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:
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。
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。
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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