2015年5月4日

多波段的宇宙

不同電磁波長的能量強度分布就是「光譜」。就來瞧瞧科學家是如何記錄、並應用光譜資訊在探索宇宙奧秘吧!

作者/林郁梅(北一女中地球科學教師)、黃芳蘭(北一女中資訊教師)

拍誰就像誰?
宇宙中有不同大小的天體,今天若要拍攝一張天文照片,你會想選誰當主角來進行構圖呢?星系?星雲?星團?可以發現,不同的目標呈現不同的風貌。

而縱使是同一目標, 在不同電磁波段的觀測下,所看到的樣貌與結構也會截然不同喔!到底是怎麼一回事呢?

恆星藉著核融合反應源源不斷釋放光(電磁波)照亮著宇宙,但是其實只要溫度不為絕對零度的物體,都會發射出電磁波,而這種因具有溫度而發射出能量的現象即稱為熱輻射。除此之外,電子進行能階躍遷、分子本身週期性的振動、帶電荷粒子在電磁場中運動偏轉等過程也會吸收或輻射特定波長的電磁波。所以在宇宙中,存在著各種不同的「發光」機制,且其輻射或吸收的電磁波也不一定落在可見光的波段中,因此利用多種波段來進行觀測,是天文學中很重要的策略,而在這些多波段影像中也透露了觀測目標的組成、特性、甚至是過往的故事。

以望向銀河系中心所拍攝的影像為例:在可見光下可以指出似乎有一條黑長帶遮掩了後方的亮光,那是因為銀河系本身盤面上的塵埃帶的分布所造成;但是在紅外光波段下,相同的位置分布上卻由於接收到來自於塵埃的熱輻射而呈現一片光亮。

在觀看天文影像時,最重要的是描述影像特徵、指出差異的表達,因為這些差異與特徵,就是述說目標故事的重要線索喔!哈尼天體就是一個很著名的例子。所以對於發掘宇宙深藏的秘密來說,影像分析是很重要的工作,而影像又是如何被記錄下來的呢?......【更多內容請閱讀科學月刊第545期】

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