宇宙星系離你有多遠?量它!

2020-12-06 夸克星貓

我們都知道宇宙之中除了我們銀河系之外還有很多個星系,那麼那些星系離我們有多遠呢?既然想知道,那麼量它就是了。

當然,測量星系之間的距離,可不能用尺子,因為就沒法造出那麼長的尺子。於是天文學家們想出了很多方法來測量天體或者星系和我們之間的距離。

雷達、雷射測距法通過在地球上發射無線電脈衝或者雷射,然後接收從它們表面發射的回波,記錄下來電波往返的精確時間。無線電脈衝以及雷射本質都是電磁波,也就是光,真空速度為299792458m/s,一般約等於3×10^6 m/s。利用「位移=速度×時間」就可以推算出距離。這個方法一般只適用於很近的天體,也就是太陽系內的天體。比如月地距離38萬千米,就用這個方法來測量。三角視差法被測天體和地球的公轉軌道直徑兩端,形成了一個三角形,通過測量地球到被測天體的視角,便可以由地球的公轉軌道直徑來計算出被測天體的距離。當然這個方法,也只適用於比較近的天體。因為如果天體過遠,就會導致視角差別很小而測不出來。

利用造父變星造父變星變星的一種,它的光變周期與它的光度成正比。利用造父變星的周光關係,觀測得到光變周期,計算它們的絕對星等,再將計算出的絕對星等同視星等做比較,就可以求得這類變星及其所在星團或較勁的河外星系的距離。不過也是局限於離得近的星系,如果再遠一些,造父變星過於暗淡,這個方法就不可用了。利用新星和超新星新星和超新星是一些光度很大的恆星,它們的光度都能在不長的時間達到極大值,而且所有新星或屬於同一類型的超新星的最大絕對星等變化範圍不大。因此,可以先取它們的平均值作為一切新星或屬於同一類別的超新星的最大絕對星等,再把它們同觀測到的最大視星等相比較,便可測量出該新星或超新星所在星系的距離。利用這個方法測量星系的距離可達820萬光年。銀河系和仙女座星系的距離利用此法測出有230萬光年。同時測量其他星系的距離,發現星系和星系之間的距離平均間隔是200~300萬光年。

利用譜線紅移只要測量出星系的譜線紅移量,便可通過哈勃定律,推算出星系的距離。哈勃定律( Hubble's law ):Vf = Hc x D,其中Vf是星系遠離速率 ,單位為km / s;Hc是 哈勃常數, 單位是km / (s·Mpc);D是相對地球的距離 ,單位是Mpc,Mpc是天體距離的一種單位。M是一百萬的意思,1pc等於恆星周年視差為1″(角秒)的距離,約等於3.26光年。

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