Fw: [20冬] 戀愛中的小行星 07 星空はタイムマシン

看板EarthScience作者r2tw (r2)時間3年前 (2020/11/01 17:22)推噓2(2推 0噓 0→)

留言2則, 2人參與討論串1/2 (看更多)

※ [本文轉錄自 C_Chat 看板 #1U_qXP5y ] 作者: papertim (吃紙小鹿) 看板: C_Chat 標題: [20冬] 戀愛中的小行星 07 星空はタイムマシン時間: Fri Jul 3 23:01:37 2020 距離上一篇又過了一個月了，當年吹牛要周更，不知不覺已經變月更了...... 而且接下來又是3個月一度的提督崩潰祭典，接下來的進度不甚樂觀阿對了，因為這次標題是用動畫的標題，所以還是要先說一下這篇是有關這部動畫當中的一些地科相關科普介紹這集的主題是帶小朋友觀測，所以主要的內容也是有關天文的介紹相對前面幾集和下一集的地科奧林匹亞解題來說，應該算是相對平易近人至少應該都在高中地科的範圍之內(大概吧如果對這部當中的地科知識有興趣的話也可以看看前面小弟po的幾篇文章第一集 #1U8QvJpQ (C_Chat) 第二集 #1UBm14c7 (C_Chat) 第四集 #1Umg7Xyr (C_Chat) 第五集 #1UqHTb90 、 #1UqN6enF (C_Chat) 第二篇是強者我同學的補充第六集 #1UsExyEi (C_Chat) ------------------正文開始---------------------- 土星的形狀 https://i.imgur.com/knwOrYk.png

在這張圖當中可以看到米拉畫的土星並不是一個正圓而是一個較為扁平的橢圓形，這正是土星真實的形狀由於行星自轉時的離心力，幾乎所有行星都是稍微扁平的橢球也因此若自轉越快，行星理論上越扁且類木行星以氣體為主要組成，所以相對岩石為主的類地行星更偏向橢圓狀在太陽系中自轉最快的是木星(約9.8小時/圈)，但其比土星接近球狀原因是在於木星的重力較強，重力會傾向讓行星保持正球狀木星因為質量是土星的三倍多，造成重力會把形狀拉回接近球形而土星由於密度小且自轉快(約10.7小時/圈)，赤道面直徑比兩極直徑多了近10% https://i.imgur.com/JyzUzLF.png

上圖是我用ppt側粗淺的測量，大概差了6~7%，算是有重現出來了與其相對的就是水星和金星由於這兩顆的自轉速度極慢，自轉一圈所需的時間分別是176日和243日再加上這兩顆行星都是屬於密度較大的類地行星，因此幾乎是正球型的星座的季節 https://i.imgur.com/JWiJkj1.png

觀星初學者常有一個迷思：秋天的星座不是應該只有秋天看得到嗎？實際上並不然，相反的，除了被太陽擋住的星座，理論上整夜可以看到大多數星座星座的季節的意義是：該季節在整夜都可以看到的星座以動畫當中的秋季為例，秋季的代表就是仙女座在秋分(9/22)當天，仙女座大約在晚上6點從東方升起，清晨6點落入地平線下也就理論上是整夜都看得到仙女座但如果你在該天六點左右往天頂看，會是夏季大三角這些夏季星座會在午夜左右落入地平線下相對的，午夜時刻秋季星座會在天頂，東方則有冬季的星座升起也就是秋天前半夜可以看得到秋+夏季的星座；後半夜可以看到秋+冬季星座另外，也有整年不會落入地平線下的星，稱作拱極星這裡以北半球舉例因為地球自轉軸的方向指向北極星，在地面看來北極星是幾乎不會動的 (實際上有差0.幾度) 而隨著緯度提高，北極星會越來越接近天頂，到了北極他就會在正頭頂在這樣的情況下，北極星周圍有些星座是不會落下的 https://i.imgur.com/0aBSync.jpg

以這張在尼泊爾所拍攝的星跡照片為例，可以看到所有的星跡呈現同心圓狀其中靠近同心圓的圓心有一顆較亮的就是北極星在靠近北極星附近的星跡所畫出來的圓完全在地平線上這就代表這些星無論如何都不會落入地平線以下，這些星稱為拱極星理論上若地平線上完全沒有障礙物，拱極星的範圍會隨著緯度增加而變大以台北(約北緯25度)，與北極星視角差在25度以內的都會是拱極星若是從更高緯度的地方向北拍，拱極星就會更多下面這張是在法國Grand Ballon山上(約北緯48度)拍到的星跡 https://i.imgur.com/b2mSa9Z.jpg

可以看到北極星(同心圓的圓心)的仰角較高，拱極星的範圍也較大最極端的狀況來說，如果站在北極點看星空，看到的星都是拱極星恆星的光譜 https://i.imgur.com/gZNvY4B.png

https://i.imgur.com/4XoLDfW.png

我想大家應該多少有聽過，由恆星的顏色可以推測其表面溫度一般來說低溫的恆星(表面溫度<3000K)會呈紅色隨著表面溫度越來越高，顏色變化鬨從紅->橘->黃->白->藍白->藍其原理大致上可以這樣解釋：波長較短的電磁波能量較高，而高溫的物體比較能放出高能的電磁波在可見光裡面藍光的波長最短，紅光的波長最長因此溫度較高的恆星放出的電磁波能量較高，看起來偏藍反之溫度較低的恆星放出的能量較低，看起來偏紅要注意的是顏色是比例的問題高溫恆星(20000K)呈現藍色，是因為藍光的比例較高其放出的光當中還是有紅光，而且比紅色恆星放出的紅光還多XD 詳細原理可以去google"黑體輻射"，由於比較偏物理，就請高手補充吧(懶XD 此外恆星的光譜當中還能夠呈現其外層大氣的成分關於此部分的原理可以參考我第五集的那篇文有關"激態"與"激發態"的敘述理論上恆星本身發出來的光是連續光譜，也就是各波長都有從其中缺失的光譜，就可以知道恆星外圍氣體有哪些元素，甚至是化合物目前根據光譜的類型，把恆星分成OBAFGKM七種恆星 https://i.imgur.com/YUYgNlL.jpg

從上圖大概可以看出依照光譜的順序由上到下藍光越來越少，也就是以肉眼來看會越來越偏紅色而光譜中暗掉的部分就是被恆星外為氣體吸收掉的光 M31仙女座大星系 https://i.imgur.com/PyTO1yB.png

在第六集的那篇有介紹過梅希爾星表，就是MXXX的編號有興趣的可以回去看一下，這裡就著重介紹M31這個星系 M31是人類肉眼可以看到最遠的天體，距離地球約230萬光年當初對宇宙認識還不深的時候，天文學家覺得這只是一個銀河系裡的星雲但隨著對宇宙的了解變多了，大家發現這東西和地球的距離應該遠超過銀河系的半徑仔細一研究才發現，這東西不但不在銀河系裡，而且比銀河系還大這是一個直徑20萬光年的星系，比銀河系多了整整一倍而在這當中估計有大約一兆顆恆星，至少是銀河系的兩倍之多在光害較少的晴朗夜晚，我們可以看見在仙女座附近有一團糊糊的亮光亮度大約是3.6等，如果用一般的雙筒望遠鏡是可以大約看出其形狀的然而我們肉眼看到的只是星系核心較亮的部分但實際上整個星系其實是非常大的，如果整個星系都看得到的話，大概長這樣 https://i.imgur.com/QqBmtfa.jpg

下面那顆圓的是月球要知道，這東西離我們230萬光年遠，真的是 https://i.imgur.com/znT1Bne.jpg

最後，我想介紹一下這話的標題，也是我最喜歡的標題 https://i.imgur.com/rpP7LZf.png

星空是時光機星空はタイムマシン眾所周知，在描述恆星或其他天體的距離時，經常使用"光年"這個單位所謂光年就是光走一年的距離舉例來說天狼星距離我們8光年，他所發出的光就需要8年才能到地球換言之，我們所看到的那顆星是8年前的天狼星如果看更遠的天體，看到的就是更早以前的樣子 https://i.imgur.com/WjlgTBt.png

230萬年是什麼樣的概念呢？就是如果在那邊放一個鏡子，從地球出發的光線打到那面鏡子再回來就需要460萬年也就是說其映照出來的就會是人類剛誕生時的地球當我們抬頭仰望星空的時候，其實我們看到的是宇宙的歷史如果我們看得越遠，就能夠看到越久以前的宇宙而且由於每顆星與我們的距離都不相同因此一眼望去，就能同時看到不同時代的宇宙 ---------------------正文結束--------------------- 這集看下來其實感觸很深，其中很大一部分原因就是標題在接觸天文這20年來，很多讓我感到有趣或興奮的東西從一開始覺得恆星有生死這件事很新鮮到中二時期，感覺各種天體以及宇宙論的名詞很酷炫或是喜歡看配色很夢幻的星雲以及星系照片直到前兩個禮拜為了日環蝕跑一趟嘉義這些有關天文的事物一直在我的興趣當中佔有重要的地位但要說天文最引人入勝的地方的話，我一定會說因為我只要抬起頭，就能看到宇宙幾百萬年來的歷史這也是為什麼我刻意把標題放到最後才講若有一天，在夜空下被問到星星到底有什麼好看時可以這樣回答 "天上的光芒，都是過往" -- 闔上書本，故事就會因此終結嗎？不是的！這種閱讀方式太膚淺了。所有的故事，都會在我們的想像之中無限延伸，而那些角色們也會繼續活下去。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　－－《文學少女》天野遠子 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.193.17.98 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_Chat/M.1593788505.A.17C.html

推

jk952840

07/03 23:07, 3年前 , 1^F

07/03 23:07, 1^F

推

sn30814867

07/03 23:08, 3年前 , 2^F

07/03 23:08, 2^F

推

jsstarlight

07/03 23:11, 3年前 , 3^F

07/03 23:11, 3^F