秒差距

秒差距
	1秒差距指的是从太阳至某一天体间，具有1角秒（英语：Minute and second of arc#Symbols and abbreviations）视差的长度（非等比例绘制）
单位信息
单位制	天文单位系统
物理量名称	长度
符号	pc
单位换算
1 pc	相当于
米制（SI）单位	3.0857×1016 米 ; ~31拍米
英制与美制单位	1.9174×1013 mi
天文单位系统	2.0626×105 au; 3.26156 ly

秒差距（英语：parsec，符号为pc）是一个宇宙距离尺度，用以测量太阳系以外天体的长度单位。1秒差距约为3.26光年、206,000天文单位或31兆公里（19兆英里）。秒差距的原理使用了视差与三角学，其定义为1天文单位的对角为1角秒时的距离^[1]，但于2015年时被重新定义为一个精确值：7005648000000000000♠648000/ $π$ 天文单位。离太阳最近的恒星比邻星，距离大约为1.3秒差距（4.2光年）^[2]。绝大多数位于距太阳500秒差距(1630光年)内的恒星，可以在夜空中以肉眼看见。

秒差距最早于1913年，由英国天文学家赫伯特·霍尔·特纳提出^[3]。其英语名称为一个混成词，由“1角秒（arcsecond）的视差（parallax）”组合而来，使天文学家可以只从原始观测数据，就能够进行天文距离的快速计算。由于上述部分原因，即使光年在科普文字与日常使用（英语：Usage）上维持优势地位，秒差距仍受到天文学与天体物理学的喜爱。秒差距适用于银河系内的短距离表述，但在描述宇宙大尺度的用途上，会将其加上词头来应用，如千秒差距（kpc）表示银河系内与周围物体的距离，百万秒差距（Mpc）描述银河系附近所有星系的距离，吉秒差距（Gpc）则是描述极为遥远的星系与众多类星体。

2015年8月，国际天文学联合会通过B2决议文，将绝对星等与热星等（英语：bolometric magnitude）进行标准定义，也包含将秒差距定义为一个精确值，即7005648000000000000♠648000/ $π$ 天文单位，或大约7016308567758149137♠3.08567758149137×10¹⁶米（基于2012年国际天文学联合会对于天文单位的精确国际单位制定义）。此定义对应于众多当代天文学文献中对于秒差距的小角度定义^[4]^[5]。

基础定义[编辑]

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。它是建立在恒星视差的基础上。

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（ $1\,\mathrm {pc}$ ）。

计算秒差距的值[编辑]

在上图中（非等比例绘制），S代表太阳，E代表地球在轨道上的一个点。因此ES的距离就是1天文单位（au）。假设角SDE为1角秒（1度的1/3600），D为太空当中的某一点，因此依据上述定义，该点与太阳间的距离就称为1秒差距。根据三角学，SD的距离可由下列方式计算出来：

\mathrm {\tan 1''} ={\frac {\mathrm {ES} }{\mathrm {SD} }}

使用小角度近似^[a]，也就是极端小角度的正切值近乎等同于该角度本身（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}}

由于1天文单位被定义为7011149597870700000♠149597870700 米=^[6]，因此可以计算出下列值：

1秒差距	≈ 7005206264806247096♠206264.806247096天文单位
	≈ 7016308567758100000♠3.085677581×10¹⁶米
	≈ 7001191735115770000♠19.173511577兆英里
	≈ 7000326156377700000♠3.261563777光年

长度单位[编辑]

**使用秒差距的长度单位**
长度单位	缩写	表示	备注
秒差距	pc	3.261光年（近似值）	可用于测量邻近恒星之间的距离。
千秒差距	kpc	1000秒差距	可用于测量星系或星系团内部天体之间的距离。
百万秒差距	Mpc	1,000,000秒差距	用于测量邻近星系或星系团之间的距离。
十亿秒差距（吉秒差距）	Gpc	1,000,000,000秒差距	可用于测量大尺度纤维状结构（比如CfA2长城）的距离和长度或类星体的距离。
兆秒差距（太秒差距）	Tpc	1,000,000,000,000秒差距

天体视差[编辑]

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）。

注脚[编辑]

^ 对于此计算方式，其误差值约为10亿分之一（6991100000000000000♠1×10⁻⁹）。

参考文献[编辑]

^ Cosmic Distance Scales - The Milky Way. [24 September 2014]. （原始内容存档于2015-08-10）.
^ Benedict, G. F.; et al. Astrometric Stability and Precision of Fine Guidance Sensor #3: The Parallax and Proper Motion of Proxima Centauri (PDF). Proceedings of the HST Calibration Workshop: 380–384. [11 July 2007]. （原始内容存档 (PDF)于2016-09-09）.
^ Dyson, F. W. The Distribution in Space of the Stars in Carrington's Circumpolar Catalogue. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1913-03-14, 73 (5): 334–342. Bibcode:1913MNRAS..73..334D. ISSN 0035-8711. doi:10.1093/mnras/73.5.334 （英语）. There is a need for a name for this unit of distance. Mr. Charlier has suggested Siriometer ... Professor Turner suggests parsec, which may be taken as an abbreviated form of 'a distance corresponding to a parallax of one second'.
^ Cox, Arthur N.; Pilachowski, Catherine A. Allen's Astrophysical Quantities. Physics Today. 2000-10, 53 (10): 77–78 [2021-09-06]. Bibcode:2000asqu.book.....C. ISSN 0031-9228. doi:10.1063/1.1325201. （原始内容存档于2022-01-06）（英语）.
^ Binney, James; Tremaine, Scott. Galactic Dynamics 2nd ed. 2008-01-01 [2022-04-17]. Bibcode:2008gady.book.....B. ISBN 978-0-691-13026-2. OCLC 254909523. （原始内容存档于2022-02-04）.
^ International Astronomical Union (编), RESOLUTION B2 on the re-definition of the astronomical unit of length (PDF), RESOLUTION B2, Beijing: International Astronomical Union, 31 August 2012 [2017-11-01], （原始内容存档 (PDF)于2013-08-16）, The XXVIII General Assembly of International Astronomical Union recommends [adopted] that the astronomical unit be redefined to be a conventional unit of length equal to exactly 7011149597870700000♠149597870700 米, in agreement with the value adopted in IAU 2009 Resolution B2

[6] 对于此计算方式，其误差值约为10亿分之一（6991100000000000000♠1×10⁻⁹）。

[1] Cosmic Distance Scales - The Milky Way. [24 September 2014]. （原始内容存档于2015-08-10）.

[2] Benedict, G. F.; et al. Astrometric Stability and Precision of Fine Guidance Sensor #3: The Parallax and Proper Motion of Proxima Centauri (PDF). Proceedings of the HST Calibration Workshop: 380–384. [11 July 2007]. （原始内容存档 (PDF)于2016-09-09）.

[dyson-3] Dyson, F. W. The Distribution in Space of the Stars in Carrington's Circumpolar Catalogue. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1913-03-14, 73 (5): 334–342. Bibcode:1913MNRAS..73..334D. ISSN 0035-8711. doi:10.1093/mnras/73.5.334 （英语）. There is a need for a name for this unit of distance. Mr. Charlier has suggested Siriometer ... Professor Turner suggests parsec, which may be taken as an abbreviated form of 'a distance corresponding to a parallax of one second'.

[4] Cox, Arthur N.; Pilachowski, Catherine A. Allen's Astrophysical Quantities. Physics Today. 2000-10, 53 (10): 77–78 [2021-09-06]. Bibcode:2000asqu.book.....C. ISSN 0031-9228. doi:10.1063/1.1325201. （原始内容存档于2022-01-06）（英语）.

[5] Binney, James; Tremaine, Scott. Galactic Dynamics 2nd ed. 2008-01-01 [2022-04-17]. Bibcode:2008gady.book.....B. ISBN 978-0-691-13026-2. OCLC 254909523. （原始内容存档于2022-02-04）.

[7] International Astronomical Union (编), RESOLUTION B2 on the re-definition of the astronomical unit of length (PDF), RESOLUTION B2, Beijing: International Astronomical Union, 31 August 2012 [2017-11-01], （原始内容存档 (PDF)于2013-08-16）, The XXVIII General Assembly of International Astronomical Union recommends [adopted] that the astronomical unit be redefined to be a conventional unit of length equal to exactly 7011149597870700000♠149597870700 米, in agreement with the value adopted in IAU 2009 Resolution B2

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