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天文觀測深度解析

生活 更新时间:2024-11-29 23:47:32

天文觀測深度解析(空中課堂天文測距原來如此)1

小夥伴們大家好,

天文館“空中課堂”上課啦!

提到宇宙中的天體,大家最感興趣的問題常常是“這顆星星有多大?離我們有多遠?”。太陽的直徑是139萬公裡,織女星距我們25光年,太陽如此巨大,織女星離我們如此遙遠,那天文學家是怎麼測得它們的準确數據的呢?

天文學家們用來測量天體距離和宇宙尺度的基礎就是視差視差是一種投影效果,手臂伸長,食指向上,閉上右眼,睜開左眼,注視你的食指及它後面的背景。然後閉上左眼,睜開右眼,注意看有什麼變化--你的食指相對于背景似乎移動了。從兩個不同位置觀察同一個物體時,此物體在視野中的位置就會變化。從兩個觀察點看目标,兩條視線之間的夾角叫做這兩個點的視差角,兩點之間的距離稱作視差基線。如圖1所示

天文觀測深度解析(空中課堂天文測距原來如此)2

圖1. 視差是一種投影效果

我們跟随地球繞太陽運行,在這個近圓軌道上,我們能利用的最大的基線長度就是繞太陽公轉軌道的直徑,也就是地球繞太陽周年運動産生周年視差。利用周年視差就可以對近鄰天體進行測距了。

如圖2隻需要測得視差角α和日地距離d,根據三角函數公式tanα=d/D,因為α非常非常小,tanα近似為α,所以D =d/α

三角視差法是目前所有的天文測距方法中最準确的,是其他測距方法(标準燭光,周光關系測距等)的基礎。由三角視差公式可知,基線确定時,恒星距離越遠,視差角越小

天文觀測深度解析(空中課堂天文測距原來如此)3

圖2. 利用周年視差測定天體的距離

2013年歐洲空間局發射了蓋亞(GAIA)空間望遠鏡,GAIA測量的視差精度達到了幾十個微角秒,經過8年大規模的巡天,已經測定了10多億顆恒星的位置、距離和自行,觀測的最暗視星等達20等。GAIA觀測數據的釋放,刷新了天文學家對赫羅圖的固有印象。

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圖3. GAIA所測恒星的光度-顔色圖(赫羅圖)

利用視差的原理,我們還可以測量天體的大小。比如宇宙中的面源,像太陽,月亮,星系等,它們的直徑看起來有一定角度,而不僅僅是一個點。如果測得了它們的視直徑,也知道它們的距離,就可以測量它們的實際大小啦

作業時間

問 題

觀測可得太陽的視直徑約為32’,請問太陽距地球多遠?(PS:要用今天的知識自己算噢)

(北京天文館)

公衆号名稱:北京市科學技術研究院

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