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宇宙的組織

宇宙的組織. 發光雲氣. 黑暗星雲. 星際雲氣. 雲氣由太空中的 氣體及塵埃 組成，恆星誕生於雲氣濃密處。. 銀河系. 球狀星團. 此球狀星團據估計包含了約 100 萬顆恆星。. 星系的種類. 不規則星系. 棒旋星系. 橢圓星系. 正旋星系. 仙女座大星系. 位於仙女座方向，是個大型星系，距離我們 230 萬光年遠。外觀與銀河系類似，也有螺旋結構。. 仙女座衛星星系. 大、小麥哲倫星系. 銀河系的衛星星系，距離我們只有十幾萬光年遠，為不規則狀星系，可見於南半球的夜空。. 星系團.

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宇宙的組織

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Presentation Transcript

  1. 宇宙的組織

  2. 發光雲氣 黑暗星雲 星際雲氣 • 雲氣由太空中的氣體及塵埃組成，恆星誕生於雲氣濃密處。

  3. 銀河系

  4. 球狀星團 • 此球狀星團據估計包含了約100萬顆恆星。

  5. 星系的種類 不規則星系 棒旋星系 橢圓星系 正旋星系

  6. 仙女座大星系 • 位於仙女座方向，是個大型星系，距離我們230萬光年遠。外觀與銀河系類似，也有螺旋結構。 仙女座衛星星系

  7. 大、小麥哲倫星系 • 銀河系的衛星星系，距離我們只有十幾萬光年遠，為不規則狀星系，可見於南半球的夜空。

  8. 星系團 • 星系並非均勻分布在太空中，而常集結成群，構成更大的組織稱為星系團。有些包含超過上千個星系，有些則少得多。 • 銀河系與大、小麥哲倫星系及仙女座大星系等30多個星系所構成的星系團，稱之為本星系群。

  9. 四季星象的變化

  10. 2/21 太陽每個月經過黃道上不同的星座 • 2月21日太陽移動至雙魚座，當晚夜空出現的為室女座

  11. 第3章 從太空看地球(南一) 3-1地球所處的太空環境 3-2有組織的太陽系 3-3得天獨厚的地球 (三民:2-3-2太陽活動的衝擊)

  12. 認識太陽 • 組成：高溫氣體，直徑約140萬公里，其中氫占3／4的質量，氦占1／4。 • 能量來源：日核的溫度高（約攝氏1500萬度）、密度大，進行氫核融合反應產生大量能量，並以輻射與對流方式向外傳遞。高溫的氣體朝外的熱壓力，平衡了內縮的萬有引力，使太陽維持穩定的結構。 • 太陽並非均勻天體，內外各部分溫度、密度不相同。 (1) 內部分為日核、輻射層、對流層(由內向外)。 (2)大氣層又分為光球層、色球層及日冕。 • 太陽表面活動：黑子、日珥和閃焰。

  13. A光球層 C日冕 B色球層 太陽分層圖 3對流 2輻射層 1日核 1500萬 6000k 資料來源：Robbins et al.，1995，Discovering Astronomy 3rd.，John Wiley & Sons, Inc.,，P.351。

  14. 太陽黑子 光 球 • 肉眼看到的太陽表面，溫度約攝氏5,500度。

  15. 光球層 • 眼睛所見的太陽 • 發生日全食 光球以內全部看不見 色球層

  16. 色 球 • 為光球之外的薄層氣體，溫度隨半徑增加而升高，色呈粉紅。 • 亮度低，平常無法直接觀察到，只有光球被擋住（如日全食）時，才能看得到色球。

  17. 日 冕 • 太陽大氣最外層。 • 延伸數百萬公里，溫度高達攝氏百萬度。 • 氣體稀薄，整個日冕的亮度只相當於滿月時月亮的亮度。 • 在日全食才能看見。 • 日冕物質是失去電子的原子核，以極高速度運動，但密度極低。 • 亮度低，故只在發生日全食，或者利用日冕儀遮住光球，才能看到日冕。

  18. 日冕 X光波段的太陽 • 在X光波段，高溫的日冕則比光球明亮得多。

  19. 太陽活動 • 如果用望遠鏡配合適當的時機及儀器設備仔細看太陽表面，可以發現太陽的表面有許多活動，包括： (1)太陽黑子：太陽表面的暗斑，發生於太陽 活動激烈區。 (2)米粒組織:太陽表面溫度較高 (3)日珥：多發生於黑子附近，是因強烈磁場 作用而噴發的游離化氣體，多成圓弧狀。 (4)閃焰：太陽黑子附近突然發生的亮斑，是 日表激衝而出的烈焰。 光球層 黑子附近的色球層

  20. 太陽黑子SunSpot • 太陽黑子中間較暗的部分稱為本影區，周圍淡黑部分稱為半影區。 • 黑子溫度僅約4500K，所以看起來較溫度6000K的太陽表面暗，卻是太陽表面活動劇烈的區域。 • 受磁力線影響 • 大小為兩倍地球直徑大，壽命平均為一星期 資料來源：Michael A. Seeds，1994，Foundations of Astronomy，Wadsworth Publishing Company，P.164。 見下頁

  21. 太陽黑子觀測 • 1609 伽利略首次用望遠鏡觀測太陽黑子 • 黑子會隨太陽表面轉動而推算太陽自轉週期約27天

  22. 太陽表面的活動：黑子 • 光球層上的黑子因所在區域磁場強烈，阻撓內部傳出的能量，因此溫度較周圍低而顏色較深。 • 觀察黑子繞行太陽表面，可知太陽不同部分的自轉速率快慢不一，低緯區較快。 • 黑子數目變化呈現約11年的週期，當黑子數目達到極大的時候，太陽表面活動較劇烈。

  23. 太陽黑子週期 • 1843年德國天文學家史瓦比發現太陽黑子的數目變化以11年為週期。 • 英國芒得進一步發現，太陽黑子出現的頻率與緯度位置和太陽黑子週期有關，作圖後看起來狀似蝴蝶，稱為蝴蝶圖或芒得圖。 • 光球層上的黑子因所在區域磁場強烈，阻撓內部傳出的能量，因此溫度較周圍低而顏色較深 • 由黑子繞行太陽表面，可知太陽不同部分的自轉速率快慢不一，低緯區較快。 資料來源：Robbins et al，1995，Discovering Astronomy 3rd.，John Wiley & Sons, Inc.,，P.355。

  24. 日珥 • 發生日全食時，可從望遠鏡裡看到太陽周圍衝出暗紅色火焰般的日珥，就好像太陽戴了耳環。 • 日珥是一些因游離化而帶電的氣體，多呈圓弧狀，是受黑子附近強烈磁場作用所發生的現象。 資料來源：Michael A. Seeds，1994，Foundations of Astronomy，Wadsworth PublishingCompany，P.179。

  25. 太陽表面的活動：閃焰 • 色球層上，表面局部區域發生激射而出的烈焰，稱為閃焰。 • 閃焰噴發出大量高速帶電粒子，當它們到達地球時，會衝擊地球磁場，引發磁暴現象使無線電通訊受干擾，甚至供電中斷。

  26. 太陽風和宇宙射線 • 太陽風：閃焰噴發時，日冕噴出的高速帶電粒子。 • 宇宙射線：太空中充斥的高能粒子，成分以游離的氫原子（也就是質子）為主，它們的速度接近光速 。 • 宇宙射線與太陽風具有強大破壞力，由於地球有大氣層與本身磁場的保護，使生物仍得以欣欣向榮。

  27. 距離單位: • 日離地距離1 AU ：約1億5000萬公里，這個距離定義為一個天文單位（或稱為1 AU）。 • 1秒差距=3.26光年(恆星間) • 光年===(恆星間用) • 太陽照度和距離平方成反比 • 木星和太陽的距離為5.2AU其照度相當4% (5.2) 2×A=100%×1 A=4% • 1秒差距__________1光年_____1 AU

  28. 4-2有組織的太陽系 小行星帶 資料來源：David H. Levy，1996，Sky Watching，Time-Life Books, Time Life Inc.,，P.27。

  29. 行星的運動 • 行星的公轉軌道約略都集中在黃道面，軌道多為近乎圓形的橢圓。 • 從北極上空俯視，大多數行星及衛星的公轉與自轉都是逆時鐘方向，且自轉軸大致垂直於軌道面。 • 地球、月球、隕石等天體年紀都在46億年左右，估計太陽的年紀也大約如此，顯示太陽系成員大約是同時間、在同一個環境中所形成。

  30. 行星公轉的軌道面

  31. 類地與類木行星p:55

  32. 天 海 木 太陽系8大行星 水 火 太陽系形成機制

  33. 類地行星 體積小密度大岩石外殼 衛星少(0~1)

  34. 類木行星和冥王星 海王星 木星Saturn 冥王星（矮行星） 體積大密度小氣或液態外殼 衛星多 土星Jupiter 天王星Uranus

  35. 水 星（晨星；昏星　　古代稱辰星） • 離太陽最近，沒有大氣，並佈滿隕石坑。 • 日夜溫差達６００℃ • 水星小檔案: • 赤道半徑2440km (公里) • 表面溫度-170~430 (度) • 自轉方向順時針 • 自轉週期58.65日 • 公轉週期 88.97日 • 衛星數0

  36. 金 星 (自轉:由東向西;度日如年) • 主要成分：外表為濃密的大氣　二氧化碳，大氣壓力高達地球表面的90倍。 • 金星表面被一層黃色厚厚大氣所掩蓋，看不到表面的狀況，也沒有像地球一樣的藍色海洋，只有一層層倒V狀的帶狀雲，由於金星的大氣太濃厚了，由望遠鏡無法得知其表面的概況 ，因此前蘇聯發射了探測船貝內拉(Venera) 9號與貝內拉10號，在1975年對金星地表做了探測的活動，也揭開了金星地表的秘密 。 • 公轉方向和其他相同但自轉相反，自北方高空俯視金星是順時針自轉。 • 古代稱：太白（金）星 • 太白於清晨出現於東方而稱啟明；黃昏出現於西方稱長庚

  37. 火 星 • 直徑：地球的一半 • 外觀：偏紅色的為地面與大氣中的氧化鐵 • 南、北兩極有極冠：水冰及乾冰覆蓋。 • 大氣壓力約0.01atm，絕大部份為二氧化碳。 • 自轉軸傾斜２５°故一年四季四季分明。 • 南、北極有水冰及乾冰覆蓋極冠。

  38. 木 星(大哥大;大胖子) • 成份:氣体組成(氫、氦，但質量不夠大，故中心無法進行核反應)。 • 外表:橙紅色的外觀(大紅斑)來自大氣中的硫化物。 • 快速自轉（一周不到10小時）:產生了平行於赤道的雲帶及南北稍扁的形狀。 • 大紅斑:劇烈的風暴，相當於　2、3個地球的大小。

  39. 木星的衛星 • 龐大的木星有六十幾顆衛星，使用小型望遠鏡可看見其中較大的四顆，稱為「伽利略衛星」。

  40. 土 星(老二;密度為水的0.７倍;距離太陽:9.5AU) • 外表最大的特色：美麗炫目的光環　由數公釐至數十公尺的碎石及小冰體組成。 • 土星幾乎全由氣體組成，因此密度非常小，是8大行星中密度最低的行星。 • 土星是一顆十分特別的行星，擁有令人讚嘆不以的土星環，而土星本體的外表，則像是一個木紋球。由於土星大部分由氣體組成，加上高速的旋轉，外觀上是一顆扁平行星。其赤道半徑以及兩極之間的距離相差10%，是類木行星中最 "扁" 的一顆。

  41. 土 星 • 土星環並非平行於黃道面，繞日公轉時，其光環便以不同角度面對地球。

  42. 天王星（亮度恰在視力可觀極限，但在望遠鏡發現後才被發現。）天王星（亮度恰在視力可觀極限，但在望遠鏡發現後才被發現。） • 大氣主要：氫、氦及甲烷。甲烷吸收陽光中的紅、黃波段，使天王星外觀呈藍綠色。 • 自轉軸(97.8度)幾乎平躺於公轉軌道上。

  43. 紅外線波段的天王星 • 由紅外線可見其行星環的存在。

  44. 天王星 總共有2５個衛星，其中五個比較大。最靠內側的米蘭達是最引人注意的大衛星。這個衛星半徑雖然只有２５０公里左右，但其表面遍佈著似乎被某種東西劃過的巨大地形。以及深達２０公里的溝渠。 • 直徑寬達１６１０公里的天王星最大衛星泰塔尼亞

  45. 海王星（質量及体積皆和天王星相當;共擁有13顆衛星，最大的衛星特里頓是一個很特殊的天體）海王星（質量及体積皆和天王星相當;共擁有13顆衛星，最大的衛星特里頓是一個很特殊的天體） • 以氣體為主要成份;大氣中甲烷的影響，使表面呈現藍綠色。 • 最大的衛星特里頓:公轉方向和海王星的自轉方向相反，屬於逆行衛星。就和地球和月亮一樣，特里頓也始終以同一面朝向海王星。衛星之中，發現擁有大氣的只有特里頓和土星的衛星泰坦。特里頓大氣的主要成份是氮，而且含有微量的甲烷。 • 在海王星表面的南緯２２度，有的類似木星大紅斑及土星大白斑的蛋型漩渦，以大約１６天的週期一反時鐘方向旋轉，稱為『大暗斑』。 • 大暗斑每１８. ３小時左右繞行海王星一圈，比海王星的自轉週期還要長，因此導致大暗斑附近的緯度吹著秒速３００公尺的強烈西風。

  46. 冥王星 • 其比月球還小且已由行星降為矮行星 • 繞行軌道為狹長的橢圓，使冥王星有時比海王星接近太陽。另其公轉軌道面與黃道面有明顯夾角。

  47. 4-2.1月球正面p:55 • 月球公轉、自轉週期相同，因此月亮永遠以同一面對著地球。 • 月海：月表上較暗的區域，年齡較高地（較亮區域）輕，為火山噴發的熔岩往低處流動，覆蓋隕石坑形成。 • 由月球岩石樣本知：月海岩石為火山岩，王和高地比起來年齡較輕。 • 直徑約為地球１／４，質量約為地球的１％，其引力會牽制地球的潮汐。

  48. 月球背面 • 較無高地與低地的差別，但因永遠向外，飽受隕石撞擊，故佈滿隕石坑。

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