請問天文學家如何測量星體與地球的距離和年齡?

  • 作者:由 匿名使用者 發表于 動漫
  • 2022-03-25

請問天文學家如何測量星體與地球的距離和年齡?芝士回答來自: 芝士回答 2021-11-21

測量距離主要有一下幾種辦法;

1。雷達波法:直接向天體發射雷達波,透過雷達被反射的時間確定距離。適用於太陽系內天體,可以精確到釐米級別。

2。三角視差法:透過地球繞太陽的公轉引起的觀測天體位置的變化來確定天體的距離。簡單的說,就是當地球繞分別繞日公轉到軌道最左側和最右側時,所要測量的星體的觀測角度變化了多少度,這相當於知道了一個等邊三角形的底長和三個角的角度分別是多少,要求出這個三角形的高就非常容易。適用於1000光年以內天體。

3。造父變星法:透過造父變星的亮度與光度變化週期之間的關係來確定天體的距離。父變星的光變週期與光度之間存在一種關係。概括地說就是造父變星的光變週期越長,其光度也越大,具體過程較為複雜。適用於幾百萬光年以內的星體,要求至少能分辨出該星系內的一個造父變星。

4。光譜光度法:利用主序星的亮度和光譜型別的關係確定距離,適用於幾千萬光年以內。要求至少能分辨出該星系內一個藍超巨星——即最明亮的主序星。

5。1a型超新星法:1a型超新星是白矮星質量達到太陽1。44倍後爆炸形成的超新星,所以1a型超新星的亮度都是一個固定值,透過計算它的實際亮度與它爆炸時的觀測亮度,可以計算出超新星所在星系與我們的距離。要求該星系至少發生過一次1a型超新星,不過情況較少。

6。哈勃定律法:透過天體退行速度和距離之間的關係來確定所有天體的距離,這種方法屬於上述5種測量方法均無法測量或者沒有測量條件的情況下的無奈之舉,誤差甚至能超過100%。

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測量天體年齡(主要是恆星年齡):可以透過測出恆星質量與燃燒速率。並透過光譜分析恆星內部產生了多少聚變產物(例如氫聚變成氦,我們可以透過計算恆星燃燒速率並觀測恆星內部存在多少氦元素來判斷這顆恆星已經燃燒了多久)。天文學家可以透過恆星質量來計算出恆星的燃燒速率,再透過光譜測量出恆星燃燒產物的存量來測出恆星的年齡。

而銀河系的中心是透過無線電波觀測到的,無線電波穿透力較強,可以穿過濃密的星雲觀測到銀河系中心的恆星運動軌跡。天文學家透過將全世界多個無線電觀測站進行聯網,創造出一個直徑超過1萬公里的虛擬鏡面,觀測影象的清晰度是單個望遠鏡的500倍。如果增加無線電望遠鏡的聯網數量,還可以進一步提高觀測清晰度。

天文學家就是透過這種虛擬鏡面觀測到了銀河系中心的恆星運轉速度和軌跡,進而測量出銀河系的中心存在一個質量為太陽400萬倍的超大質量黑洞的。

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