第六百三十三章 恒星
“他们得出恒星天鹅座61的视差是0.29角秒，对应距离3.4pc。 天琴座α的视差是0.12角秒，对应距离8.3pc。 现在已知离太阳系最近的恒星半人马座α的视差是0.76角秒，对应距离1.3pc，只有4.3光年。 这个最近的恒星系统到太阳的距离比太阳系中最远的行星冥王星要远7000倍。” 五号说道。 “在后面的历史呢？” 吴刚问道。 “到20世纪初的时候，他们只测量了60颗恒星的视差，但照相术推进了视差测量的应用，采用电荷耦合器件使它得到进一步改进。 1989年发射的伊巴谷卫星以0.002角秒的精度测量了多于100000颗恒星的位置。 但是，即使这样的精度也只能将视差测量范围伸展到几百秒差距。 这已经是直接测量天体距离的极限了。” 五号说道。 “为什么是极限？” 四号问道。 “你们应该知道，所有超出这一视差极限的其他测量都有赖于间接方法和一系列推理，从此引发了有关宇宙距离尺度精度的意义深远的争论。” 五号特别看着楚云问道。 “是不是，有三个方法对扩大我们银河系内的距离测量范围特别有用？” 楚云反问道。 “是的，第一个方法涉及恒星颜色测量和星光的光谱学分析。 恒星可分为相似的群体，据此可以认为具有类似颜色和光谱特征的恒星应该有大致相同的绝对星等。 所以，如果一颗特定类型的恒星离我们近到能用三角视差法测定其距离，那么与它相似的恒星的距离，就可以通过把它们的视星等同距离已知恒星的视星等进行比较，而估计出来。 另外两个方法与恒星横过天空的运动方式有关。” 五号看着他们说道。 “然后呢？” 四号问道。 “你们要知道，恒星接近或远离我们运动的速率可利用引起星光红移或蓝移的多普勒效应加以测量，恒星横过视线的运动速度能够直接测定，如果它足够近而且运动足够快的话，两个速度相加就可以得出它在空间的真正速度。 利用这些观测的方法之一适用于在空间一起运动而且离太阳不太远的星团。” 五号解释道。 “为什么可以？” 四号问道。 “你们要知道，一群朝同一方向运动的恒星实际上是沿着像火车铁轨的平行线移动，正如铁轨似乎在远处会合到一点，在很多年内测得的星团中恒星的运动看起来也将会合到天空的某一点。 这样，天文学家就能知道恒星朝什么方向运动。 知道了恒星运动有多快，又知道了运动的方向，就可以计算出它们应该有多远才能产生观测到的横过视线的速度。 这个方法叫做移动星团法，它能测得几十秒差距的距离。” 五号一口气说道。 “那这个方法是什么时候用的？” 四号问道。 “移动星团法的一次重要应用是在20世纪头10年测定了毕星团的距离。 毕星团含有200多颗恒星，距离约46秒差距。 由于该星团所有恒星的距离大致相等，使天文学家得以对好几类恒星的亮度进行定标。 另一个测量恒星距离的方法显得相当奇特，但挺管用。” 五号说道。 “怎么说？” 楚云问道。 “如果我们随机选取一大批距离大致相同、且足够近使得能测量其横过视线的自行的恒星。 那么可以设想，平均说来，星群中一颗星朝某个方向运动的机会应该与朝另一方向运动的机会一样多。 由于银河系既不坍缩也不飞散，所有无规运动就必然或多或少互相抵消。” 五号说道。 “这能得出什么结论？” 四号问道。 “没结论，但我可以分析。” 五号说道。 “你说。” 楚云说道。 “如果将用多普勒效应测得的随机样本中所有恒星沿视线的速度相加并取平均值，则可以预期这群星横过视线的平均速度应该与此基本相等。 在这个假定下，将推测的平均速度和实测的自行进行比较，就能够给整个星群定出一个平均距离。 这个方法叫做统计视差法。” 五号淡定地说道。 “怎么用？” 楚云问道。 “只要你处理的星群有足够多的恒星，统计视差法就能给出合理的距离。 至关重要的是用这个方法有可能测量包含几个造父变星的星群的距离。 由于造父变星的变化与它们的绝对星等有关，知道了几颗造父变星的距离，其他所有造父变星的距离就能够通过测量它们的变化周期而估计出来。” 五号解释道。 “我记得，我们整个银河系的大小是根据造父变星的观测确定的。” 吴刚说道。 “你们要知道，银河系是一个扁平状的盘，中央厚约4000秒差距，直径30000秒差距，太阳在离中心约9000秒差距的银河系边远地区。 整个盘镶嵌在球状星团构成的直径约15万秒差距的巨大而人烟稀少的球形晕中。 其他星系的距离是用各种各样的方法测定的，但最重要的还是利用造父变星。 这使得红移与膨胀宇宙中距离的关系得以定标，因而红移现在已能独立用来测量像类星体这种最遥远天体的距离了。” 五号说道。 “还有吗？” 楚云问道。 “你们要知道，我们周围一小撮邻近恒星之外整个距离测量体系的基石，却是用统计视差法直接测定的少数几颗造父变星的距离。” 五号说道。 “可以举例说明吗？” 楚云问道。 “现在我们用一个常见的东西阿司匹林作比喻，看看所有这一切距离的大小比例。 如果我们太阳大小如一片阿司匹林，那么最近的恒星就是140公里外的另一片阿司匹林。 对恒星之间的距离来说，这是颇具代表性的从一颗恒星到其近邻的距离是恒星本身直径的数千万倍。” 五号说道。 “然后呢？” 楚云问道。 “我们银河系这样的星系含恒星数千亿颗，它们分布在相应的巨大体积中，它们全体由引力维系在绕星系中心的轨道上。” 五号说道。 “怎么说？” “……” Ps:书友们，我是小斯坦，推荐一款免费小说App，支持小说下载、听书、零广告、多种阅读模式。请您关注微信公众号：书友们快关注起来吧！