秒差距
秒差距 | |
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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 | ×1016 米 3.0857 ~31拍米 |
英制与美制单位 | ×1013 mi 1.9174 |
天文单位系统 | ×105 au 2.0626 56 ly 3.261 |
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 3.085677585519*1016 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:000 648/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进行标准定义,也包含将秒差距定义为一个精确值,即000 648/π天文单位,或大约67758149137×1016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 3.085[4][5]。
基础定义
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 的恒星与地球的距离 ,这个距离定义为一秒差距()。
计算秒差距的值
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:
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):
由于1天文单位被定义为597870700 米= 149[6],因此可以计算出下列值:
1秒差距 | ≈ 264.806247096天文单位 206 |
≈ 677581×1016 3.085米 | |
≈ 511577兆 19.173英里 | |
≈ 563777 3.261光年 |
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
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
- ^ 对于此计算方式,其误差值约为10亿分之一(×10−9)。 1
参考文献
- ^ 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 597870700 米, in agreement with the value adopted in IAU 2009 Resolution B2 149
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