光年是怎么测算出来的?我们经常看
地球绕太阳公转的轨道是椭圆,地球到太阳的距离是随时间不断变化的。通常所说的日地距离,是指地球轨道的半长轴,即为日地平均距离。天文学中把这个距离叫做一个“天文单位”(1AU)。1976年国际天文学联合会把一个天文单位的数值定为1。 49597870×1011米,近似1。496亿千米。
太阳是一个炽热的气体球,测定太阳的距离不能像测定月球距离那样直接用三角视差法。早期测定太阳的距离是借助于离地球较近的火星或小行星。 先用三角视差法测定火星或小行星的距离,再根据开普勒第三定律求太阳距离。1673年法国天文学家卡西尼(Dominique Cassini)首次利用火星大冲的机会测出了太阳的距离。...全部
地球绕太阳公转的轨道是椭圆,地球到太阳的距离是随时间不断变化的。通常所说的日地距离,是指地球轨道的半长轴,即为日地平均距离。天文学中把这个距离叫做一个“天文单位”(1AU)。1976年国际天文学联合会把一个天文单位的数值定为1。
49597870×1011米,近似1。496亿千米。
太阳是一个炽热的气体球,测定太阳的距离不能像测定月球距离那样直接用三角视差法。早期测定太阳的距离是借助于离地球较近的火星或小行星。
先用三角视差法测定火星或小行星的距离,再根据开普勒第三定律求太阳距离。1673年法国天文学家卡西尼(Dominique Cassini)首次利用火星大冲的机会测出了太阳的距离。
许多行星的距离也是由开普勒第三定律求得的,若以1AU为日地距离,“恒星年”为单位作为地球公转周期,便有:T2=a3。
若一个行星的公转周期被测出,就可以算出行星到太阳的距离。如水星的公转周期为0。241恒星年,则水星到太阳的距离为0。387天文单位(AU)。
2。2。3恒星的距离
由于恒星距离我们非常遥远,它们的距离测定非常困难。
对不同远近的恒星,要用不同的方法测定。目前,已有很多种测定恒星距离的方法:
(1)三角视差法
河内天体的距离又称为视差,恒星对日地平均距离(a)的张角叫做恒星的三角视差(p),则较近的恒星的距离D可表示为:
sinπ=a/D
若π很小,π以角秒表示,且单位取秒差距(pc),则有:D=1/π
用周年视差法测定恒星距离,有一定的局限性,因为恒星离我们愈远,π就愈小,实际观测中很难测定。
三角视差是一切天体距离测量的基础,至今用这种方法测量了约10,000多颗恒星。
天文学上的距离单位除天文单位(AU)、秒差距(pc)外,还有光年(ly),即光在真空中一年所走过的距离,相当94605亿千米。
三种距离单位的关系是:
1秒差距(pc)=206265天文单位(AU)=3。26光年=3。09×1013千米
1光年(1y)=0。307秒差距(pc)=63240天文单位(Au)=0。
95×1013千米。
(2)分光视差法
对于距离更遥远的恒星,比如距离超过110pc的恒星,由于周年视差非常小,无法用三角视差法测出。于是,又发展了另外一种比较方便的方法--分光视差法。
该方法的核心是根据恒星的谱线强度去确定恒星的光度,知道了光度(绝对星等M),由观测得到的视星等(m)就可以得到距离。
m - M= -5 + 5logD。
(3)造父周光关系测距法
大质量的恒星,当演化到晚期时,会呈现出不稳定的脉动现象,形成脉动变星。
在这些脉动变星中,有一类脉动周期非常规则,中文名叫造父。造父是中国古代的星官名称。仙王座δ星中有一颗名为造父一,它是一颗亮度会发生变化的“变星”。变星的光变原因很多。造父一属于脉动变星一类。当它的星体膨胀时就显得亮些,体积缩小时就显得暗些。
造父一的这种亮度变化很有规律,它的变化周期是5天8小时46分38秒钟,称为“光变周期”。在恒星世界里,凡跟造父一有相同变化的变星,统称“造父变星”。
1912年美国一位女天文学家勒维特(Leavitt 1868--1921)研究小麦哲伦星系内的造父变星的星等与光变周期时发现:光变周期越长的恒星,其亮度就越大。
这就是对后来测定恒星距离很有用的“周光关系”。目前在银河系内共发现了700多颗造父变星。许多河外星系的距离都是靠这个量天尺测量的。
(4)谱线红移测距法
20世纪初,光谱研究发现几乎所有星系的都有红移现象。
所谓红移是指观测到的谱线的波长(l)比相应的实验室测知的谱线的波长(l0)要长,而在光谱中红光的波长较长,因而把谱线向波长较长的方向的移动叫做光谱的红移,z=(l-l0)/ l0。1929年哈勃用2。
5米大型望远镜观测到更多的河外星系,又发现星系距我们越远,其谱线红移量越大。
谱线红移的流行解释是大爆炸宇宙学说。哈勃指出天体红移与距离有关:Z = H*d /c,这就是著名的哈勃定律,式中Z为红移量;c为光速;d为距离;H为哈勃常数,其值为50~80千米/(秒·兆秒差距)。
根据这个定律,只要测出河外星系谱线的红移量Z,便可算出星系的距离D。用谱线红移法可以测定远达百亿光年计的距离。收起