昂首伸眉

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







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