
如果是像太陽一樣靠著燃燒核心中的氫原子來維持穩定的一般恆星，其質量越大，體積與表面溫度也隨之越大、越高
脫離主序星這個階段的恆星，則有可能成為體積龐大，但表面溫度低的紅巨星；或進一步演變成體積小，但密度極高，表面溫度高的白矮星
雙星
星團
疏散星團
球狀星團
星雲
發射星雲
暗星雲
反射星雲
銀河系中心有一質量約為太陽400萬倍的超大質量黑洞
組成直徑約10萬光年
正面俯視屬於棒狀星系
太陽在獵戶座旋臂上，距銀河中心約2.8萬光年
橢圓星系
螺旋星系
一般的螺旋星系
棒旋星系
不規則星系
尺度(大到小)
星系群&星系團>星系>星團>恆星>行星/矮行星/太陽系小天體>衛星
我們看到的宇宙，是不同時空的疊合結果
宇宙中電磁波傳遞速度是光速，每秒1.30萬公里
地球距太陽1億5000萬公里，我們看到的落日是500秒前的太陽
暗物質與暗能量
暗物質
宇宙中目前還看不見的物質，但它們具有質量並產生萬有引力吸引周遭的物質，甚至減緩宇宙的膨脹速度
暗能量
一種不明的能量，會製造出與萬有引力相反的壓力
宇宙膨脹
紅移，遠離，波長變長，頻率變短，光譜中的譜線移向長的波長，即移向紅光端
藍移，接近，波長變短，頻率變長，光譜中的譜線移向短的波長，即移向藍光端
哈柏定律:越遠的星系，遠離速度越快，v=Hd，H為哈柏常數