小伙伴們大家好,
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(yuǎn)?”。太陽的直徑是139萬公里,織女星距我們25光年,太陽如此巨大,織女星離我們?nèi)绱诉b遠(yuǎn),那天文學(xué)家是怎么測得它們的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的呢?
天文學(xué)家們用來測量天體距離和宇宙尺度的基礎(chǔ)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,注視你的食指及它后面的背景。然后閉上左眼,睜開右眼,注意看有什么變化–你的食指相對于背景似乎移動了。從兩個(gè)不同位置觀察同一個(gè)物體時(shí),此物體在視野中的位置就會變化。從兩個(gè)觀察點(diǎn)看目標(biāo),兩條視線之間的夾角叫做這兩個(gè)點(diǎn)的視差角,兩點(diǎn)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
我們跟隨地球繞太陽運(yùn)行,在這個(gè)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(zhuǎn)軌道的直徑,也就是地球繞太陽周年運(yùn)動產(chǎn)生周年視差。利用周年視差就可以對近鄰天體進(jìn)行測距了。
如圖2,只需要測得視差角α和日地距離d,根據(jù)三角函數(shù)公式tanα=d/D,因?yàn)棣练浅7浅P?,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(zhǔn)確的,是其他測距方法(標(biāo)準(zhǔn)燭光,周光關(guān)系測距等)的基礎(chǔ)。由三角視差公式可知,基線確定時(shí),恒星距離越遠(yuǎn),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(fā)射了蓋亞(GAIA)空間望遠(yuǎn)鏡,GAIA測量的視差精度達(dá)到了幾十個(gè)微角秒,經(jīng)過8年大規(guī)模的巡天,已經(jīng)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(dá)20等。GAIA觀測數(shù)據(jù)的釋放,刷新了天文學(xué)家對赫羅圖的固有印象。
圖3. GAIA所測恒星的光度-顏色圖(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(gè)點(diǎn)。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(shí)際大小啦。
作業(yè)時(shí)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(yuǎn)?(PS:要用今天的知識自己算噢)
(北京天文館)
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