1. XenForo 1.5.14 中文版——支持中文搜索!现已发布!查看详情
  2. Xenforo 爱好者讨论群:215909318 XenForo专区

怎样观测太阳那一侧的恒星,这问题教科书都在回避

本帖由 漂亮的石头2015-04-22 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

    注册:
    2012-02-10
    帖子:
    486,020
    赞:
    46
    天文学家怎样观测面向太阳那一侧的恒星?

    [​IMG] 海盗河马,河马老师

    这其实是一个好问题。

    谁还不知道地球会转呀?你以为转过去天黑了看一眼就完了吗?远远不是这么简单啊。其实题主问出了一个非常厉害的问题,这个问题厉害到了很高的程度,以至于国内甚至部分国外的教科书都有意无意回避了这件事。

    [​IMG]

    我们的故事从这张图说起吧。这是天文学教科书上常见的一张图(我选自 wikipedia )。图中下方的黄点是太阳,太阳左侧的蓝点是我们的地球,显然地球围着太阳转,轨道几乎是一个圆。这个圆的半径已经标出来了,是 1 AU。

    那么如果有一颗恒星,在上面的粉色点上,地球位于太阳左侧的时候,和地球位于太阳右侧的时候,看到的这颗星在空间中的投影位置是不同的。这个位置的差别就是天文学说的“周年视差”。这个粉色点离太阳越遥远,这个视差就越是微不足道。那么多恒星,它们的视差有多大呢?答案是都非常非常小,最大的是比邻星,也小于 1 个角秒。

    以上的内容是每一个天文专业人士和天文爱好者都知道的常识。但是教科书却有一件事没有说清楚,可能是写书的人抄来抄去,他们自己根本都没搞明白,以讹传讹。这个细节其实非常重要,而且直指题主的问题。

    请仔细看上面的图,请重复这句话:

    地球在太阳左侧

    地球在太阳左侧

    地球在太阳左侧

    所以呢?请千万不要忘记,所以意味着地球的右侧一面正处于白天,地球的左侧一面处于黑夜。也就是说,那颗粉色的星星此时此刻正在白天出现!!!

    如果说要利用地球围绕太阳转的方式,来观测计算一颗星的视差,那么这颗星必须在白天进行观测!WTF!!!

    有人说,诶?咱们可以不观测那么靠上的星么?我可以把粉色的点滑到和地球、太阳一个平面上去吗?当然可以!星星到处都是,天文学家需要观测每一颗的视差。请看上面的图并假象一下,如果此刻,在太阳的右侧,很远的地方,有一颗星,我们需要观测它的视差,怎么办?

    照猫画虎,就是在相隔半年(地球轨道的两端)的时间里观测两次。结果呢?结果刚才出现的讨厌的问题依然无法避免,这颗星依然必须在白天进行观测!!!

    怎么办呢?

    答案是这样的。请注意,刚才说到了视差最大都不超过 1 角秒,所有的恒星都非常非常遥远,比地球到太阳的距离要远的多的多的多的多。结果就是,这个粉颜色的小点,在这张图上根本画不下,需要画到很远之外去。那么,在上面的图中,粉色的点几乎就在地球的正上方,同时也在太阳的正上方。在地球的正上方意味着,这颗星出现在什么地方?

    答案是,地球的白天与黑夜的交界线上。所以天文学家观测周年视差,必须是在黎明或者黄昏的时候,在天刚要黑,或是刚要亮的时候,这颗星出现在天空中,我们就能观测它的视差。

    这就是为什么视差的观测非常困难。绝不是因为观测精度的问题,而是因为观测时机太宝贵了。

    所以呢,题主的问题并不愚蠢。太阳那一侧,指的是地球白天的那一面,那一面我们不仅要观测,而且必须观测。甚至太阳背面的星,我们光靠绕过去等天黑了再看是不行的,我们必须在天亮的时候再看一次,因为需要测量视差。当然,不会是大白天看,而是找那种晨昏交界的时间看。

    另外,发射卫星和飞船去看也是好办法,一点也不傻。地面上测量视差终究效果不好。所以人们发射了伊巴谷卫星,到太空去看。前不久发射的 Gaia 也是干这件事的。

    另另外,如果我们不是为了测量周年视差,只是想观测某颗白天出现的星(或别的什么)怎么办呢?当然有办法。最简单的办法就是射电观测。在无线电波段,甚至波长不用那么长的毫米波段,都可以实现全天候观测。无论白天黑夜、无论阴晴雨雪,都可以一样看。

    回答完毕。

    查看知乎原文
     
正在加载...