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說實話,你想當天文學家嗎?

【博科園-科學科普】人類一直在凝視著天空尋找著周圍的宇宙的意義和秩序。儘管星座的運動——在夜空上印上圖案是最容易追蹤的,但其他的天文事件,如日食和行星的運動也被繪製和預測。

天文學的定義:天文學是研究太陽、月亮、恆星、行星、彗星、氣體、星系、氣體、塵埃和其他非地球形體和現象的研究。在k - 4學生的課程中NASA將天文學定義為「對恆星、行星和空間的研究。天文學和占星術在歷史上是有關聯的,但占星術不是一門科學,也不再被認為與天文學有任何關係。下面我們將討論天文學的歷史和相關的研究領域也包括宇宙學。

行星狀星雲NGC 7026位於天鵝座(天鵝星座)尾部的頂端。圖片版權:ESA/Hubble & NASA

從歷史上看天文學關注的是天體的觀測。它是天體物理學的近親。簡而言之,天體物理學涉及到天文學的物理學研究,並致力於研究天體的行為、性質和運動。然而現代天文學包含了許多運動的要素和這些物體的特徵,這兩個術語現在經常被交替使用。

現代天文學家傾向於分成兩個領域:理論和觀測

觀測天文學家專註於對恆星、行星、星系等的直接研究

理論天文學家模型和分析系統是如何演化的

與其他大多數科學領域不同的是天文學家無法完全從出生到死亡的過程中觀察一個系統;世界、恆星和星系的生命周期是數百萬到數十億年。相反,天文學家必須依靠各種進化階段的身體快照來決定它們是如何形成、演化和死亡的。因此理論和觀測天文學傾向於混合在一起,因為理論科學家使用實際收集的信息來創建模擬,而觀察則用來證實模型——或者表明需要對它們進行調整。

天文學被分解成許多子領域,使科學家能夠專門研究特定的物體和現象。

行星天文學家(也稱行星科學家)關注行星的生長、演化和死亡。雖然大多數人研究太陽系內的世界,但有些人利用越來越多的證據來推測其他恆星周圍的行星,以假設它們可能是什麼樣子。根據倫敦大學學院的標準:行星科學是一個交叉學科領域,包括天文學、大氣科學、地質學、空間物理、生物學和化學。

恆星天文學家將他們的目光轉向恆星,包括黑洞、星雲、白矮星和超新星,它們在恆星死亡的過程中倖存下來。加州大學洛杉磯分校(University of California,Los Angeles)表示:恆星天文學的焦點在於宇宙中發生的物理和化學過程。

2006年2月27日拍攝的木星上的紅斑。圖片:Christopher Go via NASA

太陽天文學家把他們的時間花在分析一顆恆星——我們的太陽上。根據美國國家航空航天局的:太陽光線的數量和質量隨時間的變化而變化,從毫秒到幾十億年不等。了解這些變化可以幫助科學家認識到地球是如何受到影響的,太陽還能幫助我們了解其他恆星的工作原理,因為它是唯一能揭示其表面細節的恆星。

銀河天文學家研究我們的銀河系,銀河系,而外星系的天文學家則在其外觀察,以確定這些恆星的集合是如何形成、變化和死亡的。威斯康星大學麥迪遜分校說:在恆星和氣體的分布、組成和物理條件中建立模式追溯星系的歷史。

宇宙學家專註於整個宇宙,從大爆炸的暴力誕生到現在的進化,一直到最終的死亡。天文學經常(並不總是)是關於非常具體的,可觀察到的事物,而宇宙學通常涉及到宇宙的大規模性質和深奧的,看不見的,有時是純理論的東西,如弦理論,暗物質和暗能量,以及多重宇宙的概念。

天文觀測者依靠不同波長的電磁光譜(從無線電波到可見光,再到x射線和伽馬射線)來研究宇宙中廣泛的物體。第一批望遠鏡專註於簡單的光學研究,用肉眼就可以看到,而今天許多望遠鏡仍在繼續。

但當光波變得或多或少的能量時,它們的運動速度就會越來越快。不同的望遠鏡對於研究不同的波長是必要的。更高能的輻射,波長較短,以紫外、x射線和伽瑪射線波長的形式出現,而較低能量的物體則發出較長波長的紅外和無線電波。

天體測量學是天文學最古老的分支,它是太陽、月亮和行星的量度。這些運動的精確計算使得其他領域的天文學家能夠模擬行星和恆星的誕生和演化,並預測諸如日食和彗星的出現等事件。根據行星學會:天體測量法是最古老的探測太陽系外行星的方法,儘管它仍然是一個困難的過程。

早期的天文學家注意到天空中的圖案,並試圖組織它們以追蹤和預測它們的運動。這些模式被稱為星座,幫助過去的人們衡量季節。星星和其他天體的運動在世界各地被追蹤,但在中國、埃及、希臘、美索不達米亞、中美洲和印度都很流行。

2002年7月15日觀測到活躍地區太陽黑子的大視場圖像。研究人員將這幅圖像「塗」成黃色是為了美觀。圖片版權:Royal Swedish Academy of Sciences

一個天文學家的形象是一個孤獨的靈魂在夜晚的望遠鏡下。在現實中今天最核心的天文學都是通過遠程望遠鏡(在地面上或在太空中)進行的觀察來完成的,這些觀測是由計算機控制的,天文學家研究計算機生成的數據和圖像。

由於攝影的出現,特別是數字攝影,天文學家們提供了令人驚奇的空間圖片,不僅告訴科學,而且吸引公眾。

天文學家和太空飛行計劃也對我們的地球的研究做出了貢獻,當時的任務是向外看(或者去月球和更遠的地方)回顧並從太空拍下地球的偉大照片。

作者:Nola Taylor Redd

來自:Space

編譯:中子星

審校:博科園


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