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恒星距离我们如此遥远 科学家是如何测量恒星到地球的距离

时间:2021-03-15 10:55:19

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恒星距离我们如此遥远 科学家是如何测量恒星到地球的距离

我们都知道恒星和恒星之间的距离是非常遥远的,单位长度都以光年进行计算,比如离我们最近的比邻星也相距我们4.22光年之遥,那么问题来了,天文学上是用什么方法测量出恒星之间的距离的呢?下面就带大家认识一下天文学上的一些恒星测量方法:

恒星三视差法

在这个方法之前,带大家了解一个概念——视差,简单的说就是从一定的距离的两个不同观测点观察同一事物的所产生的方向差异。通过视差的角度和和基线的长度,就是测量出所观察的对象到观测者的距离。视差法广泛应用于测量学。而这种方法也经常用于宇宙星体距离测量。在地球上以较远的星空为背景,观察一颗距离较近的恒星。由于地球公转观测者在对于星空的位置发生了变化,所以一般地球公转6个月再观测恒星,此时就利用三角函数sinπ=a/D测量出恒星于地球的距离。

分光视差法

但是使用三角视差法测量恒星的距离也有缺陷,因为恒星距离我们越远,π的值就越小,以至于无法准确地测量出距离,所以在此基础上衍生出了分光视差法,该方法是利用恒星的谱线强度去确定星体的光度,由观此得出的视星等可以利用m - M= -5 + 5logD公式得出恒星到地球的距离。(其中M为绝对星等,m为目视星等,D为距离)。

造父变星视差法

但是分光视差法也是局限性。当观测的恒星超过100千秒差距(1秒差距=3.26光年)时,就很难得到恒星光谱。从而出现另外一种视差测量方式,那就是造父变星视差法。这种方法来源于上世纪一位美国的女科学家在研究河外星系中的造父星是发现的,她发现造父星的周期越长,光度越大。从而又得出一个关于光度、亮度和距离关系的公式:S∝L0/r2,通过这个公式科学家们把分光视差法可测量的恒星范围扩大一步,根据这种方法可以测量五百万秒差距的范围恒星的距离。

哈勃红移法

相信很多人都有疑问,那5百万秒差距的范围以外的恒星天体的距离怎么测量呢,目前人类通过天文望远镜的可观测到的距离是138亿光年。都是根据的哈勃红移定律来进行测量的。上世纪代,伟大的天文学家哈勃河外星系的视向退行速度和与星系的距离成正比。由于得出定律:v(星系的视向退行速度)=H(哈勃常数)d(星系的距离)。

除了以上分享的这些方法,天文学上测量星体之间的距离还有很多,在此就不一一介绍了。但是不管是哪一种方法,都有其优缺点,所以测量星体之间的距离通过多种方法反复比较,反复测量才可以取得较为准确的值。也相信通过科技的不断进步,人类也会找到更多测量宇宙天体的方法。

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