大家印象中的天文學是什麼模樣呢?是一群人扛著龐大的望遠鏡跟各式各樣的儀器,到處跋山涉水觀星,還是在佈滿電腦的實驗室中,研究著艱深的物理、數學理論呢?其實對於天文來說,這兩個都是相當重要的行為喔!這次,中央大學理學院科學教育中心舉辦「一日天文學家」的活動,響應聯合國的「基礎科學促進永續發展國際年」(IYBSSD2022),跟著大家一起研究浪漫的滿天星斗!
活動開場由中央大學天文研究所所長 周翊老師先帶領大家進入天文的世界,老師相當詳細的解說關於宇宙的知識,以及從古至今的天文學問,究竟古代的人們對於觀天、占星術是什麼樣的看法,留下了什麼有趣的紀錄,隨著歲月又累積了多少歷史。周老師對天文觀測做了相當詳細的說明,除了需要縝密規劃的研究,校正觀測數據的耐心也是不可或缺的研究態度。雖然,比起嚴格控制環境條件的物理實驗,天文觀測會發生的「意外」顯得多了許多,但歷史上有許多有趣的現象都是在這些「意外」中被發現的,例如脈衝星、宇宙背景輻射等等,可見觀測中的意外也是天文學中非常重要的一環!另外,周老師也告訴大家許多組成天文學理論和資料的重要物理因素,例如電磁波、帶電粒子及光譜等等,以及世界上各種望遠鏡的特色,相信在場的參與者聽完之後,都對天文觀測和宇宙的知識有了相當多的瞭解。
緊接著,下一站帶著大家來到中央大學科學一館的天文觀測台,由靜宜漢得遜為大家說明望遠鏡的各項種類及特色,包含折射式望遠鏡及反射式望遠鏡、面鏡及目鏡的原理、相機中的感光元件(CCD、CMOS)、經緯儀及赤道儀的使用方式等等,而每一個望遠鏡當中的零件、素材都很重要,缺一不可。其中也講述了光譜中的顏色如何對天文觀測照片產生影響,顏色即是「波段」的概念,套上不同波段,就能看到散發不同電磁波的星體!天文觀測實在是相當神奇又神秘的工作,相信大家在看到那些壯觀的天文照片時,眼睛都為之一亮!
接著,現場讓大家觀察科一館天文台內,口徑61公分反射式望遠鏡的結構,望遠鏡的尺寸大到大家必須一個一個爬樓梯上去察看、拍照,但加上詳細的說明,相信每個人都有更加瞭解望遠鏡的原理。同學們也拿起了手持式光譜儀,現場的氣氛相當活絡,大家都在天文台內到處探索、提問,看來每個人都對這些天文儀器有著非常大的興趣!
下午的活動是由中央大學天文研究所的博士後研究員 蔡安理老師來解說「天文觀測照片的後製處理」,此課程也進到電腦教室,讓大家能實際操作、親手處理天文照片與資料。首先,蔡老師先說明了此次的資料來源——鹿林天文台,也介紹了天文台內的一米望遠鏡,並且向大家解釋了天文照片中的平場(flat field)、望遠鏡內感光元件隨時間所產生的暗電流(dark current)等等概念。這次的實作是學習使用python及天文看圖軟體ds9,在電腦上後製拍下來的天文照片,學習怎麼校正感光元件產生的甜甜圈狀陰影或是不均勻瑕疵,讓原本無用的天文照片變身成為可用於分析數據的圖片,而這些可分析的圖片能夠較清楚的知道星體的光度,並從光度中推測出星體間的運動軌跡、週期等等,在天文學的研究中是非常重要的實作。
經過了一整天的聽講、天文台參訪及天文照片的看圖軟體操作,無論是否對天文有興趣的參與者,都已經對「天文學」有了基本的瞭解,而在這個龐大的宇宙中,我們還有許多東西尚未發現或研究,也感謝所有講師及參與著的配合及協助。也希望透過此活動,能夠發掘出同學們對天文學的好奇心或相關的潛力,並對這個領域有多加探索的熱情,未來能為天文學界帶來更多的奉獻!