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[科普知识] 天文学家如何测量天体距离?

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CDer:001127236
发表于 2020-1-19 17:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

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比如新发现一颗距离地球十万光年的行星,这个距离如何确定的,仅仅从接受光的红移就能够准确测量?
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发表于 2020-1-19 17:13 | 显示全部楼层
红移               
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CDer:001131631
发表于 2020-1-19 17:25 | 显示全部楼层
红移只能测得远离我们的速度,需要利用哈勃定律且测定哈勃常数,然后才能得到距离。
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发表于 2020-1-19 17:29 | 显示全部楼层

RE: 天文学家如何测量天体距离?

本帖最后由 cntw 于 2020-1-19 17:32 编辑
eurica_phy 发表于 2020-1-19 17:25
红移只能测得远离我们的速度,需要利用哈勃定律且测定哈勃常数,然后才能得到距离。


红移不是速度 是距离

哈勃常数那个 只是近距离测定  因为它在超远距离上并不是常数(不适用于 亿光年以上)
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CDer:000630915
发表于 2020-1-19 18:13 | 显示全部楼层

RE: 天文学家如何测量天体距离?

天文上是几把尺子接力。第一把尺子是三角测量法,测量地球和月亮之间的距离就是这么干的。利用地球轨道的长轴,在冬天观察一下,再夏天再观察一下,发现目标恒星有微小的移动,这就可以利用三角法计算出距离。基线越长,测量越准。但是地球轨道长轴是我们能够利用的最长的基线了。再远就必须靠别的方法。

一般来讲是依靠亮度来计算距离。你根据灯泡的亮度就可以计算出距离。前提是你知道这个灯泡是多少瓦的。可是你怎么知道这个恒星的绝对亮度是多少呢?有一类恒星叫“造父变星”,这种天体的亮度是会有周期性变化的。变化周期跟绝对亮度是有函数关系的。利用三角法测出比较近的造父变星。这就等于是第一把尺子和第二把尺子校准了,造父变星就是第二把尺子。

埃德温·哈勃就是靠造父变星测量出了仙女座星系的距离,大概是200万光年,远大于银河系的直径12万光年。那么仙女座必定不是银河系内的东西。于是河外星系这个概念诞生了。天文上的数字,能搞对数量级就很不错了。仙女座内造父变星到我们的距离,基本上就可以看做是仙女座星系的距离。

但是,在哈勃望远镜拍摄的极其遥远的天体之中,每个小亮点就是一个星系,根本无法分辨出星系之中的造父变星。那怎么办呢?靠1a超新星。宇宙里双星是主流,太阳这样的单独的恒星是少数派。假如双星系统之中有一颗是白矮星,另外一颗是红巨星。两家离得很近,那么白矮星就会从人家身上薅羊毛,偷吃气体和尘埃。当这颗白矮星的质量上升到1.44倍太阳质量的时候,电子简并力就支撑不住自身巨大的引力,这就是所谓的钱德拉塞卡极限。当夸过这个极限以后,这颗白矮星就发生了剧烈的爆炸,炸的尸骨无存。放出的光比一千个星系还亮。这么亮的闪光,在极其遥远的地方都能看见。

但是,你想想看,每当攒到1.44个太阳质量就爆炸,而且炸的尸骨无存,那也就是说,这1.44太阳质量的物质全都炸光了。这简直就是一个标准化的炸弹,每一次爆炸的亮度都是相等的。这东西就可以用来当量天尺,这就是第三把量天尺。同样这把尺子也是要用前两把来校准的。

所以,未来也还有新的量天尺出现,还是要用旧尺子校准。就是这么各管一段,凑出来的。
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CDer:001127236
 楼主| 发表于 2020-1-19 19:10 超大游击队员 | 显示全部楼层
cntw 发表于 2020-1-19 17:13
红移

首先排除的应该就是红移
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CDer:001127236
 楼主| 发表于 2020-1-19 19:12 超大游击队员 | 显示全部楼层
wujingping 发表于 2020-1-19 18:13
天文上是几把尺子接力。第一把尺子是三角测量法,测量地球和月亮之间的距离就是这么干的。利用地球轨道的长 ...

貌似你并没有说明具体问题
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CDer:000630915
发表于 2020-1-19 19:27 | 显示全部楼层

RE: 天文学家如何测量天体距离?

spaklis 发表于 2020-1-19 19:12
貌似你并没有说明具体问题

十万光年已经是银河系的边缘了。普通的恒星可以看看这颗星的光谱,然后判断一下它处于赫罗图的哪一段。根据假如这颗星是个主序星,那么就可以计算出绝对亮度。可以估算出距离。

恒星的温度和体积有函数关系。越大的恒星烧的越是剧烈,假如不是剧烈燃烧,那么这颗恒星根本就扛不住自己极大的引力。所以根据光谱,就能知道这个家伙的温度。也就能推出大小和亮度。有了绝对的亮度,那就好办了。
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CDer:001077310
发表于 2020-1-19 22:46 超大游击队员 | 显示全部楼层
wujingping 发表于 2020-1-19 18:13
天文上是几把尺子接力。第一把尺子是三角测量法,测量地球和月亮之间的距离就是这么干的。利用地球轨道的长 ...

讲解的很好,给你加个茶叶蛋吧
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CDer:001131631
发表于 2020-1-19 22:47 | 显示全部楼层

RE: 天文学家如何测量天体距离?

cntw 发表于 2020-1-19 17:29
红移不是速度 是距离

哈勃常数那个 只是近距离测定  因为它在超远距离上并不是常数(不适用于 亿光 ...

拜托你先去了解一下什么是红移。测得红移量就可以算出物体的移动速度,再利用哈勃定律算得与地球之间的距离。
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