秒差距

秒差距(,符號為)是一個宇宙距离尺度,用以測量太陽系以外天體距離的單位。1秒差距約為3.26光年、206,000天文單位或 3.085677585519公尺(约31公里)。秒差距的原理使用了視差與三角學,其定義為「1天文單位(AU)的對角為1角秒時的距離」,但於2015年時被重新定義為一個精確值:天文單位。離太陽最近的恆星比鄰星,距離大約為。絕大多數位於距太陽500秒差距(1630光年)內的恆星,可以在夜空中以肉眼看見。

秒差距最早於1913年,由英國天文學家赫伯特·霍爾·特納提出。其英語名稱為一個混成詞,由「1角秒()的視差()」組合而來,使天文學家可以只從原始觀測數據,就能夠進行天文距離的快速計算。由於上述部分原因,即使光年在科普文字與日常上維持優勢地位,秒差距仍受到天文學與天體物理學的喜愛。秒差距適用於銀河系內的短距離表述,但在描述宇宙大尺度的用途上,會將其加上詞頭來應用,如千秒差距(kpc)表示銀河系內與周圍物體的距離,百萬秒差距(Mpc)描述銀河系附近所有星系的距離,吉秒差距(Gpc)則是描述極為遙遠的星系與眾多類星體。

2015年8月,國際天文學聯合會通過B2決議文,將絕對星等與進行標準定義,也包含將秒差距定義為一個精確值,即天文單位,或大約公尺(基於2012年國際天文學聯合會對於天文單位的精確國際單位制定義)。此定義對應於眾多當代天文學文獻中對於秒差距的小角度定義。

基礎定義
秒差距是一种最古老的,同时也是最标准的测量恒星距离的方法。它是建立在恆星视差的基础上。

想象待测的恒星与一条地球公转轨道的半径线段(即一个天文单位长度)所成的三角形,分别度量待测恒星到太阳及到地球的边长、与这两条边的夹角。当这个夹角为一角秒时,这个三角形是如此的狭长、以至于这两条边长可视为相等,那么这个边长即称为一秒差距。此时这个三角形既可视为等腰三角形、又可视为直角三角形(因剩余的两个角极其接近直角)。

更详细地说,周年视差 \pi=1* 的恒星与地球的距离 r=206\,265\,\mathrm{AU},这个距离定义为一秒差距(1\,\mathrm{pc})。

計算秒差距的值
:

在上圖中(非等比例繪製),S代表太陽,E代表地球在軌道上的一個點。因此ES的距離就是1天文單位(au)。假設角SDE為1角秒(1度的),D為太空當中的某一點,因此依據上述定義,該點與太陽間的距離就稱為1秒差距。根據三角學,SD的距離可由下列方式計算出來:

:\mathrm{\tan 1* } = \frac{\mathrm{ES} }{\mathrm{SD}}

使用小角度近似,也就是極端小角度的正切值近乎等同於該角度本身(以弧度表示):

:\mathrm{SD} \approx \frac{\mathrm{ES} }{1* } = \frac{1 \, \mbox{AU} }{\frac{1}{60 \times 60} \times \frac{\pi}{180}} = \frac{648\,000}{\pi} \, \mbox{AU} \approx 206\,264.81\,\mbox{AU}

由於1天文單位被定義為=,因此可以計算出下列值:

長度單位
天體視差
天体的视差越大,则其距离就越近。反之,则视差越小,离我们越远。离我们最近的恒星(太阳除外)比邻星的距离约为1.29pc(4.22光年)。

註腳
參考文獻

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