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各電磁波段望遠鏡之觀測目的及觀測區域 總整理

(資料取自 http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/New_page/e_book/)

在電磁波譜中，如果依照波長分類，由長波長至短波長可以依序分為：無線電 (R)、紅外線 (IR)、可見光 (V)、紫外線 (UV)、X-射線 (X-ray)、 γ-射線 (γ-ray, G).

引言：

大氣視窗影響望遠鏡架設

來自外太空的電磁波，因地球大氣的選擇性吸收，只有可見光與無線電波得以傳抵海平面，位於大部份水氣之上的高山，除可見光與無線電波外，另可做紅外線天文觀測.

世界主要天文台皆建於高山之上： 夏威夷Mauna Kea (4200 m), 美國基特峰(Kitt Peak, 2000m), ESO (European Southern Observatory, 3000m), 澳洲塞汀泉 (Siding Springm).

各電磁波段觀測考量和目標 整理：

在不同電磁波段看到的宇宙 不同，也含有不同的訊息(可見光與紅外線波段所見的獵戶座差異甚大)。

需要注意的是：在紫外線 (UV)、X-射線 (X-ray)、γ-射線 (γ-ray)波段，皆無法穿透地球大氣，需「建太空觀測站」.

1. 無線電波

   一般考量：

   • 能穿透星際塵埃.
   • 能穿透地球大氣.
   • 日夜皆能進行觀測.
   • 需要極大口徑望遠鏡才能達到高解析度.

   觀測目標：

   • 行星觀測
   • 行星、星際磁場

     電子在磁場中的高速運動會輻射出無線電波，可知銀河系的磁場分佈.

   • 星際雲氣

     由21cm無線電波的觀測，可以知道星雲中冷氫氣的含量，進而知道原恆星產生之處. 
     從一氧化碳(CO)分子光譜波段的觀測，可以知道分子雲、星際物質、原恆星的分佈.

   • 本銀河系核心
   • 星系結構
   • 活耀星系
   • 宇宙背景輻射

     微波背景輻射（2.745°K）（COBE的結果） 
     COBE: Cosmic Background Explorer﹙宇宙背景探測器)

   觀測儀器：極大陣列(VLA)、 Arecibo望遠鏡

2. 紅外線

   一般考量：

   • 能穿透星際塵埃.
   • 對地球大氣的穿透力有限，只能在高山或大氣外做觀測.

     近紅外線可穿過大氣，但會被H₂O吸收，遠紅外線無法穿過大氣.

   觀測目標：

   • 恆星誕生

     IRAS (Infrared Astronomical Satellite)發現織女星周圍有盤狀物.
     繪架座β星周圍的吸積盤

   • 星際塵埃，或冷星、太陽系行星
   • 本銀河系核心
   • 星系結構
   • 宇宙的大型結構

3. 可見光

   一般考量：

   • 能穿透地球大氣，但有需考慮大氣消光與紅化效應，高山觀測站有其必要.

   觀測目標：

   • 行星觀測
   • 星雲與恆星演化
   • 星系結構
   • 宇宙的大型結構
4. 紫外線

   一般考量：

   • 無法穿透地球大氣，需建太空觀測站.

   觀測目標：

   　
   • 星際物質

     冷星的大氣中熾熱的區域

   • 熾熱的星體

     觀測衛星有IUE (International Ultraviolet Explorer)

5. X 射線

   一般考量：

   • 無法穿透地球大氣，需建太空觀測站. (103北市賽考題)
   • 成像需採用特殊安排的鏡子

   觀測目標：

   • 恆星大氣、觀測爆炸的恆星
   • 中子星與黑洞：物質掉入中子星或黑洞的情形.
   • 星系團中的熾熱氣體
   • 活耀星系核或銀河系碰撞的情形.

     觀測衛星有HEAO I,II,III (High-Energy Astronomy Observatory) 其中HEAO II 稱為Einstein望遠鏡.

6. γ-射線

   一般考量：

   • 無法穿透地球大氣，需建太空觀測站.
   • 無法成像

   觀測目標：

   • 中子星
   • 活耀星系核或銀河系碰撞的情形.

     觀測衛星有Compton observatory.