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5望星空 (5.2星光與星色 (古代的紅色天狼星? (天狼星是夜空中最亮的恆星 顏色接近白色, 古籍中記載天狼星為紅色的星體), 恆星光譜與溫度…
5望星空
5.2星光與星色
古代的紅色天狼星?
天狼星是夜空中最亮的恆星 顏色接近白色
古籍中記載天狼星為紅色的星體
恆星光譜與溫度
恆星的表面溫度愈高 大部分發出的光便具有愈短的波長
光度L正比於表面溫度的4次方 半徑的平方
恆星的溫度及表面積決定了其光度大小
高溫則偏藍
低溫則偏紅
恆星光譜型分類與吸收譜線
恆星分為7大類:
O B A F G K M
又可細分為0~9
金屬豐度與恆星的組成元素
習慣將 氫 氮 以外的物質稱為重金屬或金屬
從恆星光譜中的吸收譜線來計算大氣中某些種原物與氫原子的比值
作為判斷該恆星金屬元素的豐度高低
恆星質量與演化
恆星之所以會發光發熱 不會因自身的重力造成塌陷 主要靠內部氣體的熱運動所產生的壓力來保持平衡
質量的大小也會決定恆星多快會用光其核心內的氫原子 進入紅巨星階段
恆星的表面溫度與光度關係圖
恆星的表面溫度與光度關係圖 發現恆星的分布集中在一帶狀區域 稱為主序帶
恆星的表面溫度與光度關係圖不僅是恆星物理性質的統計 更可用來預測不同質量恆星的光度與表面溫度隨時間的變化 為天文學家研究恆星變化的重要工具
大氣與星際介質的紅化現象
靠近地平線時的天狼星 發出的星光會穿越較多地球大氣 造成天狼星偏紅 同樣可解釋為甚麼天空是藍色的
5.1望星空
黑暗中尋找光明
需要借助映像以外的觀測數據來協助我們探索宇宙的奧秘
當人們能透過儀器觀測到更暗的天體 資料不僅增加 也可能讓我們對天體本質的了解產生新的想法
天體可觀測資訊
測量天體的
亮度
進而得到其
位置
與
顏色
能看出
大小
可進一步探究其
形狀
觀測宇宙的方法與工具
望遠鏡發明前 常見的天文觀測儀器主要的功能之一為測量天體的位置例如恆星的方位角及仰角
望遠鏡發明後便能透過增加鏡面的大小不斷提升觀測的極限
較早的望遠鏡是利用透鏡將入社的光折射到焦點
之後發展成以面鏡取代 以反射的方式來聚焦
1980年代 電荷耦合元件(CCD)取代20世紀初的傳統底片
天體的影像 為記錄觀測視野中天體的發光強度在空間上的分布
科學家透過分析恆星的光譜才逐步了解恆星的表面溫度 組成物質等性質
觀測宇宙的限制
視野
大氣
光害
距離
近代的天文觀測科技
大型可見光望遠鏡的設計
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
X光望遠鏡:搜尋宇宙中不同尺度黑洞 能觀測到宇宙中最熱的氣體
電波望遠鏡:找到星際介質中許多重要分子
紅外線:低溫氣體與塵埃
5.4時間與距離
很久以前 遙遠的地方
將一個訊息傳遞到某距離外 需要 距離/傳遞的速度 的時間
我們用肉眼看到的滿天恆星 來自不同的方位與距離
也來不同的時間
凝結在空間中的時間
數億年前天體的身影或星光還在空間中旅行
結語:來自星空的訊息
透過地球科學的知識 我們不但對賴以生存發展的星球-地球
他的過去到未來的本質有深入的了解
更會警覺到地球的自然環境的災變對人類帶來的衝擊
5.3宇宙的結構
星系的組成
星系中多采多姿的結構 是由眾多的
星雲
恆星
和
星團
所組成
雙星與星團
藉彼此的引力雙雙成對 稱為
雙星
數十至百萬顆恆星聚集而成 稱為
星團
分為靠近星盤面 年齡輕 成員少 外型鬆散的
疏散星團
及在星系暈中的
球狀星團
星雲與太陽星雲
恆星間並非空無一物 而是存在由
原子
與
分子
組成的
星際介質
星際介質較密處形成
分子雲
銀河系的特徵
銀河系外的世界
星系的型態分類
不規則星系:無法用螺旋幾及橢圓區分出 即稱不規則星系
螺旋星系
一般螺旋
棒旋星系:視星系中央是否有棒狀結構
橢圓星系
星系是組成宇宙大尺度的基本成員
星系→星系團 星系群→超星系團 →本超星系團→宇宙大尺度結構
發現黑物質
