2009年10月18日 星期日

單元7 太陽系、八大行星、衛星

上課內容:http://etfamily.tp.edu.tw/miaoni/volunteer?n=docvew&i=1127

上課講義:http://etfamily.tp.edu.tw/miaoni/volunteer?n=docvew&i=1128



資料來源:2009 天文年 仰觀蒼穹四百年特展 - 地球誕生http://www.youtube.com/watch?v=J5ONFszpsIc
 

太陽系是以太陽為中心,和所有受到太陽的重力約束天體的集合體:8顆行星、至少165顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星(冥王星和他的衛星)和數以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、柯伊伯带的天體、彗星和星際塵埃。

廣義上,太陽系的領域包括太陽,4顆像地球的內行星,由許多小岩石組成的小行星帶,4顆充滿氣體的巨大外行星,充滿冰凍小岩石,被稱為柯伊伯带的第二個小天體區。在柯伊伯带之外還有黃道離散盤面和太陽圈,和依然屬於假設的歐特雲。

依照至太陽的距離,行星依序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、和海王星,8顆中的6顆有天然的衛星環繞著。在英文天文術語中,因為地球的衛星被稱為月球(moon),這些衛星在習慣上亦被稱為“月球”。在外側的行星都有由塵埃和許多小顆粒構成的行星環環繞著,而除了地球之外,肉眼可見的行星以五行為名,在西方則全都以希臘和羅馬神話故事中的神仙為名。五顆矮行星是冥王星,柯伊伯带內已知最大的天體之一鳥神星與妊神星,小行星帶內最大的天體穀神星,和屬於黃道離散天體的鬩神星。

一、太陽


1.太陽系的誕生:

在46 億年前,太陽系從星際雲中孕育。而生科學家認為,我們的太陽和九大行星,幾乎在同一時期從星際雲中誕生。星際雲由飄浮在銀河系的氣體和微塵組成,氣體有92%是氫,7.8%是氦,微塵的主要成分是矽酸鹽。星際雲的密度並不均勻,有扭曲存在。大約46億年前,銀河系的某個角落發生了超新星爆炸。這次爆炸的震波在星際雲中傳送,導致不均勻更為嚴重。這麼一來,因為重力的影響,星際雲便朝著密度較濃的部分收縮,開始在中心形成原始太陽。

原始太陽周圍的氣體往原始太陽掉落,距離較遠的氣體則開始繞著原始太陽旋轉,形成圓盤狀旋轉星雲,稱為原始太陽系星雲。沈積於圓盤赤道面的微塵層後來發生分裂,形成無數顆微行星。地球軌道附近的微行星大小約數公里,質量約1000 兆公斤。這些微行星藉著彼此的重力不斷碰撞、合併,而逐漸成長。微行星愈大成長速度愈快。

類地行星因質量太小無法吸取星雲的氣體,所以它的組成幾乎保留微行星的原始狀態,成為金屬與岩石質的行星。類木行星則吸納了大量的氣體,成為密度低質量大體積大的行星。由於質量很大,也影響了其他行星的產生,甚至使得其他軌道的行星因為重力的效應崩潰,如小行星帶的微行星們便受到木星強大的重力影響而無法凝結成為一個完整的行星,目前在小行星帶最大的矮行星是鼓神星。太陽系星雲在木星形成後逐漸飛散,造成今日太陽系的形貌。

2.太陽風、太陽黑子和極光:

太陽是太陽系的母星,也是最主要和最重要的成員。天文學上用 來代表太陽。它有足夠的質量讓內部的壓力與密度足以抑制和承受核融合產生的巨大能量,並以輻射的型式,例如可見光,讓能量穩定的進入太空。太陽在恆星演化的階段正處於壯年期,尚未用盡在核心進行核融合的氫。太陽的亮度仍會與日俱增,早期的亮度只是現在的75%。

除了光,太陽也不斷的放射出太陽風。這股微粒子流的速度為每小時150萬公里,在太陽系內創造出稀薄的大氣層(太陽圈),範圍至少達到100天文單位(日球層頂)。太陽的黑子週期(11年)和頻繁的閃焰、日冕物質拋射在太陽圈內造成的干擾,產生了太空氣候。地球的磁場從與太陽風的互動中保護著地球大氣層。水星和金星因為沒有磁場,太陽風使它們的大氣層逐漸流失至太空中。太陽風和地球磁場交互作用產生的極光,可以在接近地球的磁極(如南極與北極)的附近看見。

二、八大行星(九大行星)


1.冥王星降級成矮行星:

太陽系中以前總共有九大行星,水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。除了這些較大的行星之外,太陽系中還有許多較小的行星,分布在火星與木星之間的小行星帶。在2006年時在捷克布拉格舉行的第26屆國際天文學聯會通過決議,將冥王星降級成矮行星,所以目前太陽系已經變成八大行星。所以九大行星已經正式走入歷史,成為八大行星。

2. 八大行星的大小:

太陽系的八大行星依照,最大到最小的排列則是:木星>土星>天王星>海王星>地球>金星>火星>水星(>冥王星)。其中冥王星已經變成矮行星了,所以目前八大行星中,最小的行星是水星,最大的行星是木星。矮行星是2006年天文學聯會的新名詞,泛指介於小行星跟行星之間的太陽星體。如冥王星(Pluto)2006年降為矮行星;厄里斯(Eris);榖神星(Ceres)。

三、衛星

太陽系內最大的衛星(超過3000公里)包括地球的衛星月球、木星的伽利略衛星木衛一(伊俄)、木衛二(歐羅巴)、木衛三(蓋尼米得)、木衛四(卡利斯托)、土星的衛星土衛六(泰坦),以及海王星捕獲的衛星海衛一(崔頓)。月球,俗稱月亮,古稱太陰,是指環繞地球運行的一顆衛星。它是地球唯一的一顆衛星和離地球最近的天體,與地球之間的平均距離是384,400千米。天文學上用 來代表月球。1969年尼爾•阿姆斯壯和巴茲•奧爾德林成為最先登陸月球的人類。1972年12月美國「阿波羅17號」太空梭返回地球,美國「阿波羅」登月計劃結束,從此再未進行過任何載人登月任務。




資料來源:
1.光與物質小站首頁/天文常識/八大行星/太陽系(Solar System) http://home.educities.edu.tw/listeve/Htm/Space/planets.htm
2.太陽系<維基百科,自由的百科全書>http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E7%B3%BB
3.月球<維基百科,自由的百科全書>http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%9C%88%E7%90%83
影片來源:
1.Space School- The Sunhttp://www.youtube.com/watch?v=SsoGeq4XcCk
2.TVB新聞 冥王星被剔除出九大行星之列http://www.youtube.com/watch?v=_vkqReJNzlM
3Why Isn't Pluto a Planet Any More?http://www.youtube.com/watch?v=FqX2YdnwtRc


2009年10月14日 星期三

單元6 夏季星座與星座故事

上課內容:http://etfamily.tp.edu.tw/miaoni/volunteer?n=docvew&i=1115

上課講義:http://etfamily.tp.edu.tw/miaoni/volunteer?n=docvew&i=1116


04-2-f 夏季星空:天鵝座、天鷹座、天琴座、天蠍座、蛇夫座及人馬座



一、辨認星座的三項要訣
(一)每個季節找一個辨認星座的適當方向

  春秋兩季要往北天看,因為春天北方有北斗七星,秋天北方有仙后座。而夏冬則要往南天看,因為夏天南方有天蠍、人馬兩大指標,冬天則有獵戶座。

(二)利用大星座當指標來尋找小星座

  例如,牛郎和旁邊兩顆小星形成一直線,往織女星方向延伸,就可以找到一個小小的三角形,叫做「天箭座」。另外,認星的同好大多有這樣的心得:「有大就有小,有南就有北」的對稱現象,即「一物剋一物」的法則。如銀河右側有一個專門制服天蠍的人馬座、有北斗就有南斗、有大熊就有小熊座、有大犬就有小犬、有飛馬就有小馬座……。

(三)培養豐富的想像力及幻想力

  全天的88個星座,都是人類利用想像力繪製而成的,所以在辨識的同時,如果能對神話故事多一份閱讀與了解,然後再發揮豐富的想像力,更能讓觀星增添不少樂趣。


二、介紹夏季星座

  夏季星空最是燦爛,銀河像條白鍊子般蜿蜒在天際,星座之王「天蠍座」。雄據南方天空,而牛郎織女的故事更讓夏夜星空充滿浪漫。

  夏夜銀河從南方天空一路向東北方蜿蜒,銀河的南端有個夏季最美的星座「天蠍座」,形狀呈「S」形,也可將之想像成「丁」字型的圖案,天蠍尾巴的勾狀,位在銀河之上,因此也被傳為是姜太公釣魚「離水三寸,願者上鉤」的魚鉤。而天蠍座的α星「心宿二」是一顆紅色的一等星,也是有名的紅巨星,位於蠍子的心臟部位,中國人稱它為「大火」。

  人馬座位於天蠍座東方,主要特徵是由六顆星星組成小杓子形狀的「南斗六星」,中國人認為「南斗註生、北斗註死」,所以特別喜歡人馬座,認為多看此星座可延年益壽。同時,人馬座位在銀河系中心,星座裡面有將近20個星雲、星團,更是望遠鏡觀測的焦點。

  順著銀河往東北延伸,可找到夏夜另一對主角「織女星」、「牛郎星」,織女為天琴座的α星,是一顆閃爍著青白色光芒的零等星,隔著銀河與織女遙遙相望的是牛郎星,其古星名為「河鼓二」,是天鷹座的α星。織女的胸前有兩顆小星星,而牛郎的左右兩側也各有一顆小星星,分別為「河鼓一」、「河鼓三」,相傳是兩人愛的結晶,中國流傳著一段歌謠:「牛郎東,織女西,牛郎擔子挑兩邊,織女抱子在胸前」,當是辨識牛郎、織女的最佳依據。

  組成夏季大三角的三顆亮星,除了牛郎、織女,還有天鵝座的α星「天津四」。天鵝座位於銀河中心,由五顆亮星組成十字架的形狀,又稱為「北十字星座」,中國人則稱之為「平底渡船」,於每年七夕渡織女牛郎過河相會。天津四位於天鵝座的尾巴,是一顆1.3等的白色亮星;而天鵝座的頭部β星「輦道増七」,是一顆非常漂亮的雙星,用望遠鏡觀測下呈現橙色和寶藍色,像是一對燦爛的寶石,非常受到觀測者的喜愛。


三、觀星辨位~尋找北極星

(一)利用北斗七星:

  春夏兩季,面向北方天空可找到杓子形狀的七顆星,即有名的北斗七星,由杓口算起分別為天樞、天璇、天璣、天權、玉衡、開陽、搖光。我們可以利用杓口的天璇往天樞方向延伸五倍的距離,即可找到一顆亮度為二等的北極星。因此天璇、天樞兩顆星被稱為「指極星」。

(二)利用仙后座:

  在秋冬兩季的夜晚,北斗七星已西沉隱沒至地平線下,此時就由仙后座來擔起指極星的任務,所以秋夜認星歌訣的開頭是「秋夜北斗靠地平,仙后五星空中昇」。秋冬的夜晚,只要面朝北方,便能看到呈「M」字型的星座圖象,便是仙后座。仙后座主要由五顆亮星所組成,依序分別為王良一、王良四、策星、閣道三、閣道二,由王良一往王良四方向延伸的連線和閣道二往閣道三延伸的連線,會產生一個想像的交點,再由這個交點往策星的方向延伸五倍,亦可找到北極星。

(三)利用秋季四邊形:

  順著馬脖子「室宿一」向馬前腳跟「室宿二」延伸出去,和由馬背「壁宿一」往馬腹「壁宿二」的延長線相交於一點,此點即是北極星的所在。

(四)利用夏季大三角的對稱:

  連接天津四及織女星,找出此線段的中點,然後由牛郎星往此中點方向延伸一倍的距離,同樣可尋獲北極星。


四、認星歌謠、四季星座指標和四季主要星座

(一)認星歌謠:
  可採@捕魚歌 @蝸牛與黃鸝鳥 @哆啦A夢 @妹妹背著洋娃娃 @黃梅調@小星星等曲調入歌

<春季星空>

  北斗春來北天橫,斗口五倍北極星,大角角宿沿斗柄,接著就是烏鴉星。

  春天三角等腰形,腰間暗星室女領,獅座橫臥於天頂,獅頭諸星反問形。

<夏季星空>

  斗柄南指夏夜開,天鵝飛翔銀河在,天鷹天琴兩邊排,牛郎織女色青白。

  順著銀河向南來,天蝎人馬緊相挨,心宿火紅蝎尾抬,南斗六星照安泰。

<秋季星空>

  北斗七星隱地平,仙后五星上天庭,飛馬凌空四邊形,兩旁雙魚皆暗星。

  仙女一線引英仙,白羊鯨魚來伴連,南天寂靜亮星欠,北落師門照其間。

<冬季星空>

  獵戶群星霸寒天,腰帶三星一直線,向西射去金牛眼,往東射去天狼現。

  雙子倒立在東邊,御夫北天也耀眼,冬星輝煌大橢圓,南極老人不易見。

(二)四季星座指標

  春 天 大 三 角 室女座α、獅子座β、牧夫座α(中名:角宿一、五帝座一、大角)

  夏 天 大 三 角 天琴座α、天鷹座α、天鵝座α(中名:織女星、牛郎星、天津四)

  秋 天 四 邊 形 飛馬座α、飛馬座β、飛馬座γ、仙女座α

  冬 天 大 三 角 獵戶座α、大犬座α、小犬座α(中名:參宿四、天狼、南河三)

(三)四季主要星座

  春 季 星 座 大熊、小熊、獅子、獵犬、牧夫、天龍、室女、后髮、長蛇

  夏 季 星 座 天鷹、天琴、天鵝、天龍、武仙、北冕、天蝎、人馬、仙王

  秋 季 星 座 仙后、仙女、飛馬、英仙、摩羯、寶瓶、雙魚、鯨魚、白羊

  冬 季 星 座 獵戶、大犬、小犬、金牛、雙子、巨蟹、御夫、天兔、波江


資料來源:

1. 北一女中地球科學學習網站-認識星座與星座盤-認識四季星座:夏季星座http://earth.fg.tp.edu.tw/learn/lookstar/starsum.htm

2.銀河之旅http://www.ydes.ylc.edu.tw/infowww/teach/star/river/htm/movie_index.htm

3.國立台中女子高級中學-中女天文社-許妳一顆星-四季星座http://www4.tcgs.tc.edu.tw/chastro/astro02.htm

4.苗栗縣大坪國小李淑燕老師-遙遊星空-四季星空-夏季星空http://etoe.mlc.edu.tw/materialf/2809/4000.htm;觀星辨位~尋找北極星http://etoe.mlc.edu.tw/materialf/2809/3000.htm;觀星何處去- 辨認星座的三項要訣http://etoe.mlc.edu.tw/materialf/2809/8000.htm

2009年10月13日 星期二

Stellarium星空模擬軟體

影片來源:AstronomyBuff #2: Stellarium and Planetary Alignment 6/30/07http://www.youtube.com/watch?v=dMS_1Mw1c5s



下載安裝及使用http://163.27.57.3/teach/star/stellarium.html
         超過600,000顆星的預設,超過2.1億顆星的額外的目錄,實際的銀河,12種不同的文化的星座、插圖…. Stellarium,字面翻譯為「星的元素」,Stellarium是一個模擬天文臺,是一款開放原始碼的免費星圖軟體軟體,使用GNU通用公共許可證,可以在Linux、Windows及Mac OS X作業系統中使用,亦可應用於天象儀上。。 Stellarium擁有超過 12 萬顆星星的超逼真立體星空、真實星雲影像、大氣與陽光效果、行星與衛星、能夠自由縮放與移動時間,可以讓您在電腦螢幕中看見城市以外無暇的星空。
        當選定指定觀測時間與地點,使用者即可身處天球中觀測天文現象,如日蝕和星座運行等;使用者還可以使天球中出現各種不同的虛擬觀測工具,如天宮圖、黃道和地理座標等。 Stellarium 能即時顯示現在時間和你所在位置,不管天氣好壞它都能顯示出天空中所有的星座,如同一座星象館。許多功能鍵還可顯示擬真的大氣層、地表附近的霧、閃爍的星星、流星雨、黃道、赤道及88個源自希臘神話的西方星座圖繪等,觀測日蝕、星體運行也不成問題。選擇你想要的觀測地點之後在Stellarium中看到的就會是該地點的星空。在螢幕前享受一個完全屬於自己的超逼真立體星空,就和你在夜闌人靜時仰頭望向天際所能夠看到的星空一樣!

1014 star light

Stellarium軟體的下載與執行

一、下載 stellarium0.10.2 主程式。
二、下載 stellarium-zhTW-addon-0.1.7 正體增強包。
三、安裝完主程式之後,再安裝中文化軟體即可。

  • 如何設定stellarium
1.執行stellarium之後,可以設定語言、時間、…。
2.如果要模擬台灣星空進入「位置」,則需將地點選「Taipei」(台北),如果已經中文化,則內定觀測位置在「中央大學鹿林山天文台」。
3.其他符號選項,分別為(以下英文字母為快速鍵):「星座連線」、「星座名稱」、「星座插畫」、「地平座標系統」、「赤道座標系統」、「地面」、「方位基點」、「大氣」、「星雲」、「赤道儀/地平經緯儀」、「移至選取天體」、「搜尋天體」、「設定」、「夜間模式」、「說明」、「結束」…等。
4.可以試玩「日月食」、「流星雨」、「五星連珠」、「熒惑守心」等天文事件。

  • 熟能生巧,常練習就可以記牢。



電子星圖的運用

壹、前言

        電子星圖使用電腦精準的計算能力,使籌劃觀測計劃更加便利。使用者只要設定觀測地點的經度及緯度座標及當地時間等參數,便可以精準的將當時當地的星空呈現在面前,而任何目標星體的名稱、分類、赤經、赤緯座標,或地平、仰角座標,亮度、顏色、距離…等等,也可以一目瞭然。在觀測月球、行星、彗星、小行星等位置比較沒有規律的星體,電子星圖更可以準確的模擬,完整的提供給觀測者必要的資訊。甚至有些優秀的星圖,可以逼真的模擬夜空的氣氛,甚至加入藝術的成份,讓電子星圖除了科學的價值外,更多了一種欣賞的價值。

貳、基本常識

1.赤道座標:以地理之經緯度無限延伸到天球的座標系統。
  • 赤經(RA):24小時制。如 3h32m50.6s或3 32’50.6” 或3 32.84
  • 赤緯(DEC):以天球正北為90度,赤道為0度,正南為-90度。
2.地平座標:用方位角(Az)及仰角(Alt)來描述定義天球的座標。
  • 仰角:天體和觀測者所在地的地平線的夾角。地平線0度,天頂90度。
  • 方位角:正北為0度、正東90度、正南180度、正西270度。
3.天體運行規律:
  • 太陽時:1天。
  • 恆星時:1天再少約3分鐘56秒。
  • 月亮時:29天又12時44分3秒
  1. 星體的種類:star (恆星)、planet (行星)、satellites (衛星)、moon (月球)、constellation (星座)、comet (彗星)、deepsky-object (深空星體).。
  2. 深空星體的種類:planetary nebula (行星狀星雲)、diffuse nebula (瀰漫星雲)、globular cluster (球狀星團)、open cluster (疏散星團)、galaxy (銀河)..。

參、 使用電子星圖驗證過去及未來天文事件
  • 近年的日食:2009年7月22日-中國上海、2009年1月26日-印尼(日環食)、2008年8月1日-中國新疆、2006年3月29日-土耳其&伊拉克
  • 行星凌日:
水星凌日:2003年5月7日、2006年11月9日、2016年5月9日(台灣不可見)、2032年11月13日(日沒帶凌) 金星凌日:1882年12月6日、2004年6月8日(http://yunol.stes.tc.edu.tw/Venus_Transit/Venus_Transit.htm)
  • 月掩土星:1997年10月16日、2002年1月22日在台灣曾經發生過月掩土星?
  • 熒惑守心:1999年9月21發生921大地震,正值「熒惑守心」的天象,是真的嗎?