第十一章    天体距离的测量

　　人们常常用“天文数字”来形容数字的巨大，事实也确实如此：日－地距离是149 597 870千米，仙女座星系距离我们236万光年，整个宇宙的尺度大约是15 000 000 000光年(大约合9 460 800 000 000 000米）。这些硕大无朋的数字是什么得出的？天文学家用的是什么尺子？天文学家是如何测量距离的呢？

　　1、从地球出发：首先来说说视差。什么是视差呢？视差就是观测者在两个不同位置看到同一天体的方向之差。我们来做个简单的实验：伸出你的右手拇指，交替闭合和睁开双眼，你会发现拇指向对于背景左右移动。这就是视差。在工程上人们常用三角视差法测量距离。如图，如果我们测量出∠α、∠β和两角夹边a（称作基线）， 那么这个三角形就可以被完全确定。
 
　　天体的测量也可以用三角视差法。它的关键是找到合适的边长a——因为天体的距离通常是很大的——以及精确测量角度。我们知道，地球绕太阳作周年运动，这恰巧满足了三角视差法的条件：较长的基线和两个不同的观测位置。试想地球在轨道的这一侧和另一侧，观测者可以察觉到恒星方向的变化——也就是恒星对日－地距离的张角θ（如图）。图中所示的是周年视差的定义。
 　　
　　通过简单的三角学关系可以得出：r=a/sinθ

　　由于恒星的周年视差通常小于1°，所以(使用弧度制)sinθ≈θ。如果我们用角秒表示恒星的周年视差的话，那么恒星的距离r=206 265a/θ。通常，天文学家把日－地距离a称作一个天文单位（A.U.）。只要测量出恒星的周年视差，那么它们的距离也就确定了。当然， 周年视差不一定好测。 第谷一辈子也没有观测的恒星的周年视差——那是受当时的观测条件的限制。
     天文单位其实是很小的距离，于是天文学家又提出了秒差距（pc）的概念。也就是说，如果恒星的周年视差是1角秒（1/3600秒），那么它就距离我们1秒差距。很显然，1秒差距大约就是206265天文单位。
　　遗憾的是，我们不可能把周年视差观测的相当精确。现代天文学使用三角视差法大约可以精确的测量几百秒差距内的天体，再远，只好望洋兴叹了。
2、与星等的关系：星等是表示天体相对亮度的数值。我们直接观测到的星等称为视星等，如果把恒星统一放到10秒差距的地方，这时我们测量到的视星等就叫做绝对星等。视星等（m）和绝对星等（M）有一个简单的关系：5lg r=m-M+5
    这就意味着，如果我们能够知道一颗恒星的视星等（m） 和绝对星等（M），那么我们就可以计算出它的距离（r）。不消说，视星等很好测量，那么绝对星等呢？很幸运，通过对恒星光谱的分析我们可以得出 该恒星的绝对星等。这样一来，距离就测出来了。通常这被称作分光视差法。绝对星等是很有用的。天文学家通常有很多方法来确定绝对星等。比如主星序重叠法。如果我们认为所有的主序星都具有相同的性质。那么相同光谱型的恒星就有相同的绝对星等。如果对照太阳附近恒星的赫罗图，我们就可以求出遥远恒星的绝对星等，进而求出距离。
　　本文标题：天文基础知识教程-天体距离的测量-高中地理校本课程教材
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