恆星世界 :: 恆星探索新世代 :: Articles :: Astronomy @ Stardust Sand 銀星砂

<< 上一頁 | Introduction | 億萬又億萬 | 繪製宇宙地圖 | 尋星 | 恆星世界

恆星世界


圖十六 Keck所拍的天王星,
自適應光學開ㄚe後的對比

圖十八 哈勃太空望遠鏡拍攝
參宿四的表面

經過幾個世紀的觀測,人們對恆星的物理特性了解加深了。除了太陽,我們可以派探測船飛到較近太陽的地方對它進行研究,但對遙遠的恆星,甚至是更遙遠的星系,我們都沒有辦法(至少暫時沒有辦法)送一艘太空探測船飛到目的地作觀測,所以天文學家都是利用兩個基本工具來進行研究──測光學(photometry)和分光學(spectroscopy)。

測光學是測量天體光度的一門科目,當收集到一組星的光度(目視星等,apparent magnitude)時,我們便可以把這組光度與他們的距離作比較而知道他們真正的光度(絕對星等,absolute magnitude),加上不同的瀘光片(filter)作測光,我們更可以測出該天體在不同波段的強度,再把整組星的光度作比較,便可以知道更多有關該星的資訊,例如年齡。CCD的出現大大提高了測光技術的靈活性與準確性,以前用的底片都不是太準確,但CCD對光是呈線性反應(linear relationship)的,所以只要知道每一個像素(pixel)的值(ADU),我們便可以準確地得到星的光度。分光學,即是觀測光譜(spectrum)。我們由一顆恆星的光譜可以得知該星的化學成份,溫度,或是恆星際空間(interstellar space)的資料。CCD的出現又令到攝譜的工作變得容易、方便、準確。所以,CCD的出現可說是為觀測天文與理論天文帶來第三個紀元。地面的觀測一直受著大氣層視寧度的限制,但現在天文學家發展出自適應光學(adaptive optics)技術嘗試克服大氣層的問題。望遠鏡的鏡片不再造成一整塊,而是分割成多塊,每塊鏡的底部連上一個可以改變鏡位的裝置,使每一塊鏡都可以隨意改變位置,然後透過射一條激光上天空,在天空中製造出一顆人造星,天文學家透過觀看這顆人造星在大氣下的改變,推斷出大氣視寧度的變化,電腦的計算指示鏡片調節角度或鏡的厚度,以消除大氣喘動的影響。現在不少大型天文台都引入了自適應光學技術,其中以Keck的成效最為顯著,但這門技術仍有很多技術性問題需要克服,相信假以時日,地面的觀測可以迫近太空的水平。


圖十七 Keck的激光

獵戶座的參宿四(Betelgeuse) 是第一顆人類透過望遠鏡拍攝到恆星表面的恆星,雖然都不是太清楚,但我們可以在參宿四上看到一個不能解釋的熱點(hot spot),正如太陽有太陽黑子,恆星也應該有恆星黑子(star spots),我們的望遠鏡技術再過多幾十年就能夠看到更清楚的恆星表面,甚至恆星黑子。

天文學家現在已經懂得透過聆聽太陽表面的震動來研究太陽內部的結構,稱為日震學(helioseismology),這門技術的原理一樣可以應用到恆星上,是為星震學(astroseismology)。將來只要科技的進步,解決了技術上的困難,我們便可以聆聽到其他恆星的震動,星震學將來會成為一門研究恆星核心的學科,以理解恆星的構造。

恆星科學的發展前沿正不斷開拓,以往較難觀測的天體,現在都觀測到了,例如未能成為恆星的褐矮星、帶有強力磁場的中子星──磁星(magnetar)等天體。透過2MASS和GAIA等的觀測,將會為我們開啟一個全新的恆星世界大門。雖然天文學的重心由古代時期的天體測量學轉移到現在的天體物理學,但恆星的探索工作依然持續,永無止境,正因為我們是因恆星而生的兒女,我們更需要了解恆星──我們生命的來源。

<< 上一頁 | Introduction | 億萬又億萬 | 繪製宇宙地圖 | 尋星 | 恆星世界


PAGE :: 1    SITE :: 1    stardust.net :: 1

cheungszeleung@gmail.com LAST UPDATE: 13/3/2015