普考申論題
110年
[天文] 天文學概要
第 一 題
📖 題組:
四、(一)請說明如何測量太陽在銀河系裡的速度大小與方向。(10 分) (二)假如已知太陽繞行銀河系中心的線速度是 240 km/sec,請估算太陽自形成以來,已經繞行幾圈了。(10 分)
四、(一)請說明如何測量太陽在銀河系裡的速度大小與方向。(10 分) (二)假如已知太陽繞行銀河系中心的線速度是 240 km/sec,請估算太陽自形成以來,已經繞行幾圈了。(10 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (一)
請說明如何測量太陽在銀河系裡的速度大小與方向。(10 分)
思路引導 VIP
考生看到此題應先釐清「太陽的速度」在天文學上包含兩個層次:一是相對於鄰近恆星(本地靜止標準,LSR)的「本動速度」,二是繞行銀心的「軌道速度」。解題時應說明利用都卜勒效應測量恆星視向速度、利用長時間觀測測量自行,再透過大量恆星的統計平均求出本動速度;並指出需利用不隨銀盤共轉的銀暈天體(如球狀星團)作為靜止參考系,才能測出太陽繞銀心的絕對線速度。
小題 (二)
假如已知太陽繞行銀河系中心的線速度是 240 km/sec,請估算太陽自形成以來,已經繞行幾圈了。(10 分)
思路引導 VIP
這是一道標準的天文學數量級估算題。解題關鍵在於考生必須自行調用兩個先備的基礎天文常數:太陽距離銀心約 8 kpc、太陽年齡約 46 億年。透過等速率圓周運動公式求出公轉週期(即銀河年)後,再以總年齡除以週期即可求得圈數,過程須特別留意空間與時間單位的轉換(如 pc 轉 km、秒轉年)。