天文学家是怎样估测天体离地球的距离? 1

宇宙浩瀚,想要测量遥远天体距离地球有多远并不容易。对于不同的宇宙尺度,需要使用不同的测距方法。

雷达法

这种测量距离的方法是基于这样一个事实:光(以无线电波、微波、红外线、可见光或X射线的形式)以大约每秒30万公里的速度传播,光速是一个常数。通过向天体发射无线电波,然后接收反射信号,可以测量出这个过程所需的时间,从而很容易计算出天体的距离。但这种方法仅限于太阳系内的天体,而对于太阳系外的遥远天体只能用其他方法。

三角视差法

先在一年中的某一时间点测量恒星在天空的位置,然后在六个月后,地球位于太阳的另一侧时,再一次对这颗恒星的位置进行测量。在我们看来,恒星将在天空中移动微小的距离,这被称为视差。在测出夹角之后,由于地球和太阳的距离已知,根据三角关系很容易测出恒星的距离。然而,对于上百光年之外的恒星,由于距离遥远,视差将变得极小,所以无法使用三角视差法来进行测距。

造父变星法

宇宙中有一种特殊的恒星,它的光度会随时间呈现出周期性地变化,这就是造父变星。通过观测造父变星的亮度,就能计算出它们的距离。造父变星法的测距范围在数千万光年之内,这意味着该方法可以测出河外星系的距离。

Ia型超新星法

对于更遥远的星系,可以借助Ia型超新星法。在一种特殊的双星系统中,一颗恒星死亡演化成白矮星,另一颗恒星依然存在。然后,白矮星从伴星不断吸取物质,质量逐渐增加至太阳的1.44倍,达到钱德拉塞卡极限,它将爆发成Ia型超新星。因为这种超新星的爆发是完全相同的,光度是一定的,所以能够用来准确地测量距离。然而,Ia型超新星在宇宙中较为罕见,可遇而不可求。

红移法

对于距离超过10亿光年的天体,只能通过红移法来进行测距。宇宙正在膨胀,几乎所有的星系都在远离我们而去,它们的光谱大都呈现出红移。距离越远,星系的退行速度越快。通过测量星系的红移,就可以计算出它们的退行速度以及距离。

宇宙浩瀚,想要测量遥远天体距离地球有多远并不容易。对于不同的宇宙尺度,需要使用不同的测距方法。

雷达法

这种测量距离的方法是基于这样一个事实:光(以无线电波、微波、红外线、可见光或X射线的形式)以大约每秒30万公里的速度传播,光速是一个常数。通过向天体发射无线电波,然后接收反射信号,可以测量出这个过程所需的时间,从而很容易计算出天体的距离。但这种方法仅限于太阳系内的天体,而对于太阳系外的遥远天体只能用其他方法。

三角视差法

先在一年中的某一时间点测量恒星在天空的位置,然后在六个月后,地球位于太阳的另一侧时,再一次对这颗恒星的位置进行测量。在我们看来,恒星将在天空中移动微小的距离,这被称为视差。在测出夹角之后,由于地球和太阳的距离已知,根据三角关系很容易测出恒星的距离。然而,对于上百光年之外的恒星,由于距离遥远,视差将变得极小,所以无法使用三角视差法来进行测距。

造父变星法

宇宙中有一种特殊的恒星,它的光度会随时间呈现出周期性地变化,这就是造父变星。通过观测造父变星的亮度,就能计算出它们的距离。造父变星法的测距范围在数千万光年之内,这意味着该方法可以测出河外星系的距离。

Ia型超新星法

对于更遥远的星系,可以借助Ia型超新星法。在一种特殊的双星系统中,一颗恒星死亡演化成白矮星,另一颗恒星依然存在。然后,白矮星从伴星不断吸取物质,质量逐渐增加至太阳的1.44倍,达到钱德拉塞卡极限,它将爆发成Ia型超新星。因为这种超新星的爆发是完全相同的,光度是一定的,所以能够用来准确地测量距离。然而,Ia型超新星在宇宙中较为罕见,可遇而不可求。

红移法

对于距离超过10亿光年的天体,只能通过红移法来进行测距。宇宙正在膨胀,几乎所有的星系都在远离我们而去,它们的光谱大都呈现出红移。距离越远,星系的退行速度越快。通过测量星系的红移,就可以计算出它们的退行速度以及距离。


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