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高考申論題 112年 [天文] 太陽系

第 一 題

📖 題組:
距今透過各種天文觀測方法,已發現有超過5,000顆系外行星:(每小題10分,共20分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

其中有一個特別的行星族群稱為「熱木星」,請說明什麼是「熱木星」?

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看到「熱木星」,應從字面意義拆解:「木星」代表其為質量龐大的氣態巨行星,「熱」代表其距離母恆星極近導致表面高溫。作答時除了描述其物理與軌道特徵(如潮汐鎖定、短週期),務必補充「行星遷移」的形成假說,以展現對行星動力學演化的深入理解。

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【破題】「熱木星」(Hot Jupiters)是指質量與體積與木星相近(屬於氣態巨行星),但軌道極度靠近其母恆星的一類系外行星。 【論述】 一、 軌道特性

小題 (二)

探測系外行星的方法其中之一為「徑向速度法」,請描述如何利用此方法找到系外行星?

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看到此題,應先聯想到「重力交互作用」與「都卜勒效應」兩大物理概念。作答時需依序說明:恆星與行星繞共同質心的運動、該運動如何導致光譜產生紅移與藍移,以及透過此現象可計算出哪些行星物理量(如公轉週期與質量下限)。

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【破題】 「徑向速度法」(Radial Velocity Method)又稱為都卜勒光譜法,是利用測量恆星受到環繞行星重力牽引而產生的微小週期性運動,藉此間接推斷系外行星存在的探測技術。 【論述】

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