星際物理研究Astronomy
天體觀測一
理論推演與實測
1. 為什麼飛機在高緯度地區飛行時可能會在黑夜裡短暫地經過白天？
2. 請描述在極圈內永晝時天空中太陽的路徑。
天體觀測二
理論推演與實測
1. 請深入瞭解James Webb Space Telescope (JWST)並做基本介紹，包含JWST的基本設計及其科學目的，以及未來會擺放的位置及這個位置的優點。
2. 從過去到現在，有兩種模型曾被用來介紹宇宙膨脹：「氣球」模型和「葡萄乾」模型。請（一）深入瞭解這兩種模型的內涵和表示方法，討論兩個模型的優劣點；（二）請說明現代宇宙學描述目前宇宙狀態的說法：「均勻膨脹，沒有中心」。
天體觀測三
理論推演與實測
1. 契忍可夫輻射(cherenkov radiation)是如何產生的？表現在外的樣貌為何？
2. 請解釋「哈柏定律」，並舉例說明該定律如何應用。請找出目前最為科學界接受的「哈柏常數」（注意單位！）。如果你是老師，要如何向學生解釋「離得越遠，跑得越快」的哈柏定律？
3. 白矮星、中子星、黑洞為三種宇宙中常見的緻密天體。請舉出兩個中子星的例子，並寫出其尺寸大小和密度（如何用日常生活的尺度來描述中子星的密度？）。
4. 白矮星的質量上限稱為「錢卓西卡極限」(Chandrasekhar Limit)，請找出相關資料閱讀理解後，簡單解釋；並說明為何觀測遙遠星系中的Ia型超新星亮度，可以得出到該星系的距離。
天體觀測四
理論推演與實測
1. (a) 請說明M31仙女座大星系與銀河系未來的碰撞，包含目前的相對速度以及需要多久的時間。(b) 既然宇宙在膨脹，為什麼這兩個星系還會相撞？
2. 請描述Alpha Centauri系統，並說明霍京的偉大計劃，這個計劃的科學目的為何？技術挑戰為何？
3. 請簡單描述星團的分類，並就兩種星團各舉一兩個例子，如M13和M67。
4. 何謂Messier catalog?產生的原因為何？包含哪些類型的天體？
天體觀測五
理論推演與實測
1. 請就天體「視星等」、「絕對星等」，和「距離」的關係，做簡單的練習。(a) 天狼星的視星等−1.46，與地球的距離為8.6光年，請算出天狼星的絕對星等；(b) 請查詢夏季大三角（牛郎、織女、天津四）的視星等、和這三顆星與地球的距離，計算這三顆星
的絕對星等。(c) 太陽的視星等為−26.74，請將日地距換成pc單位，計算太陽的絕對星等。
2. 請查詢1920年Shapley–Curtis Debate的核心爭議，其辯論的過程，以及最終結果。
3. 請整理並擴充上課所學，說明三種決定天體距離的方法，以及各自能夠運作的距離範圍：三角視差、光譜視差、造父變星。
4. 何謂Messier catalog?產生的原因為何？包含哪些類型的天體？
天體觀測六
理論推演與實測
1. 請說明Ian Shelton 觀測到超新星SN1987A爆發的過程。
2. 請描述小柴昌俊（Masatoshi Koshiba）如何建構超級神岡山（Super Kamiokande）實驗，以及如何測量到SN1987A超新星爆炸所釋放的微中子？
3. 請描述大質量恆星演化到最後，發生超新星爆炸前的結構狀態。
天體觀測七
理論推演與實測
1. 試搜尋MACHO計畫的內容與結果。
2. 試搜尋TAOS（中美掩星計畫）的內容與結果。
3. 請查詢以下暗物質的相關資料: (a) 其存在的證據（例如Rubin的觀測結果）。(b) 星系團裡面暗物質的分布。
天體觀測八
理論推演與實測
1. 請描述太陽光譜的形狀和特徵，整體的形狀數學上如何描述？上面密密麻麻的吸收譜線主要來自何種元素？
2. 請闡述何謂「禁止線」（Forbidden lines），並請說明何種天體會產生這種譜線。
3. 請解釋類星體核心噴流所產生的「超光速運動」（Superluminal motion）原理為何。
天體觀測九
理論推演與實測
1. 請介紹卡西尼號從2017.04.26開始的最後任務（The Grand Finale）的大致過程，並解釋為何需要「自毀」。
2. 請瞭解並說明日本探索火星的「希望號」（nozomi）的任務架構，和最後的結果。
3. （1）請搜尋智利VLA天文台長期觀測銀河中心附近恆星運動的影片，截圖同時附上影片來源，並說明這些恆星運動軌跡所代表的意義。（2）請介紹橢圓星系M87中心關於核心噴流，與氣體高速運動的HST觀測結果。
4. 請說明何謂「視界望遠鏡」（Event Horizon Telescope, EHT），及其科學目的。
天體觀測十
理論推演與實測
1. 請說明美國90年代的四大 Milestone Telescopes。
2. 請說明1995年Lamb 和 Paczynski 大辯論的原因、過程，和結果。
天體觀測十一
理論推演與實測
1. β Pictoris (繪架座β，又稱「老人增四」)是如何經由特殊曝光，觀察到旁邊有盤狀結構？如何將中央亮星擋掉？獲得這個影像後，天文學家做出什麼結論？也請搜尋後續的HST觀測新生恆星周邊灰塵雲盤的精彩影像。
2. 請畫出H-R diagram，並說明其中的關鍵組成，和每一部份的意義。
3. 請說明低質量恆星（1 M☉）和大質量恆星（5 M☉），在H-R diagram 上的變化路徑。
天體觀測十二
理論推演與實測
1. 請整理上課所學和網路資料，對類地行星以及類木行星做出一個總整理。
天體觀測十三
理論推演與實測
1. 簡述美國30米望遠鏡TMT，與歐洲39米望遠鏡EELT兩望遠鏡的規劃架構、科學目的，和興建現況。
2. 說明自適應光學（AO系統）的原理、「假星」的概念，以及世界上大型天文台發展AO系統的現況。
3. 簡述智利高原上ALMA的建設過程、科學目的，以及目前現況。
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