空中课堂 - 天文测距原来如此“简单”

小伙伴们大家好，

天文馆“空中课堂”上课啦！

提到宇宙中的天体，大家最感兴趣的问题常常是“这颗星星有多大？离我们有多远？”。太阳的直径是139万公里，织女星距我们25光年，太阳如此巨大，织女星离我们如此遥远，那天文学家是怎么测得它们的准确数据的呢？

天文学家们用来测量天体距离和宇宙尺度的基础就是视差。视差是一种投影效果，手臂伸长，食指向上，闭上右眼，睁开左眼，注视你的食指及它后面的背景。然后闭上左眼，睁开右眼，注意看有什么变化--你的食指相对于背景似乎移动了。从两个不同位置观察同一个物体时，此物体在视野中的位置就会变化。从两个观察点看目标，两条视线之间的夹角叫做这两个点的视差角，两点之间的距离称作视差基线。如图1所示：

图1. 视差是一种投影效果

我们跟随地球绕太阳运行，在这个近圆轨道上，我们能利用的最大的基线长度就是绕太阳公转轨道的直径，也就是地球绕太阳周年运动产生周年视差。利用周年视差就可以对近邻天体进行测距了。

如图2，只需要测得视差角α和日地距离d，根据三角函数公式tanα=d/D，因为α非常非常小，tanα近似为α，所以D =d/α。

三角视差法是目前所有的天文测距方法中最准确的，是其他测距方法（标准烛光，周光关系测距等）的基础。由三角视差公式可知，基线确定时，恒星距离越远，视差角越小。

图2. 利用周年视差测定天体的距离

2013年欧洲空间局发射了盖亚（GAIA）空间望远镜，GAIA测量的视差精度达到了几十个微角秒，经过8年大规模的巡天，已经测定了10多亿颗恒星的位置、距离和自行，观测的最暗视星等达20等。GAIA观测数据的释放，刷新了天文学家对赫罗图的固有印象。

图3. GAIA所测恒星的光度-颜色图（赫罗图）

利用视差的原理，我们还可以测量天体的大小。比如宇宙中的面源，像太阳，月亮，星系等，它们的直径看起来有一定角度，而不仅仅是一个点。如果测得了它们的视直径，也知道它们的距离，就可以测量它们的实际大小啦。

作业时间

问 题

观测可得太阳的视直径约为32’，请问太阳距地球多远？（PS：要用今天的知识自己算噢）

（北京天文馆）

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