第 三 章 從 地 球 看 星 空 3-1 認 識 星 空 3-2 物 換 星 移 3-3 浩 瀚 宇 宙
目 錄 1 3-1 認 識 星 空 星 座 星 星 的 顏 色 與 亮 度 3-2 物 換 星 移 星 體 的 運 動 星 海 羅 盤 3-3 浩 瀚 宇 宙 星 團 與 星 雲 星 系
3-1 認 識 星 空
怎 麼 描 述 星 星 的 位 置? 3 天 上 的 星 星 這 麼 多, 怎 麼 去 指 明 是 哪 顆 星? 星 座 就 像 是 每 個 地 面 物 座 落 地 球 上 的 地 址, 星 座 是 天 體 在 天 上 的 地 址 相 對 位 置 相 對 於 顯 著 目 標 的 位 置 天 球 坐 標 就 像 是 每 個 地 面 物 座 落 地 球 上 的 經 緯 度, 天 體 也 可 以 經 緯 度 標 示 位 置 將 地 球 上 的 經 度 線 與 緯 度 線 投 影 在 天 球 上 的 假 想 坐 標
星 座 4 劃 分 全 天 星 空 區 域, 猶 如 地 上 的 行 政 區 全 天 分 為 88 個 星 座 以 人 物 動 物 物 品 命 名, 如 : 獵 戶 座 獅 子 座 天 琴 座 同 一 星 座 的 天 體, 彼 此 間 通 常 沒 有 關 連 東 北 西 百 寶 箱 3-1
例 題 1 何 謂 恆 星? 5 下 列 哪 一 天 體 在 星 座 間 的 相 對 位 置 不 會 改 變? (A) 太 陽 (B) 土 星 (C) 月 亮 (D) 天 狼 星
同 一 星 座 天 體, 有 遠 有 近 6 同 一 星 座 的 天 體, 彼 此 間 通 常 沒 有 關 連
例 題 2 星 座 7 下 列 有 關 星 座 的 功 用, 何 者 錯 誤? (A) 可 提 供 天 上 星 體 或 天 象 大 致 的 歸 屬 位 置 (B) 可 用 來 估 算 各 星 體 間 的 相 對 距 離 (C) 可 便 於 觀 測 彗 星 運 行 的 軌 跡 (D) 晚 上 出 現 什 麼 星 座 可 用 來 判 斷 季 節
恆 星 的 顏 色 與 表 面 溫 度 8 太 陽 30,000K 3,000K 6,000K 藍 -- 藍 白 -- 白 -- 黃 白 -- 黃 -- 橘 -- 紅 高 溫 低 溫 長 波 長 短 波 長 延 伸 閱 讀 : 星 星 的 顏 色
例 題 3 星 星 的 顏 色 與 表 面 溫 度 9 下 列 哪 一 顆 星 體 的 表 面 溫 度 最 高? (A) 紅 色 的 火 星 (B) 藍 色 的 海 王 星 (C) 白 色 的 織 女 星 (D) 黃 色 的 太 陽
視 星 等 10 希 巴 卡 斯 的 分 類 依 肉 眼 觀 察, 將 恆 星 亮 度 分 成 6 個 等 級, 是 為 視 星 等 最 亮 的 星 為 1 等 星, 最 暗 的 為 6 等 星 愈 亮 的 星 等 級 愈 小 近 代 定 義 星 等 每 相 差 5 等, 亮 度 差 100 倍 每 個 星 等 的 亮 度 比 約 2.512 倍 5 100 百 寶 箱 3-2 星 星 的 光 度 與 亮 度
視 星 等 11 星 等 每 差 1 等 亮 度 差 2.5 倍 1 等 星 2 等 星 3 等 星 4 等 星 5 等 星 6 等 星 亮 度 差 100 倍 5 100 2.512.. 肉 眼 極 限
例 題 4 亮 度 12 在 星 座 照 片 中, 星 點 大 小 與 下 列 哪 一 種 星 體 的 特 性 有 關? (A) 亮 度 明 暗 (B) 質 量 大 小 (C) 體 積 大 小 (D) 移 動 速 度
例 題 5 亮 度 13 16 等 星 的 亮 度 是 1 等 星 的 幾 倍? 解 : 1 1 1 10 (2.512) 15 [(2.512) 5 ] 3 (10 2 ) 3 6
例 題 6 96 大 學 學 測 題 14 星 等 是 天 文 學 描 述 天 體 亮 度 的 單 位, 依 據 星 等 與 亮 度 的 定 義,1 星 等 的 亮 度 是 6 星 等 的 100 倍 ; 也 就 是 說, 亮 度 每 差 約 2.512 倍, 星 等 則 差 1 星 等 目 前 已 知 滿 月 約 為 -12 星 等, 太 陽 約 為 -26 星 等, 則 太 陽 的 亮 度 大 約 是 滿 月 的 幾 倍? (A) 超 過 4 百 萬 倍 (B)1 百 萬 倍 (C)40 萬 倍 (D)25 萬 倍 (E)14 萬 倍 (10 2 ) 3 2.512 = 4 10 5
例 題 7 光 度 15 目 前 觀 測 到 天 上 發 光 強 度 最 強 的 星 體 之 絕 對 星 等 可 達 -8 等, 而 最 暗 的 星 大 約 只 有 +18 等, 請 計 算 二 者 光 度 的 比 值 解 : (10 2 ) 5 2.512 = 2.512 10 10
絕 對 星 等 16 絕 對 星 等 : 假 設 將 天 體 置 於 距 地 球 10 秒 差 距 (32.6 光 年 ) 處, 星 星 的 星 等 稱 之 其 數 量 及 變 化 同 視 星 等 絕 對 星 等 數 字 愈 小, 發 光 能 力 愈 強 距 離 模 式 : 視 星 等 絕 對 星 等 距 離 三 者 的 關 係 式 m-m=-5+5 log d 天 文 學 常 用 的 距 離 單 位 恆 星 表 面 溫 度 與 光 度 的 關 係
視 星 等 與 絕 對 星 等 17 與 發 光 能 力 和 距 離 有 關 比 較 星 體 間 本 身 的 發 光 能 力 絕 對 星 等 數 值 > 視 星 等 數 值 絕 對 星 等 數 值 < 視 星 等 數 值 代 表?
例 題 8 亮 度 光 度 與 距 離 18 下 圖 為 恆 星 單 一 光 束 能 量 輻 射 在 不 同 距 離 的 甲 乙 丙 三 處 時, 擴 散 的 面 積 狀 況 則 下 列 敘 述, 何 者 正 確? (A) 甲 乙 丙 與 恆 星 的 距 離 比 為 1:4:9 (B) 在 甲 乙 丙 所 觀 測 到 的 恆 星 亮 度 比 為 1:4:9 (C) 在 三 個 位 置 中, 甲 處 所 觀 測 到 的 視 星 等 最 大 (D) 對 三 個 位 置 的 觀 測 者 而 言, 此 星 體 的 絕 對 星 等 相 同
例 題 9 距 離 模 數 學 測 試 題 19 視 星 等 同 為 5 等 星 的 甲 乙 兩 顆 恆 星, 已 知 甲 的 絕 對 星 等 為 3 等 星, 其 與 地 球 的 距 離 為 乙 距 離 的 10 倍, 則 乙 恆 星 的 絕 對 星 等 為 多 少? ( 距 離 模 數 公 式 :m - M = 5 logd - 5, m 為 視 星 等,M 為 絕 對 星 等,d 為 距 離 ) (A)- 7 (B)- 2 (C)8 (D)13 (E)103 m=m+5logd-5 3+5log10-5=M 乙 +5log1-5 M 乙 =8
3-2 物 換 星 移
物 換 星 移 21 攝 影 者 : 王 為 豪 博 士
周 日 運 動 22 北 半 球 觀 測 者 面 對 北 方 天 空 觀 察 一 段 時 間, 會 發 現 星 星 繞 著 某 一 定 點, 由 東 向 西 旋 轉 旋 轉 的 中 心 為 天 北 極, 最 靠 近 天 北 極 的 亮 星 稱 為 北 極 星 天 北 極
星 跡 23 30 離 北 極 星 愈 遠, 星 跡 長 度 愈 長, 但 弧 度 都 一 樣 30 星 星 轉 動 : 360 度 /24 小 時 =15 度 / 小 時 西 北 東
天 球 概 念 24
北 極 星 的 位 置 25 a +θ=90 b +ψ=90 a = b 故 θ=ψ 亦 即 北 極 星 的 仰 角 高 度 等 於 觀 測 地 點 的 緯 度 北 極 星 星 光 a θ ψ b 北 極 星 星 光 赤 道
例 題 10 天 球 的 概 念 26 下 列 有 關 天 球 的 敘 述, 何 者 正 確? (A) 天 球 是 一 個 假 想 的 球 殼, 恆 星 都 在 此 球 殼 上 繞 著 球 心 旋 轉 (B) 天 球 相 對 於 地 球 是 由 東 向 西 繞 著 地 球 自 轉 軸 旋 轉 (C) 天 北 極 與 地 表 觀 測 者 所 在 的 天 頂 夾 角 即 為 當 地 緯 度 (D) 天 球 上 的 恆 星 旋 轉 一 週 的 週 期 是 1 年
腦 力 激 盪 3-1 不 同 緯 度 的 天 體 運 動 太 陽 視 運 動 天 體 周 日 運 動 27 按 此 觀 看 動 畫 天 體 視 運 動 按 此 觀 看 動 畫 太 陽 視 軌 跡
例 題 11 周 日 運 動 28 右 圖 為 晚 上 朝 北 方 天 空 曝 光 10 小 時 的 天 空 影 像, 白 色 直 線 所 指 為 甲 乙 丙 三 顆 星 的 移 動 軌 跡 則 1. 丙 星 移 動 軌 跡 所 對 應 的 圓 心 角 約 為 多 少? (A)120 (B)150 (C)180 (D)200 2. 下 列 推 論, 何 者 錯 誤? (A) 此 張 照 片 在 北 半 球 拍 的 (B) 乙 星 就 是 北 極 星 (C) 照 片 中 的 恆 星 移 動 軌 跡 為 逆 時 針 (D) 甲 星 比 丙 星 靠 近 乙 星
例 題 12 學 測 試 題 29
30
31 天 北 極 或 天 南 極 方 向 緯 度
例 題 13 學 測 試 題 32 在 臺 灣 12 月 的 某 一 天, 豔 陽 高 照, 建 華 騎 機 車 去 某 單 位, 在 上 午 10 點 左 右 抵 達, 預 計 下 午 2 點 離 開 機 車 停 車 場 如 附 圖 所 示, 有 遮 棚, 棚 高 約 2 公 尺, 甲 乙 丙 丁 為 四 個 空 的 停 車 格 為 了 避 免 這 一 段 時 間 陽 光 照 射, 使 機 車 太 熱, 他 應 該 選 擇 哪 一 個 停 車 格 最 適 當?
周 年 運 動 33 地 球 每 日 公 轉 :360 365.25 日 1 / 日 360 60分 地 球 自 轉 1 需 時 : 1 4分 鐘 24小 時 1小 時 故 每 隔 一 日 天 體 會 提 早 4 分 鐘 出 現
例 題 14 周 年 運 動 34
地 球 的 公 轉 35 秋 分 9/22 or 23 陽 光 直 射 赤 道 23.5 23.5 冬 至 12/21 or 22 陽 光 直 射 南 回 歸 線 23.5 春 分 3/20 or 21 陽 光 直 射 赤 道 23.5 夏 至 6/21 or 22 陽 光 直 射 北 回 歸 線 地 球 軌 道 ( 黃 道 ) 為 橢 圓 形, 地 球 於 一 月 運 行 至 近 日 點, 七 月 時 運 行 至 遠 日 點 黃 道 與 赤 道 夾 角 23.5 每 日 陽 光 直 射 緯 度 地 區 不 同
地 球 的 公 轉 36 冬 至 12/21 or 22 陽 光 直 射 南 回 歸 線 23.5 近 日 點 約 一 月 秋 分 9/22 or 23 陽 光 直 射 赤 道 23.5 春 分 3/20 or 21 陽 光 直 射 赤 道 23.5 約 七 月 遠 日 點 23.5 夏 至 6/21 or 22 陽 光 直 射 北 回 歸 線 太 陽 每 日 直 射 的 緯 度 不 同
冬 至 日 (12/21 或 22) 37 陽 光 直 射 南 回 歸 線 對 北 回 歸 線 地 區 而 言 正 午 陽 光 位 於 天 頂 南 方 47 度 ( 斜 射 ) 晝 短 夜 長, 日 照 時 數 短 北 半 球 為 冬 季 半 球 陽 光
夏 至 日 (6/21 或 22) 38 陽 光 直 射 北 回 歸 線 對 北 回 歸 線 地 區 而 言 正 午 陽 光 位 於 天 頂 ( 直 射 ) 晝 長 夜 短, 日 照 時 數 長 北 半 球 為 夏 季 半 球 陽 光 按 此 觀 看 動 畫 晝 夜 長 短 與 季 節 變 化 延 伸 閱 讀 : 地 球 自 轉 軸 的 變 動
天 球 上 的 黃 道 十 二 宮 39 3/21 腦 力 激 盪 3-2 天 球 上 的 黃 道 十 二 宮 黃 道 十 三 宮
例 題 15 綜 合 題 40
星 座 盤 的 構 造 星 圖 41 標 示 天 體 恆 星 星 團 星 雲 銀 河 標 示 坐 標 赤 道 ( 圓 心 在 正 中 ) 黃 道 ( 圓 心 不 在 正 中 ) 標 示 日 期 與 月 份
星 座 盤 的 構 造 42
比 較 不 同 緯 度 的 星 座 盤 43 臺 灣 地 區 適 用 北 緯 40 地 區 適 用 腦 力 激 盪 3-4 星 圖 : 星 星 數 目 不 同 地 平 圈 : 形 狀 不 一 樣
在 臺 灣 看 的 到 的 天 球 區 域 44
星 座 盤 的 操 作 45 將 觀 測 日 期 與 時 間 對 齊 星 座 盤 置 於 頭 上, 星 座 盤 北 方 對 準 地 理 北 方 腦 力 激 盪 3-3
例 題 16 星 座 盤 的 判 讀 46 右 圖 所 示 為 臺 北 某 日 晚 上 12 點 鐘 的 星 座 盤 天 象, 試 問 : 1. 此 時, 哪 一 星 座 最 靠 近 天 頂 正 上 空? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊 2. 承 上 題, 該 星 座 約 於 何 時 沉 落 地 平 線? (A) 凌 晨 3 點 (B) 早 上 6 點 (C) 早 上 9 點 (D) 中 午 12 點 (E) 傍 晚 6 點
3-3 浩 瀚 宇 宙
宇 宙 的 結 構 48 愈 上 方 的 層 級, 占 據 的 空 間 尺 度 愈 大 超 星 系 團 星 系 團 ( 群 ) 星 系 星 雲 星 團 恆 星 行 星 矮 行 星 小 行 星 彗 星 衛 星
星 團 49 球 狀 星 團 成 員 由 數 千 到 數 百 萬 個, 密 集 分 布 成 球 狀 由 質 量 較 小 的 老 恆 星 所 組 成 多 分 布 於 銀 暈 疏 散 星 團 圖 片 連 結 圖 片 連 結 成 員 由 數 十 到 數 千 個, 較 少 而 疏 鬆 由 質 量 較 大 的 年 輕 恆 星 所 組 成, 富 含 氣 體 塵 埃 分 布 於 銀 河 盤 面
例 題 17 星 團 50 下 列 有 關 右 圖 的 M45 星 團 與 M13 星 團 比 較, 何 者 正 確?
星 雲 51 黑 暗 星 雲 圖 片 連 結 瀰 散 星 雲 恆 星 誕 生 搖 籃 反 射 星 雲 ( 多 為 藍 色 ) 發 射 星 雲 ( 多 為 紅 色 ) 圖 片 連 結 圖 片 連 結 行 星 狀 星 雲 恆 星 死 亡 殘 骸 超 新 星 遺 跡 行 星 狀 星 雲 圖 片 連 結 圖 片 連 結
例 題 18 星 雲 52
銀 河 系 的 正 視 圖 53 核 球 26,000 光 年 漩 渦 臂 100,000 光 年 太 陽 http://gallery.spitzer.caltech.edu/imagegallery/image.php?image_name=sig05-010
銀 河 系 的 側 視 圖 54 盤 面 太 陽 銀 暈 核 球 球 狀 星 團 http://planetquest.jpl.nasa.gov/gallery/gallery_index.cfm 按 此 觀 看 影 片 宇 宙 過 去 面 貌 按 此 觀 看 影 片 星 系
例 題 19 銀 河 系 55
各 種 形 狀 的 星 系 56 螺 旋 星 系 ( 漩 渦 狀 ) 棒 旋 星 系 ( 棒 狀 ) 橢 圓 星 系 圖 片 連 結 圖 片 連 結 圖 片 連 結 不 規 則 星 系 : 如 大 小 麥 哲 倫 星 系 圖 片 連 結
哈 伯 望 遠 鏡 所 拍 攝 的 深 空 影 像 57 北 天 ( 往 大 熊 座 方 向 ) 南 天 ( 往 杜 鵑 座 方 向 ) 深 空 影 像 所 包 含 的 區 域 幾 乎 沒 有 銀 河 系 中 的 恆 星, 可 見 的 3,000 多 個 物 體 全 部 都 是 遙 遠 的 星 系, 其 中 更 包 含 了 目 前 所 知 最 早 以 及 最 遙 遠 的 星 系
例 題 20 學 測 試 題 58 (A) 仙 女 座 大 星 系 M31 屬 於 銀 河 系, 是 三 者 中 最 大 的 系 統 (B) 仙 女 座 大 星 系 M31 不 屬 於 銀 河 系, 是 三 者 中 最 大 的 系 統 (C) 昂 宿 星 團 屬 於 銀 河 系, 是 三 者 中 最 大 的 系 統 (D) 昂 宿 星 團 不 屬 於 銀 河 系, 是 三 者 中 最 大 的 系 統 (E) 天 琴 星 座 中, 肉 眼 可 見 的 恆 星 都 屬 於 銀 河 系 (F) 天 琴 星 座 中, 肉 眼 可 見 的 恆 星 有 些 不 屬 於 銀 河 系
The End
百 寶 箱 3-1 中 西 方 星 座 命 名 的 由 來 60 西 方 星 座 的 命 名 大 致 承 襲 希 臘 羅 馬 時 代 的 神 話 故 事, 主 要 是 以 北 半 球 較 易 看 見 的 星 座 為 對 象, 其 中 包 括 英 雄 人 物 ( 如 獵 戶 座 ) 動 物 ( 如 天 蝎 座 ) 和 器 具 ( 如 天 琴 座 ) 等
百 寶 箱 3-1 中 西 方 星 座 命 名 的 由 來 61 古 時 候, 中 國 的 星 空 分 為 三 垣 四 象 和 二 十 八 星 宿 : 天 北 極 附 近 象 徵 帝 王 所 在 的 京 城, 稱 為 紫 微 垣, 而 在 京 城 之 外, 分 別 為 以 朝 廷 官 位 命 名 的 太 微 垣, 以 及 以 地 方 諸 侯 命 名 的 天 市 垣 其 他 位 於 天 球 赤 道 與 黃 道 的 星 星, 分 為 東 方 蒼 龍 西 方 白 虎 南 方 朱 雀 北 方 玄 武 共 四 種 神 獸, 稱 為 四 象, 每 象 各 有 7 個 星 宿, 共 計 28 個 星 宿
百 寶 箱 3-1 中 西 方 星 座 命 名 的 由 來 62
百 寶 箱 3-1 中 西 方 星 座 命 名 的 由 來 63
百 寶 箱 3-1 中 西 方 星 座 命 名 的 由 來 星 宮 64 中 國 古 代 稱 星 座 為 星 宮, 又 稱 星 宿 ( ㄧ ) 以 中 原 為 觀 測 中 心, 分 為 三 垣 二 十 八 宿 三 垣 : 天 市 垣 紫 微 垣 太 微 垣 二 十 八 宿 : 東 方 蒼 龍 : 角 亢 氐 房 心 尾 箕 木 蛟 金 龍 土 貉 日 兔 月 狐 火 虎 水 豹 北 方 玄 武 : 斗 牛 女 虛 危 室 壁 木 獬 金 牛 土 蝠 日 鼠 月 燕 火 豬 水 貐 西 方 白 虎 : 奎 婁 胃 昴 畢 觜 參 木 狼 金 狗 土 雉 日 雞 月 烏 火 猴 水 猿 南 方 朱 雀 : 井 鬼 柳 星 張 翼 軫 木 犴 金 羊 土 獐 日 馬 月 鹿 火 蛇 水 蚓 ㄒ ˋ ㄡ
百 寶 箱 3-2 天 球 的 概 念 65 星 星 太 陽 的 東 升 西 落 令 古 人 想 像 : 天 上 星 體 是 鑲 在 一 顆 很 大 的 空 心 球 殼 上, 這 個 球 殼 ( 稱 為 天 球 ) 不 停 的 圍 繞 著 地 球 旋 轉, 轉 一 圈 是 一 天 的 時 間, 天 球 是 用 以 解 釋 天 體 運 動 規 律 的 假 想 模 型 雖 然 地 球 每 天 自 轉 一 圈, 就 可 以 看 遍 整 個 天 球, 可 是 白 天 的 太 陽 太 亮, 看 不 到 太 陽 背 後 天 球 壁 上 的 星 星, 只 能 看 到 夜 晚 這 一 側 天 球 壁 上 的 星 星 地 球 繞 著 太 陽 公 轉, 每 晚 所 能 看 到 的 天 球 壁 上 的 星 星, 也 就 隨 著 四 季 而 改 變 了, 所 以 需 要 一 整 年 的 時 間, 才 能 看 完 各 方 位 的 星 座 另 外, 由 於 地 平 線 的 阻 擋, 在 北 半 球 看 不 到 天 球 南 極 附 近 的 星 座
腦 力 激 盪 3-1 66 地 球 上 有 哪 些 地 方 經 過 一 整 年 的 時 間, 可 以 看 遍 全 星 空 的 88 個 星 座? 在 臺 灣, 有 哪 些 星 座 看 不 到? 這 些 臺 灣 看 不 到 的 星 座, 到 哪 裡 可 以 看 得 到? 不 會 落 到 地 下 全 年 不 可 見 赤 道 地 區 經 過 一 整 年 的 時 間, 可 以 看 遍 全 天 88 個 星 座 在 臺 灣 地 區 看 不 到 赤 緯 約 -65~-90 間 的 星 座, 觀 測 位 置 愈 往 低 緯 度, 能 看 到 的 星 座 愈 多
腦 力 激 盪 3-2 67 北 緯 66.5 度 的 地 方 ( 例 如 挪 威 ) 在 春 分 夏 至 秋 分 冬 至 這 四 天, 所 觀 察 到 的 太 陽 軌 跡 有 何 不 同? 北 緯 23.5 度 的 臺 灣, 哪 一 天 太 陽 會 正 好 通 過 天 頂? 北 緯 66.5 度 太 陽 的 視 軌 跡 ( 請 參 考 課 本 圖 3-5b): 春 分 及 秋 分 時, 太 陽 上 午 6 點 從 東 方 出 現, 中 午 到 南 方 23.5 度 高, 下 午 6 點 從 西 方 消 失 ; 夏 至 時, 上 午 0 點 從 北 方 出 現, 中 午 到 南 方 47 度 高, 下 午 12 時 回 到 正 北 方, 故 這 一 天 為 永 晝 冬 至 時 為 永 夜, 看 不 到 太 陽 北 緯 23.5 度 地 區, 只 有 夏 至 正 午 時, 太 陽 會 到 達 天 頂 的 位 置
腦 力 激 盪 3-3 68 如 何 利 用 星 座 盤 與 大 熊 星 座 ( 北 斗 七 星 ) 或 仙 王 星 座 ( 尖 頂 教 堂 ) 在 星 空 的 位 置, 來 推 測 當 時 的 時 刻? 夜 晚 拿 著 星 座 盤 觀 星 時, 先 不 看 時 間, 將 星 座 盤 的 星 星 位 置 調 整 到 與 天 上 星 星 相 對 應 的 位 置, 這 時 看 看 星 座 盤 上 外 環 的 時 間 刻 度, 就 可 指 出 當 時 的 時 間 這 樣 的 作 法 顯 然 有 點 賴 皮, 但 是 沒 關 係, 最 重 要 的 是 要 讓 同 學 們 觀 察 星 座 盤 上 的 三 件 事 :
腦 力 激 盪 3-3 69 如 何 利 用 星 座 盤 與 大 熊 星 座 ( 北 斗 七 星 ) 或 仙 王 星 座 ( 尖 頂 教 堂 ) 在 星 空 的 位 置, 來 推 測 當 時 的 時 刻? 1. 找 到 星 座 盤 上 北 斗 七 星 最 前 面 的 勺 頭 ( 即 大 熊 座 的 α 星 ) 與 仙 王 座 的 教 堂 塔 尖 ( 即 仙 王 座 的 γ 星 ), 此 二 星 的 連 線 正 好 經 過 北 極 星, 這 條 線 就 是 我 們 要 的 天 上 大 鐘 面 的 時 針, 參 考 下 圖
腦 力 激 盪 3-3 70 如 何 利 用 星 座 盤 與 大 熊 星 座 ( 北 斗 七 星 ) 或 仙 王 星 座 ( 尖 頂 教 堂 ) 在 星 空 的 位 置, 來 推 測 當 時 的 時 刻? 2. 天 上 的 星 座 在 12 小 時 內, 會 從 東 地 平 線 繞 過 天 頂, 到 達 西 地 平 線 1 小 時 轉 了 :360 度 / 24 時 =15 度
腦 力 激 盪 3-3 71 如 何 利 用 星 座 盤 與 大 熊 星 座 ( 北 斗 七 星 ) 或 仙 王 星 座 ( 尖 頂 教 堂 ) 在 星 空 的 位 置, 來 推 測 當 時 的 時 刻? 3. 在 臺 灣, 夏 半 年 (3 月 22 日 到 9 月 22 日 ) 可 以 看 得 到 北 斗 七 星 冬 半 年 (9 月 22 日 到 隔 年 3 月 22 日 ) 則 可 以 看 得 到 仙 王 座
腦 力 激 盪 3-3 72 如 何 利 用 星 座 盤 與 大 熊 星 座 ( 北 斗 七 星 ) 或 仙 王 星 座 ( 尖 頂 教 堂 ) 在 星 空 的 位 置, 來 推 測 當 時 的 時 刻? 記 住 黃 昏 時 間 (18:00), 北 斗 七 星 的 大 熊 座 ( 或 其 正 對 方 的 仙 王 座 ) 在 關 鍵 日 期 的 星 空 位 置 : 春 分 時 (3 月 21 日 ) 大 熊 座 在 正 東 方, 或 仙 王 座 在 正 西 方 夏 至 時 (6 月 22 日 ) 大 熊 座 在 天 頂 方 向 秋 分 時 (9 月 23 日 ) 仙 王 座 在 正 東 方, 或 大 熊 座 在 正 西 方 冬 至 時 (12 月 23 日 ) 仙 王 座 在 天 頂 方 向
腦 力 激 盪 3-3 73 如 何 利 用 星 座 盤 與 大 熊 星 座 ( 北 斗 七 星 ) 或 仙 王 星 座 ( 尖 頂 教 堂 ) 在 星 空 的 位 置, 來 推 測 當 時 的 時 刻? 再 根 據 星 座 12 小 時 繞 過 半 天 的 進 度, 就 可 以 推 測 當 時 的 時 間 例 如 5 月 22 日, 看 到 大 熊 座 在 正 西 方, 此 時 約 幾 點? 答 : 先 推 測 出 5 月 22 日 黃 昏 時 (18:00), 大 熊 座 在 離 天 頂 東 30 度 ( 或 22:00 的 位 置 ), 若 要 轉 到 正 西 方, 共 轉 120 度, 花 了 8 小 時, 故 18: 00+8 時 = 26:00 = 隔 日 凌 晨 2 時
腦 力 激 盪 3-4 74 下 圖 (a) 是 位 於 北 半 球 北 緯 50 度 地 區 的 德 國 星 座 盤,(b) 則 是 位 於 南 半 球 南 緯 35 度 地 區 的 澳 洲 星 座 盤 觀 察 這 兩 個 星 座 盤, 與 臺 灣 地 區 適 用 的 星 座 盤 有 何 不 同? 想 像 一 下, 赤 道 地 區 北 極 地 區 的 星 座 盤 可 能 長 什 麼 樣 子?
腦 力 激 盪 3-4 75 在 北 半 球, 天 北 極 的 仰 角 等 於 當 地 的 緯 度, 故 緯 度 愈 高, 星 座 盤 的 旋 轉 中 心 與 地 平 圈 的 正 北 方 要 比 較 分 開 一 些, 配 合 這 項 變 化, 地 平 圈 的 形 狀 愈 接 近 正 圓 在 北 極 地 區, 天 北 極 就 在 天 頂, 星 座 盤 的 旋 轉 中 心 到 任 一 方 向 地 平 圈 的 角 度 都 必 須 相 等, 地 平 圈 的 形 狀 必 須 是 正 圓 相 反 的, 赤 道 地 區 天 北 極 就 在 地 平 圈 上, 地 平 圈 的 形 狀 接 近 半 圓 此 外, 緯 度 愈 高, 可 見 的 星 星 也 愈 多, 因 此 不 同 緯 度 用 的 星 座 盤, 星 圖 標 示 的 星 星 數 目 應 該 不 一 樣 南 半 球 的 星 座 盤 規 則 大 致 與 北 半 球 的 相 同, 只 是 旋 轉 中 心 是 天 南 極 而 非 天 北 極, 地 平 圈 最 接 近 天 南 極 的 位 置 為 正 南 方
延 伸 閱 讀 : 星 星 的 顏 色 76 λ max = 0.29 T λ max 的 單 位 為 公 分 T 的 單 位 是 絕 對 溫 度
延 伸 閱 讀 : 地 球 自 轉 軸 的 變 動 77 按 此 觀 看 動 畫 地 球 自 轉 軸 的 轉 動
星 星 的 光 度 與 亮 度 78 光 度 (L) : 天 體 每 單 位 時 間 發 出 的 總 能 量 亮 度 (B): 觀 測 者 每 單 位 時 間 單 位 面 積 接 收 到 的 能 量 B d L B=L (4πd 2 ) 影 響 亮 度 的 因 素 有 : 光 度 距 離
天 文 學 常 用 的 距 離 單 位 79 天 文 單 位 1AU = 1.5 108 km 秒 差 距 1pc = 3.26 ly
恆 星 的 表 面 溫 度 與 發 光 強 度 的 關 係 80 質 量 大 太 陽 質 量 小
不 同 緯 度 的 天 體 運 動 北 半 球 81 天 頂 東 北 西 南
不 同 緯 度 的 天 體 運 動 赤 道 82 天 頂 北 東 西 南
太 陽 視 運 動 北 極 83 夏 至 (+23.5 ) 春 分 秋 分 (0 ) 冬 至 (-23.5 )
太 陽 視 運 動 北 半 球 84 夏 至 (+23.5 ) 春 分 秋 分 ( 0 ) 冬 至 ( -23.5 )
太 陽 視 運 動 北 半 球 85
太 陽 運 動 視 軌 跡 86
天 球 上 的 黃 道 87
黃 道 十 三 宮 88
你 真 正 的 星 座 是 89 雙 魚 : 03/13 --- 04/18 白 羊 : 04/19 --- 05/13 金 牛 : 05/14 --- 06/22 雙 子 : 06/23 --- 07/21 巨 蟹 : 07/22 --- 08/10 獅 子 : 08/11 --- 09/16 室 女 : 09/17 --- 10/31 天 秤 : 11/01 --- 11/23 天 蝎 : 11/24 --- 11/29 蛇 夫 : 11/30 --- 12/17 人 馬 : 12/18 --- 01/19 魔 羯 : 01/20 --- 02/17 寶 瓶 : 02/18 --- 03/12
球 狀 星 團 - 半 人 馬 座 球 狀 星 團 ω 星 團 90 我 們 銀 河 系 中 最 大 的 一 個 星 團, 距 離 我 們 約 一 萬 五 千 光 年, 其 中 約 包 含 了 一 千 萬 顆 較 年 老 的 恆 星
球 狀 星 團 - M5 (NGC 5904) 91 位 於 巨 蛇 座 的 球 狀 星 團, 年 齡 為 130 億 歲, 也 是 最 老 的 球 狀 星 團 之 一, 與 地 球 的 距 離 約 為 24,500 光 年, 擁 有 10 萬 或 者 多 達 50 萬 顆 的 恆 星
疏 散 星 團 - 鬼 宿 星 團 M44(NGC2632) 92 外 觀 類 似 蜂 巢, 所 以 也 被 稱 為 蜂 巢 星 團, 位 於 巨 蟹 座, 距 離 地 球 約 577 光 年, 年 齡 為 7 億 3,000 萬 年
疏 散 星 團 - 昴 宿 星 團 M45(Pleiades) 93 位 於 金 牛 座, 俗 稱 昴 宿 七 姊 妹, 統 計 星 團 中 被 證 實 的 成 員 已 經 超 過 1,000 顆, 肉 眼 可 見 的 有 6 個, 距 離 我 們 約 410 光 年
獵 戶 座 馬 頭 暗 星 雲 NGC2024 94
長 蛇 星 雲 95 位 於 蛇 夫 座, 距 離 地 球 約 650 光 年, 看 起 來 約 達 一 個 滿 月 寬
暗 星 雲 IC1396 - 可 見 光 與 紅 外 線 影 像 的 比 較 96 http://spitzer.caltech.edu/uploaded_files/images/0002/0928/ssc2003-06a.jpg
反 射 星 雲 - 女 巫 星 雲 IC2118 97
發 射 星 雲 - 獵 戶 座 大 星 雲 M42 98
獵 戶 座 大 星 雲 - 可 見 光 紅 外 線 影 像 比 較 99 http://spitzer.caltech.edu/u ploaded_files/images/0002/7 815/ssc2006-16c_Med.jpg
發 射 星 雲 - 北 美 洲 星 雲 NGC7000 100 位 於 天 鵝 座, 因 鄰 近 大 質 量 恆 星 ( 天 津 四 ) 發 出 高 能 量 光 子, 激 發 星 際 塵 埃 游 離, 輻 射 出 各 種 不 同 的 色 光, 主 要 是 氫 元 素 輻 射 的 紅 光 距 離 地 球 大 約 是 1,800 光 年, 而 它 的 實 際 大 小 大 約 是 100 光 年
發 射 星 雲 薔 薇 星 雲 - 與 疏 散 星 團 NGC2244 101 薔 薇 星 雲 位 於 麒 麟 座, 距 離 地 球 約 5,400 光 年, 真 實 大 小 約 80 光 年, 在 銀 河 系 中 算 是 很 大 的 星 雲
薔 薇 星 雲 - 可 見 光 與 紅 外 線 影 像 的 比 較 102 http://spitzer.caltech.edu/uploaded_files/images/0002/3646/ssc2005-02a_med.jpg
人 馬 座 M20 三 裂 星 雲 103 直 徑 50 光 年, 距 離 地 球 3,000 光 年 圖 中 藍 色 區 域 為 反 射 星 雲, 紅 色 區 域 為 發 射 星 雲, 被 不 透 光 的 塵 埃 分 為 三 葉
超 新 星 遺 跡 - 蟹 狀 星 雲 M1 ( 中 國 超 新 星 ) 104 金 牛 座 M1 蟹 狀 星 雲, 是 宋 朝 (1054 年 ) 時 期 所 觀 測 到 超 新 星 爆 炸 後 的 殘 骸, 中 央 具 有 緻 密 天 體 提 供 能 量, 當 年 觀 測 到 的 時 候 很 亮, 連 白 天 都 可 看 到
不 同 年 份 的 M1 影 像 105 較 藍 色 的 影 像 拍 攝 於 1973 年, 另 一 張 照 片 則 是 2001 年 拍 攝 的 兩 張 照 片 比 較, 可 知 這 團 雲 氣 正 快 速 膨 脹 中 http://www.noao.edu/outreach/aop/observer s/m1animation.gif
超 新 星 遺 跡 - 面 紗 星 雲 NGC6992 106 位 於 金 牛 座, 造 成 這 個 超 新 星 遺 骸 的 爆 炸 事 件 大 約 發 生 在 5,000 多 年 前
天 琴 座 M57 環 狀 星 雲 107 這 個 行 星 狀 星 雲 是 一 顆 正 在 邁 向 死 亡 中 的 恆 星 噴 發 出 氣 體 的 現 象 邁 向 死 亡 的 白 矮 星
行 星 狀 星 雲 - 沙 漏 星 雲 MyCn18 108
蝴 蝶 形 狀 的 行 星 狀 星 雲 M2-9 109 距 離 我 們 2,100 光 年 在 星 雲 的 中 心, 有 兩 個 恆 星 以 大 約 10 倍 於 冥 王 星 軌 道 的 距 離, 在 一 個 氣 盤 內 互 相 繞 行 濱 臨 死 亡 恆 星 所 拋 出 去 的 氣 殼, 在 這 個 氣 盤 的 影 響 下, 形 成 了 雙 極 瓣 的 形 態 以 上 三 個 星 雲 其 實 都 是 同 樣 立 體 的 沙 漏 形 狀, 只 是 面 對 地 球 的 方 向 不 同 罷 了!
行 星 狀 星 雲 - 天 龍 座 的 貓 眼 星 雲 NGC6543 110
漩 渦 狀 星 系 - 仙 女 座 大 星 系 M32 111 核 球 漩 渦 臂
漩 渦 狀 星 系 - 獵 犬 座 M51 與 NGC5159 112 核 球 漩 渦 臂
棒 狀 星 系 天 爐 座 NGC1365 113 核 球 漩 渦 臂
橢 圓 星 系 室 女 座 M87 114
不 規 則 星 系 大 麥 哲 倫 星 系 115 按 此 觀 看 影 片 麥 哲 倫 星 系 和 仙 女 座 星 系