秒差距
秒差距 | |
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單位信息 | |
單位制 | 天文單位系統 |
物理量名稱 | 長度 |
符號 | pc |
單位換算 | |
1 pc | 相當於 |
米制(SI)單位 | ×1016 米 3.0857 ~31拍米 |
英制與美制單位 | ×1013 mi 1.9174 |
天文單位系統 | ×105 au 2.0626 56 ly 3.261 |
秒差距(英語:parsec,符號為pc)是一個宇宙距離尺度,用以測量太陽系以外天體的長度單位。1秒差距約為3.26光年、206,000天文單位或 3.085677585519*1016 公尺(19兆英里)。秒差距的原理使用了視差與三角學,其定義為1天文單位的對角為1角秒時的距離[1],但於2015年時被重新定義為一個精確值:000 648/π天文單位。離太陽最近的恆星比鄰星,距離大約為1.3秒差距(4.2光年)[2]。絕大多數位於距太陽500秒差距(1630光年)內的恆星,可以在夜空中以肉眼看見。
秒差距最早於1913年,由英國天文學家赫伯特·霍爾·特納提出[3]。其英語名稱為一個混成詞,由「1角秒(arcsecond)的視差(parallax)」組合而來,使天文學家可以只從原始觀測數據,就能夠進行天文距離的快速計算。由於上述部分原因,即使光年在科普文字與日常使用上維持優勢地位,秒差距仍受到天文學與天體物理學的喜愛。秒差距適用於銀河系內的短距離表述,但在描述宇宙大尺度的用途上,會將其加上詞頭來應用,如千秒差距(kpc)表示銀河系內與周圍物體的距離,百萬秒差距(Mpc)描述銀河系附近所有星系的距離,吉秒差距(Gpc)則是描述極為遙遠的星系與眾多類星體。
2015年8月,國際天文學聯合會通過B2決議文,將絕對星等與熱星等進行標準定義,也包含將秒差距定義為一個精確值,即000 648/π天文單位,或大約67758149137×1016公尺(基於2012年國際天文學聯合會對於天文單位的精確國際單位制定義)。此定義對應於眾多當代天文學文獻中對於秒差距的小角度定義 3.085[4][5]。
基礎定義
[編輯]秒差距是一種最古老的,同時也是最標準的測量恆星距離的方法。它是建立在恆星視差的基礎上。
想像待測的恆星與一條地球公轉軌道的半徑線段(即一個天文單位長度)所成的三角形,分別度量待測恆星到太陽及到地球的邊長、與這兩條邊的夾角。當這個夾角為一角秒時,這個三角形是如此的狹長、以至於這兩條邊長可視為相等,那麼這個邊長即稱為一秒差距。此時這個三角形既可視為等腰三角形、又可視為直角三角形(因剩餘的兩個角極其接近直角)。
更詳細地說,周年視差 的恆星與地球的距離 ,這個距離定義為一秒差距()。
計算秒差距的值
[編輯]在上圖中(非等比例繪製),S代表太陽,E代表地球在軌道上的一個點。因此ES的距離就是1天文單位(au)。假設角SDE為1角秒(1度的1/3600),D為太空當中的某一點,因此依據上述定義,該點與太陽間的距離就稱為1秒差距。根據三角學,SD的距離可由下列方式計算出來:
使用小角度近似[a],也就是極端小角度的正切值近乎等同於該角度本身(以弧度表示):
由於1天文單位被定義為597870700 米= 149[6],因此可以計算出下列值:
1秒差距 | ≈ 264.806247096天文單位 206 |
≈ 677581×1016 3.085公尺 | |
≈ 511577兆 19.173英里 | |
≈ 563777 3.261光年 |
長度單位
[編輯]長度單位 | 縮寫 | 表示 | 備註 |
---|---|---|---|
秒差距 | pc | 3.261光年(近似值) | 可用於測量鄰近恆星之間的距離。 |
千秒差距 | kpc | 1000秒差距 | 可用於測量星系或星系團內部天體之間的距離。 |
百萬秒差距 | Mpc | 1,000,000秒差距 | 用於測量鄰近星系或星系團之間的距離。 |
十億秒差距(吉秒差距) | Gpc | 1,000,000,000秒差距 | 可用於測量大尺度纖維狀結構(比如CfA2長城)的距離和長度或類星體的距離。 |
兆秒差距(太秒差距) | Tpc | 1,000,000,000,000秒差距 |
天體視差
[編輯]天體的視差越大,則其距離就越近。反之,則視差越小,離我們越遠。離我們最近的恆星(太陽除外)比鄰星的距離約為1.29pc(4.22光年)。
註腳
[編輯]- ^ 對於此計算方式,其誤差值約為10億分之一(×10−9)。 1
參考文獻
[編輯]- ^ Cosmic Distance Scales - The Milky Way. [24 September 2014]. (原始內容存檔於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]. (原始內容存檔 (PDF)於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 (英語).
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. (原始內容存檔於2022-01-06) (英語).
- ^ 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. (原始內容存檔於2022-02-04).
- ^ International Astronomical Union (編), 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], (原始內容存檔 (PDF)於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 597870700 米, in agreement with the value adopted in IAU 2009 Resolution B2 149