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下冊 L5 望星空 (5-2星光與星色 (恆星的光譜與溫度 (可見光波段, 亮度B=L/4πd*2, 光度L=R平方×T四次分), 金屬質量與演化…
下冊 L5 望星空
5-2星光與星色
金屬質量與演化
質量決定
恆星半徑→恆星
光度
壽命
星際塵埃 星雲➨原恆星➨主序星➨
太陽等級
紅巨星
行星狀星雲
白矮星
小質量恆星
白矮星
大質量恆星
超巨星
超新星
中子星
黑洞
恆星光譜型分類
種類
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的各種波段不間斷
發射光譜
雲氣受
高能輻射激發
，放出特定波長的光
用光譜推測恆星表面溫度
光譜型OBEFGKMLT(Oh Be A Fine Girl Kiss Me Long Time
又可細分等級0~9(高溫~低溫)
金屬豐度與恆星組成
氫氦以外的元素稱為重元素or金屬
主序星
將H核融合成He
紅巨星
第一階段
He→C
第二階段
C O→Mg Si Ni Fe
無法融合比Fe還重的元素，只有
超新星
可
赫羅圖
表面溫度與光度關係
恆星的光譜與溫度
亮度B=L/4πd*2
光度L=R平方×T四次分
可見光波段
大氣與星際介質的紅移現象
古籍記載卻將天狼星描述紅色(原白色)
應是天狼星靠近比平線，發出的星光穿越較多的地球大氣，大氣例子散射短波長的光，只讓偏紅長波進入眼睛
5-1望星空
光譜
分析光譜了解恆星
表面溫度
，
組成物質
哈柏藉由紅移現象，判斷相對速度，進而發現宇宙的膨脹
觀察宇宙的限制
常用的天文單位
天文單位AU
1AU=1億5千萬km
光年LY
1LY=10的13次方km
秒差距pc
1pc=3.26光年
視野
光害
大氣
自適應望遠鏡
測距
三角視差法來克服 d=1/p
天文望遠鏡
架台
赤道儀
經緯儀
三大能力
放大力
放大倍率=
物鏡焦距/目鏡焦距
與口徑無關
集光力
集光能力∝面積平方
口徑越大，集光能力越好
解析力
解析力∝口徑
口徑越大，解析力越好
型式
可見光
折射式
優點 : 玻璃主鏡易保養
缺點 : 鏡筒長難支撐，成像會有色相差 ( like 三稜鏡的折射光 )
凸透鏡
反射式
凹透鏡
優點 : 可由多片小鏡組合
缺點 : 面鏡的金屬鍍膜易氧化，成像會有球面像差
無線電波
凹面鏡
優點 : 白天 陰天可觀測
缺點 : 不受光害，受人為電波干擾
紀錄
肉眼觀測 手繪➔攝影底片➔電荷耦和元件
CCD
➔光譜儀
近代的天文觀測科技
太空望遠鏡
擺脫大氣干擾
陣列望遠鏡
普遍應用在電波望遠鏡
大型望遠鏡
合成鏡面 自適應光學
非可見光望遠鏡
eg : 用X光波搜尋黑洞
光
星體發出的電磁波
波長越短，能量越大；波長越長，能量越小
5-3宇宙的結構
星系
分類
旋螺星系
不規則星系
橢圓星系
星系的組成
雙星
一半以上恆星都是雙星
星團
疏散星團
外型
鬆散
年齡
年輕
恆星數目
少
(數十 ~ 千個)
特性
重元素含量
高
範圍
小(
銀盤
)
球狀星團
恆星數目
多
(數十萬~數百萬)
特性
重元素含量
少
年齡
老
範圍
大(
銀暈
)
外型
球形
星雲
恆星存在原子、分子組成的星際物質
暗星雲
可見光影像上遮蔽了背景星光，呈現剪影
反射星雲
反射鄰近的內部or受內部已形成恆星的影響，而發出的星光
發射星雲
分子雲
(密集處)
溫度低
，發出的光為
紅外線
or更長的波
星系內不同質量的恆星
主序星
W越大，表面T、V越大
脫離主序星
V大T小的紅巨星
V小T大的白矮星
構成宇宙的基本單位
銀河系
概說
螺旋星雲，直徑10萬光年
太陽在獵戶座旋臂，距銀河系中心2.8萬光年
構造
銀盤
大多數恆星、氣體所在
旋臂
密集處，恆星誕生的best place
有疏散星團
銀暈
分布老的恆星族群(球狀星團)
外面部分由
暗物質
構成
銀心、銀核
中央還有一個棒狀構、黑洞
5-4時間和距離
來自星星的訊息
宇宙的膨脹
紅移
波長更長
頻率變短
遠離
藍移
波長更短
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)
1/H大約是宇宙年齡的數量級
暗物質
甚至減緩宇宙膨脹速度
具有質量產生萬有引力
暗能量
製造與萬有引力
相反的壓力
70%宇宙成分
造成宇宙加速膨脹
