一些常见的天文知识问答

​​发布单位：臺北市立天文科學教育館

1 * 如何用星期座盘查日出时间？

2 * 什么是光谱？

3 * 科氏力是如何造成的？

4 * 对于恐龙灭绝原因，目前有哪几种说法？

5 * 什么是脉动学说？

6 * 星座盘上每个恒星平均每小时约转动几度?

7 *为什么会有星星？为什么会有地球？

8 * 我们有几颗行星和恒星？

9 * earth-shattering theory和giant-impact model是什么意思？

10 * 什么是光年？

11 * 可否帮忙鉴定陨石？

12 * 如何利用星星或星座寻找北方？

13 * 为什么一到晚上就会有满天的星星？

14 * 什么是星系、恒星、行星和卫星？

15 * 太空垃圾Q&A

1.如何用星期座盘查日出时间？

利用太阳应在黄道上的什么位置，将其放在东（日出）、或西（日没）的地平线上，然后看看你所要找的日期是对准哪一个时刻，就可以大约判读日出日没时间。

例如：春分时（约3/21），太阳位在黄道与赤道的交点，称之为春分点（沿着黄道，由赤道以南往赤道以北的点），现在位在双鱼座与宝瓶座之间，为赤经0度或黄经0度的起点。

若将春分点移动到东方地平面上，再看3/21的日期刻度会与那个时间刻度对齐，则为该日日出时间；若将春分点移至西方地平面上，则3/21的日期刻度所对准的时间刻度，即为日没时间。

太阳每日会沿着黄道由西往东移动约1度左右，夏至点在90度，约6/21前后；秋分点在180度，约9/22前后；冬至点为270度，约12/ 22前后。

2.什么是光谱？

光谱就是将光分解开来；而光，其实是「电磁波」的通称。将电磁波按波长的长短，由短至常，分别可分为：宇宙射线（cosmic ray）、伽玛射线（gamma ray）、X射线（X ray）、紫外光（ultraviolet，UV）、可见光（visible ）、红外光（infrared，IR）、无线电波（radio wave）等。

光谱可分为连续光谱、暗线光谱（吸收光谱）、明线光谱（发射光谱）三种。

3.科氏力是如何造成的？

以物理上来说：只要不是惯性系统，从非惯性系统（不是静止不动的系统）转换到惯性系统上时，便会产生科氏力。所以，如同离心力一样，科氏利其实是一种「假想力」。

简单地来说：因为地球在自转，这就是一个非惯性系统；但是待在地球上的人，以为自己是身处于惯性系统（没感觉地球在转动）。因此，当从外太空看来是一个直线运动的物体，在地球上的人看来，会受到「科氏力」影响而转弯；北半球会向前进方向的右侧弯曲，在南半球则会向前进方向的左侧弯曲。

有没有想过为什么台风的旋转方向在北半球是逆时针、在南半球是顺时针？为什么北半球有东北信风带，到了南半球变成东南信风带？为什么台湾附近的黑潮是向北流？这些都是因为地球大气气流与海洋受到科氏力的影响最明显而造成的喔！

4.对于恐龙灭绝原因，目前有哪几种说法？

关于恐龙灭绝的原因，众说纷纭。目前比较有人在提的有：地球变动（如地震或火山爆发）、小行星或彗星（陨石）撞击地球，其他还有有毒植物大量繁衍、小型哺乳动物（尤其是啮齿类）产生等。

目前，学界较公认的原因，是有一颗直径约10公里大小的陨石撞击到地球，撞击地点怀疑是在中南美洲的犹加敦半岛。由于撞击地点位在海陆交界，因此撞击当时可能会造成海啸，淹没陆地；撞击时产生的的高热，则引起森林大火；撞击时激起的尘埃与森林大火的灰烬，随大气气流遍布全球，造成阳光被遮蔽，地球气候随之丕变，使得植物无法生长，动物也随之灭亡。

目前支持这项说法的证据，除了已经在犹加敦半岛找到的陨石坑外，还有恐笼灭绝时的白垩纪（K）、第四纪（T）交界处有一层黑色薄层（K/ T边界），其中含有异常多的铱元素。铱在地球上为稀有元素，但在小行星中含量很多。这个K/T边界在全球都有发现，但愈靠近犹加敦半岛的陨石坑遗迹，K/T边界层愈厚；并在周边的岩石土壤中，找到高温石英，这种矿物只有在撞击力道非常强、温度非常高的环境中才会产生。因此，大部分的科学家相信，陨石撞击应是恐龙或其他类似灭绝事件的主因。

但是，有一小部分科学家认为：火山爆发也会引起海啸、森林大火、阳光遮蔽致使气候改变等现象，甚至他们认为连铱元素异常也有可能是因为火山喷发时，岩浆所含有的成分是比较接近地球内部的物质，有可能地球内部也含有大量的铱元素，只是没有显露在地表而已。

所以，目前陨石说唯一能赢火山说的，只有高温石英一项了。

5.什么是脉动学说？

如果您是指宇宙诞生理论中的脉动学说（pulsation theory），那是指宇宙会周期性的膨胀、缩小，就像心脏跳动一般。之所以会如此，是因为宇宙的平均密度小于临界密度，所以当宇宙膨胀到一定极限之后，重力会战胜一切使宇宙开始收缩，周而复始。至于脉冲星pulsar，是高速自转且自转轴与磁轴不重合的中子星，会发出简短但很规律的辐射，就是脉冲波。您可以参考本馆展示场3F或一般天文学概论的书籍。

6.星座盘上每个恒星平均每小时约转动几度?

星座盘上的恒星位置是固定的，但是因为地球在自转，一天24小时转一圈，所以每个小时见到天空中恒星的位置，相对于地面景观，会以南北极轴为中心转动360/ 24＝15度。

7.为什么会有星星？为什么会有地球？

宇宙中的所有物质都是起源于宇宙大爆炸。大爆炸的瞬间产生了空间、时间、物质，然后慢慢的，质量重的物质开始吸附它周围空间的物质，慢慢形成了物体- 大质量的物体– 星体，热量较高的就形成了恒星，也就是现在看到的天上的星星（太阳系的行星除外），由于距离非常非常的遥远，我们现在看见的星星也只是它们几万年前甚至是几亿年前发出的光。我们人类也是有这些宇宙中最基本的分子、原子等最基本的物质构成，不过我们是属于有机生命体，是有思想有智慧的高级生命。

8.我们有几颗行星和恒星？

地球人目前只拥有地球一颗行星（好像也不能说拥有，因为我们是依附在地球上才能生存的），而太阳系内目前有一颗恒星（太阳）和八大行星。

银河系里有两千亿颗恒星，宇宙里估计有几百亿个星系，至于行星与恒星的数目，您可以试着计算看看！

9.earth-shattering theory和giant-impact model是什么意思？

这两个名词虽然在80年代中叶就已出现，但国内目前并无统一的翻译名词。由于这个理论与模型是要阐述月球形成的理论，前者或可写成『月球碰撞形成说』（earth-shattering theory），后者则写成『巨大碰撞模型』（giant-impact model），并在其后附上原文，相信不至于造成误解。

至于这个理论的内容，简单的说，就是在地球诞生初期，一个如火星般大小的天体擦撞地球，成为现今的月球，也就是月球碰撞形成说。

但这样的理论有几个困境，因为碰撞时所发生的状况，需要满足巨大碰撞模型（基本上，这个模型的建立，就是为了阐释像行星般大小的天体，发生碰撞事件时可能会有的状况）。而考虑地球原始的质量、碰撞者（月球前身）的质量、月球目前含铁的比例以及整个月地系统的角动量之后，会发现满足角动量守恒，整个系统的质量就不对；如果质量对了，那么角动量就不对…毕竟现实世界里，想要见到这种等级的碰撞事件相当不容易，所以这还只是一个在超级电脑中进行模拟的理论。

如果您对这方面的论述有兴趣，也许可以先参考科学美国人（Scientific American）2001年11月号，其中的一篇news就是在讨论这个理论。

10.什么是光年？

相信这应该是某些学校的作业。我们的简答是： 光一年所走的距离，约9.6兆公里。详请参考本馆展示场3F『恒星区』的部分。

11.可否帮忙鉴定陨石？

天文馆目前并没有提供这样的服务，因为我们没有鉴定所需的仪器设备。如果您有这方面的需求，我们建议您洽询中央研究院的地球科学研究所，或是国内有地质系所的大学。

12.如何利用星星或星座寻找北方？

夜间利用恒星或星座寻找北方可以有几种方式：

春夏季节，可利用北斗七星中，斗杓的两颗指极星（天枢、天璇），向北延伸两星距离的四～五倍，找到北极星。

秋冬季节，可利用仙后座的W形状，两边斜边延伸后的交点，再与W中央那一点连线后，向北延伸两点距离的四～五倍，可找到北极星。

从猎户座腰带中间那一颗，向猎户座头部延伸，可找到北极星。

牛郎、织女、天津四组合成的夏季大三角，固定织女和天津似的连线，将牛郎的位置「镜向」到北方，为北极星所在。

白天寻找北方，可利用太阳的位置变化来看。

13.为什么一到晚上就会有满天的星星？

白天也有很多星星，只是大气层太亮了，让我们看不见大气层背后的星星。地球的四周围都是星星，看看本馆展示场2F的天球仪，相信您会更清楚。

14.什么是星系、恒星、行星和卫星？

简单来说：

星系是数百亿至数千亿颗恒星的集合体，并有灰尘、气体充斥其间。星系可分为螺旋状、棒旋状、椭圆状与不规则状，每一种都还可以再细分几种次型。

恒星泛指星体内部可自行进行核融合反应而稳定地发光、发热的天体。

行星为环绕恒星公转、体积与质量需在一定程度以上的天体。

卫星指环绕行星公转的自然天体。

15.太空垃圾Q&A

1.什么是太空垃圾？ 　　

太空垃圾（orbital debris）是在地球上空、已无任何用途的人造天体。

2.太空垃圾的例子 　　

太空垃圾包括已除役的卫星或太空船、最后几节火箭、各种酬载物、太空船分离或运作时释出的各项垃圾、太空船和各级火箭爆炸或相撞之后的残骸、固态火箭废液、太空船或卫星等受到热压或小粒子撞击而释出的微小涂料碎片等。

3.地球轨道上现有多少太空垃圾？ 　　

美国太空监测网（US Space Surveillance Network）目前（2011.09）正在追踪直径大于10公分的地球轨道天体约有22,000个，但其中只有1,000个是还在运作中的太空船或卫星，其他都是太空垃圾。如果将直径1～10公分的碎片也算进去，则总量将高达500,000个。至于直径小于1公分的太空垃圾，总量估计可能超过数千万个。

4.地球上空的太空垃圾分布状态均匀吗？ 　　

不，并不均匀。绝大部分的太空垃圾位在距离地表约2,000公里的广袤太空空间中，而其中又以轨道高度约800～850公里的范围内最多。

5.太空垃圾的飞行速度有多快？ 　　

在2,000公里以下的低轨道中，太空垃圾环绕地球的速度约为每秒7～8公里（相当于时速25,200～28,800公里）。不过，太空垃圾互撞时，平均速度可高达每秒10公里。所以，即使是微小的太空垃圾碎片，也拥有很大的能量。

6.国际太空站（International Space Station，ISS）如何避免太空垃圾的袭击？ 　　

ISS是到目前为止防护力最强的太空船。如居住区和外部高压槽等，通常能禁得起直径1公分以下的太空垃圾撞击。此外，ISS也能发动引擎，机动调节位置来避免太空垃圾撞击，目前平均约每年一次做这样的机动调节工作。

7.太空垃圾会待在地球轨道上多久？ 　　

太空垃圾的轨道高度愈高，待在地球轨道上的时间愈久。一般来说，轨道高度在600公里以下者，大约数年内会坠落地球。轨道高度约800公里者则长达数十年。轨道高度高于1,000公里者，如无其他意外，通常会环绕地球一世纪以上。

8.重返大气的太坑垃圾会威胁人类的生命财产安全吗？ 　　

一般太空垃圾在重返大气中过程中，通常会与大气摩擦生热而燃烧殆尽；有留下残渣者，也大都坠落在覆盖地表面积70%的海洋或其他水体中，或是渺无人烟的加拿大冻原（Canadian Tundra）、澳洲内陆、俄罗斯的西伯利亚地区等。在过去50年间，平均每天会记录或追踪到一个太空垃圾坠入地球。但都不曾造成明显或严重的危害。

9.对于太空垃圾，我们能做些什么吗？ 　

现今最重要的方式就是避免制造更多的太空垃圾。这可以透过审慎的的火箭设计与操控来达。至于清除已存在的太空垃圾，以技术和经济方面来说，目前仍是件艰难的挑战，但全球各相关机构都在努力中。

10.各国对太空垃圾的政策为何？ 　　

美国从1998年开始制订缩减新太空垃圾的官方政策，其中2010年6月28日公布的美国国家太空政策（National Space Policy）中就含有一项名为「保护太空环境（Preserve the Space Environment）」的章节。 　

至于其他如俄罗斯、中国、日本、法国、欧洲太空总署等国家与跨国机构也都有太空垃圾减量的指导方针。此外，联合国于2007年透过「外太空和平使用委员会（Committee on the Peaceful Uses of Outer Space）」也发表了一系列的太空垃圾减量指导方针。

资料来源：http://www.nasa.gov/news/debris_faq.html

以上问答信息均来自台北网络天文馆天文FAQ，由@天文在线 整理

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/list.asp?mtype=c6&cate_id=43

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