普通天文學
期中考 (一九九八年 春)
考試時間 1998.4.15 10 am ~ 12 noon。請將答案寫在答案紙上,並清楚標明題號。你不可以使用任何參考資料(包括別人的答案),也不能用計算機。
一、是非題:對你認為是恆真的陳述在答案欄劃「○」;否則劃「×」且簡單說明或修改題目使其正確;說明不正確仍不計分。每題2分。
- Betelgeuse 是獵戶座 (Orion)
中的一顆星,也就是中國人稱的「參宿四」,顏色偏紅,表示其表面溫度比太陽低。其光度測量的
(B-V) 值也會比太陽低。
- 太陽藉熱核反應產生能量,愈接近表面溫度愈低,核反應速率愈慢。太陽的表面溫度約三千度,核反應的速率只有中央部份的十分之一。
- 在 X
光波段觀測太陽,日冕非常明亮而光球的部份則呈暗黑。
- 太陽表面的游離物質隨著磁場噴發出來,稱為
solar wind。這些物質掉落進地球的大氣層便是流星。在太陽活躍期,噴發劇烈,掉落的物質增加,就是流星雨。
- 太陽表面有明暗相間的 granules,它們是太陽內部能量藉由對流輸出產生的現象。
- 我們肉眼所見的太陽表面稱為 chromosphere。
- 所謂「錢氏極限」 (Chandrasekhar limit)
是電子簡併壓力能抵擋萬有引力
的最大質量極限,其值大約是 1.4~Msun。核心質量大於此極限的星球,將無法成為白矮星。
- 類似太陽一般的低質量主序星在核心進行核反應,將氫轉變成氦;而質量較大的主序星則在核心將氦轉變成碳或更重的元素。
- 太陽表面的黑子比周圍顯得暗,這是因為黑子區域溫度比較低。
- 雙星距離太近時﹐物質會從質量小的星流向質量大的星﹐這類系統稱為
eclipsing binaries。
二、選擇題:選出最好的答案。每題2分。
- 太陽表面的溫度大約為: (A) 300 K; (B) 3,000 K;
(C) 6,000 K; (D)15,000,000 K
- 太陽的視星等約為 -27 等,絕對星等約為:(A)
+5 等;(B) 0 等;(C) -5 等;(D) -27 等
- 天蝎座裡最亮的「心大星」 (Antares)
是一顆紅巨星,和太陽比起來,下列哪一個敘述不正確?
(A) 心大星的體積比太陽大;(B)
心大星的溫度比太陽高;
(C) 心大星的光度比太陽大;(D)
心大星的密度比太陽低
- 太陽的壽命 ---
定義為在核心進行氫核子反應的時期 --- 大約是
100 億年。質量為太陽 10
倍的恆星的壽命大約為
(A) 10$^5$年;(B) 10$^7$年;(C) 10$^9$年;(D)
10$^{11}$年
- 如果某顆星含有比較多的重元素,這表示
(A) 這顆星曾經發生過超新星爆炸;(B)
這顆星很年輕;
(C) 附近的星際物質溫度比較高;(D)
銀河系的這個角落的宇宙射線比較強
- 有關白矮星內部的核子反應,下列何者正確?
(A) 白矮星沒有核子反應;(B) 氫融合成氦;(C)
氦融合成碳;(D) 碳融合成鐵
- 造父變星 (Cepheid variable) 是
(A)
大質量的巨星或超巨星,因為脈動而改變大小與光度;
(B)
在造父座方向的一種變星,目前知道大約1000顆;
(C)
白矮星冷卻後的產物,是銀河系中數量最多的天體;
(D)
藍巨星的一種,是銀河中光度最大的天體
- A星的視差角經測量為 0.01角秒,而 B
星的視差角則為0.02角秒,因此我們可以推論:
(A) A星的表面溫度比B星高2倍;(B) A星的距離是B星的2倍;
(C) B星的距離是A星的2倍;(D) B星的體積比較大
- 有兩顆幾乎一模一樣的 A2~V 星球,其中 A
星距離我們 10 pc,另外一顆(B星)則距離我們
100 pc,那麼
(A) A星會顯得比較暗;(B) A星會比B星多5個星等;
(C) A星會比B星多10個星等;(D) B星看起來顏色會比較紅
- 獵戶座星雲 (Orion Nebula)
呈現的顏色以紅色為主,這表示它是一個
(A) 黑暗星雲;(B) 反射星雲;(C) 發射星雲;(D)
行星狀星雲
三、簡答題:簡單、扼要地回答下列問題。
- 繪出 Hertzsprung-Russell diagram。清楚地標出橫軸與縱軸。並在圖上標示出主序、紅巨星、超巨星與白矮星的位置。在圖上畫出太陽離開主序後的演化路徑。(20%)
- 太陽的光譜型態為 G2V,北落師門(南魚座
Alpha 星;Fomalhaut)為 A3V,畢宿五(金牛座
Alpha 星;Aldebaran)則為 K5III,就你所能比較這三顆星的參數(例如體積、表面溫度、質量、光度、距離、密度等等)。
(10%)
- 一中子星的溫度為一百萬度﹐半徑約十公里﹐計算其光度
(luminosity) (與太陽比較)。太陽的半徑為 7
× 105 公里。(10%)
- 一個星團裡的成員恆星一般相信大約是從同一團雲氣,在差不多同一時期形成的。說明一個決定星團年齡的方法(一個只有千萬年的年輕的星團和一個數十億年的星團有什麼不同呢?)
(10%)
- 比較第 I 型超新星 (Type I supernova) 與 Type II
超新星在來源與觀測特性上的不同。(10%)