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108年 - 108 地方政府特種考試_三等_天文:天文學#81602
> 申論題
(二)主序星星內的氫核融合反應主要分成二種,一為質子-質子鏈 (proton-proton chain),一為碳氮氧循環(CNO cycle),而碳氮氧循環 要在大質量恆星中才比較重要,請問原因為何?(5 分)
相關申論題
一、(一)我們偶爾會聽到要閏秒,主要因為地球自轉越來越慢之緣故,請問造 成地球越轉越慢最主要的原因為何?(10 分)
#332431
(二)而上述之機制會同時造成月球離地球越來越遠,請問原因為何?(10 分)
#332432
二、(一)主序星的能量來源為氫核融合反應,要使氫核融合發生,必須將二個 質子拉近到距離約 10-13公分,使核力產生作用,這必須要讓質子有足 夠的動能才能突破質子之間的「庫侖障蔽(Coulomb barrier)」,如果 質子的動能是由熱運動而來(稱之熱核融合),依古典物理估計,溫 度須達到約 1010度 K 才能完成,但事實上主序星核心的溫度僅約 107 度 K 左右,請問為何在如此「低溫」下,主序星仍能有足夠的氫核融 合反應率維持其持續輻射?(10 分)
#332433
(三)在大質量恆星演化時,許多較高原子序的元素會不斷經由複雜的核融 合產生,但當鐵產生後,卻無法藉由熱核融合反應使變成更 高原子序的核種,請問原因為何?(5 分)
#332435
(四)事實上我們地球上仍有發現少量比鐵更重的元素(稱之超鐵元素,如 金、鈾等),請問這些元素又是如何產生的?請描述其過程。(10 分)
#332436
三、(一)小質量恆星死亡後,最後可能留下一顆白矮星,白矮星是表面溫度非 常高,發光功率卻很低的星,然而白矮星既然是一顆已死亡恆星,恆 星內部已無核融合反應,請問其為何能持續發光?(5 分)
#332437
(二)由亮度與表面溫度推估,白矮星非常小,大約與地球差不多,但其質 量約與太陽相當,在如此高的密度下,表面重力場非常強,就算白矮 星溫度高,也無法以其熱壓力平衡重力,而天文學家發現是「電子簡 併壓」平衡了白矮星的重力,請問何謂「電子簡併壓」?它又是如何 產生強大的壓力來平衡白矮星的重力?(15 分)
#332438
(三)依上述機制,天文學家可以計算出白矮星的質量與半徑關係,並發現 白矮星的質量有上限。因此在大質量恆星死亡後,留下的緻密天體不 是白矮星,而可能是中子星,中子星半徑比白矮星更小,約十公里左 右,但質量通常比白矮星還大,而天文學家認為僅用「中子簡併壓」 恐怕無法解釋中子星重力平衡問題,以致於中子星的質量與半徑關係 至今仍是天文學上未解難題之一,請問原因為何?(5 分)
#332439
(一)孤立的黑洞僅能發出極微弱的霍金幅射,以人類目前觀測能力尚無法 觀測這種幅射,請問天文學家大多是利用觀測那一種天文物理的現象 去研究黑洞?而又是主要觀測那些天體分別去研究上述二種黑洞? (10 分)
#332440
(二)關於銀河系外的超大質量黑洞,除 M87 目前可用直接顯影的方式觀 測,請問天文學家是觀測到那些的現象,進而推論出這些現象是由於 存在著超大質量黑洞所造成?(10 分)
#332441
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