第 二 章 從地球看太空 2-1 認識星空 2-2 觀察星空 2-3 繽紛的天體世界

認 識 星 空 天球的概念 星座的概念 星球的亮度與顏色

天球的概念 所有的天體不管距離多遠，看起來都分佈在一個遠方極大的球面上，這就是天球。 天球赤道：地球赤道向外投影到天球上的大圓。 天球極軸：通過地球南北極的地軸向外延伸之假想軸線，與天球的交點稱為天球北極和天球南極。

繁星滿天，如何辨識與稱呼？ 星 球 看 似 排 成 某 些 特 殊 的 圖 案 ？

星 座 為了方便表示星球位置，西方將天球劃分成88個大小不一的天區，分屬於88個星座，就如同在地表區分不同國家或鄉鎮。再依照人物、動物、器物命名，如天鵝座。 中國古代將全天分成三垣、二十八宿等天區。 同一星座的群星只是恰好在同一個天區，而彼此之間常毫無關係，如獵戶座群星。

恆星的命名 主要亮星大多有它專屬的星名，例如：織女星 、牛郎星等。 其他暗星怎麼辦？ 恆星統一命名原則： 依同一星座中恆星的亮暗程度，以24個小寫的希臘字母的順序（α、β、γ、δ、ε.....）來命名。 織女星是天琴座最亮的星，故稱為天琴座α星。 河鼓二為天鷹座α星，俗稱牛郎星或牽牛星。 更多的暗星再系統的依明暗順序、位置來編號。

亮 度 亮度是指地球上所見恆星的明暗程度。 通常以星等（視星等）來表示恆星的亮度，星等數值愈小、看起來愈明亮。 一等星比二等星亮。 亮 度 亮度是指地球上所見恆星的明暗程度。 通常以星等（視星等）來表示恆星的亮度，星等數值愈小、看起來愈明亮。 一等星比二等星亮。 星等每差一等，亮度比約為2.51倍。 一等星與六等星差五個星等，亮度差100倍。 亮度與發光能力成正比、而和距離平方成反比。 太陽? 最亮? 看起來最亮是因距離近，其發光能力只能算中等。

亮度與距離平方成反比 隨著距離增加，相同面積上收到的能量減少，星球看起來較暗。

常見星體的視星等值 恆星/望遠鏡 視星等 太陽 -26.8 滿月 -12.6 金星最亮時 -4.0 天狼星 -1.5 織女星 0.0 北極星 裸視極限 6 5米口徑望遠鏡 24 哈伯太空望遠鏡 30

北極星 北極星是顆二等星，亮度並不耀眼，但因地球自轉使得眾星看起來繞天北極（北極星）轉。猜猜看，哪顆是北極星？ P

顏 色 受熱的鐵棒，溫度不斷升高（由左向右），造成鐵棒發光顏色由紅黃趨於藍白。 顏 色 受熱的鐵棒，溫度不斷升高（由左向右），造成鐵棒發光顏色由紅黃趨於藍白。 因此恆星的顏色亦與其表面溫度有關，星球表面溫由低至高依序為紅→黃→白→藍。

觀 察 星 空 天體的運行 星體的周日運動 星體的周年運動 季節的成因 月亮的盈虧 日食與月食 天文觀測

周日運動 由於地球每天由西向東自轉一周，造成每天日月星辰東升西落。 因地球自轉軸對準北天極 (北極星)方向，因此看起來恆星每天繞北極星運行一周。

周年運動：星座的四季變化 地球繞日公轉造成之現象： 四季星象的變化 每過一天同一恆星約提早四分鐘升起 太陽每個月經過黃道上不同的星座 變化週期為一年。

四季星象的變化

恆星約提早四分鐘升起 地球以太陽為參考點自轉一周，實際上會比轉360度還要多轉1度，必須多花費四分鐘左右，所以同一恆星每天提早四分鐘升起。

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 2/21

季節的成因 季節變化的原因是陽光照射的角度改變，影響地表溫度及日夜長短。 地軸傾斜 地球繞太陽公轉 季節變化並非日地距離所造成。 每年大約1月2日，為地球的近日點，但此時正是北半球冬季，而南半球則為夏季。

太陽在天球中位置的變化 黃道與天球赤道間有23.5°的夾角。 黃道與天球赤道兩個交點分別稱為春分點及秋分點，黃道面最北方的點稱為夏至點，最南方的點則稱為冬至點。

直射、斜射的能量變化 光線垂直照射時，能量分布在圓形的最小面積；而當 光線斜射時，則分布在較大的橢圓形內，因此單位面積內接收到的能量比較少。

地軸傾斜造成四季變化

台灣地區太陽的升落軌跡

影響天文觀測的因素 地球的大氣層 地球大氣會吸收（擋住）絕大部分來自天外的電磁波 大氣的擾動造成星體影像的模糊 人為干擾 廢氣、煙霧與光害 人為無線電訊號

大氣對電磁波的吸收 地面只能接收無線電波及可見光波段 其他波段需利用飛機、高空氣球或太空望遠鏡

光 害 背景太亮以致於暗星難以觀察

增加影像的穩定度與解析度 將天文台設置在高山上 可觀測日數多 影像穩定 光害少 消光少 將望遠鏡放置於外太空 哈伯太空望遠鏡

夏威夷火山頂上之天文台 標高四千二百公尺左右之夏威夷毛納基亞山火山，是地球上最佳的天文觀測地點，此地一般海面的低層雲高度只有一五○○公尺左右，所以完全不受雲霧的影響，且無光害及污染。

哈伯太空望遠鏡 離地六百公里高空繞著地球運轉的哈伯太空望遠鏡，因為在大氣之上，免除了大氣干擾，雖然口徑並不大，但影像解析度比地面上最好的望遠鏡好上十倍。

星系(galaxy) 宇宙中，星球間的距離非常遙遠。 但由更大的尺度觀看，許多星球、氣體及微塵，因相互引力而集合在一起形成了星系，是構成宇宙的基本單位。 太陽以及其他數以千億計的恆星群集在一起構成的星系，特別稱為銀河系(Milky Way)。 星系依形狀分為橢圓、螺旋（正型螺旋和棒狀螺旋）和不規則星系。

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。 左圖為發光雲氣，雲氣反射鄰近亮星的光線，且受星光激發而發光。 右圖為黑暗星雲，因為塵埃特別濃密而遮蔽後方的亮光。圖中的黑暗星雲恰巧形成像馬頭的形狀。

銀河系

球狀星團 此球狀星團據估計包含了約100萬顆恆星。

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。銀河系外觀應與仙女座星系類似，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 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。

室女座星系團 包含數千個星系，距離我們6千萬光年。

宇宙的組織