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秒差距

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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 
   ~31拍米
   英制美制单位   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长度单位。1秒差距定义为某一天体与1天文单位对角英语Subtended angle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,为648000/π天文单位。1秒差距的距离等同于3.26光年(31兆公里或19兆英里)。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·特纳英语Herbert Hall Turner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,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648000/π天文单位,或大约3.08567758149137×1016公尺(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

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代表地球在轨道中的其中一点。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:

使用小角度近似英语small-angle approximation[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149597870700 [6],因此可以计算出下列值:

1秒差距 206264.806247096天文单位
3.085677581×1016公尺
19.173511577英里
3.261563777光年

长度单位

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 可用于测量星系星系团内部天体之间的距离。
百万秒差距(兆秒差距) 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。

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

  1. ^ 对于此计算方式,其误差值约为10亿分之一(1×10−9)。

参考文献

  1. ^ Cosmic Distance Scales - The Milky Way. [24 September 2014]. 
  2. ^ Benedict, G. F.; 等. 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]. 
  3. ^ Dyson, F. W. Stars, Distribution and drift of, The distribution in space of the stars in Carrington's Circumpolar Catalogue. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. March 1913, 73: 334–342. Bibcode:1913MNRAS..73..334D. doi:10.1093/mnras/73.5.334. 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. (编). Allen's Astrophysical Quantities 4th. New York: AIP Press / Springer. 2000. Bibcode:2000asqu.book.....C. ISBN 0387987460. 
  5. ^ Binney, James; Tremaine, Scott. Galactic Dynamics 2nd. Princeton, NJ: Princeton University Press. 2008. Bibcode:2008gady.book.....B. ISBN 978-0-691-13026-2. 
  6. ^ 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, 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 149597870700 米, in agreement with the value adopted in IAU 2009 Resolution B2 
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