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分光视差法:求距离快速增长,打开更大天体之门

时间:2023-09-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:有了分光视差法,人们已求出距离的恒星数目便迅速上升。所以,如果说三角视差法使我们“触摸”到了100秒差距以内的近星的话,那么,分光视差法则使天文学家的巨尺又往远处伸展了成百上千倍,它是我们通向更遥远天体的第一级阶梯。对于这些天体,分光视差法已经失去了它的威力。

分光视差法:求距离快速增长,打开更大天体之门

1914年,美国威尔逊山天文台亚当斯(Walter Sydney Adams,1876~1956年)和德国天文学家科尔许特(Ernst Arnold Kohlschütter,1883~1969年)合作,发现具有同样光谱型的巨星和主序星的光谱彼此仍存在着一些差别。这些差异虽然细微,却具有特别重要的意义。其具体表现是:某些光谱线的强度之比,对于巨星和对于主序星很不相同。

于是,人们便可以这样来推求一颗相当遥远的恒星的距离:先拍摄它的光谱,确定它的光谱型;接着又考察它的光谱中某些谱线的强度比,由此判断它是巨星还是主序星;这时就可以粗略地确定它在赫罗图中应该占据什么位置,也就是说,它的绝对星等大致就等于赫罗图上同样光谱型的主序星(或巨星)的绝对星等的平均值。知道它的绝对星等后,再同它的视星等进行比较,便可以求出这颗星的距离了。

下面的比喻也许能帮助读者更好地理解这种方法的实质。不会有人否认,人的身高和体重之间有着一定的联系。一般说来,高个儿的人应该比较重,矮个儿的人往往比较轻。虽然也有十分瘦长或者特别矮胖的人,但是普遍的趋势终归是身材高的体重大,身材矮的体重轻。因此,当你知道一个人的身高为1.70米时,你就可以大致估计他的体重在70千克左右;反之,当你知道了一个人的体重为80千克时,你就会预料他的身高也许在1.80米上下。这种推测和估计决不可能达到绝对准确的地步,但大致说来还是可信的。假如我们把恒星的光谱型比拟作人的身高,把它的绝对星等比拟为人的体重,那么从恒星的光谱型推测其绝对星等的可靠性,大体上就和从人的身高推测其体重的情况相仿。

也许有人会想,身高与体重之间的关系,对于男人和女人,或者对于中国人和外国人,是有些差异的,因此仅仅根据身高来推测体重也许并不很可靠。假如知道了一个人的身高,同时还知道他(或她)的民族和性别,那么就可以把他(或她)的体重估计得更准确了。同样身高1.80米的人,欧洲人往往要比亚洲人更壮实些,因此体重也更重一些,这不是显而易见的吗?

事实正是这样。因此,我们还需要尽量多知道一些其他方面的情况。对于研究人的身高与体重的关系而言,这种附加的信息可能是性别或国籍;对于研究恒星的光谱型与绝对星等的关系而言,这种附加的信息则是某些光谱线的强度之比。(www.xing528.com)

有了分光视差法,人们已求出距离的恒星数目便迅速上升。求得的距离也从在地面天文台利用三角视差法的100秒差距向前一举推进到了上万秒差距。

所以,如果说三角视差法使我们“触摸”到了100秒差距以内的近星的话,那么,分光视差法则使天文学家的巨尺又往远处伸展了成百上千倍,它是我们通向更遥远天体的第一级阶梯。

然而,分光视差法也不是万能的。须知,拍摄一颗恒星的光谱,要比拍下这颗星星本身困难得多。有些遥远而暗弱的恒星,甚至用世界上最精良的望远镜光谱仪也难以得到其清晰的光谱。况且,还有为数众多的恒星(例如各种变星和新星)并不能用寻常的方式找出其光谱与绝对星等之间的联系,它们在赫罗图上的位置是与众不同的。对于这些天体,分光视差法已经失去了它的威力。

幸而,天文学家们还有别的好办法。在介绍这些新方法之前,我们再来讲述一段新的插曲,它将人类深邃的目光引向太空中更加遥远的地方……

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