Ⅰ 现代科学家使用什么办法,去测量恒星距离和数量
宇宙究竟有多大?
我们知道宇宙很大,但究竟有多大,其实我们是没有概念的。
所以宇宙有多大呢?如果把地球想象成一粒沙,银河系就是一栋楼的十倍那么大的存在,如果把银河系想象成一粒沙,宇宙将是一栋楼那么大。
Ⅱ 天文学家探测行星的方法有哪些
1、天体测量法天体测量法是搜寻系外行星最早期的方法。这个方法是精确地测量恒星在天空的位置及观察那个位置如何随着时间变动。如果恒星有一颗行星,则行星的重力将令恒星在一条微小的圆形轨道上移动。这样一来,恒星和行星围绕着它们共同的质心旋转(二体问题)。由于恒星的质量比行星大得多,它的运行轨道比行星小得多。
2、视向速度法
和天体测量法相似,视向速度法同样利用了恒星在行星重力作用下在一条微小圆形轨道上移动这个事实,但是目标是测量恒星向着地球或离开地球的运动速度。根据多普勒效应,恒星的视向速度可以从恒星光谱线的移动推导出来。
3、脉冲星计时法
脉冲星是超新星爆炸后留下来超高密度的中子星。随着自转,脉冲星发出极为有规律的电磁波脉冲,因此脉冲的轻微异常能显示脉冲星的移动。和其它星体一样,脉冲星亦会受其行星影响而运动,故此计算其脉冲变动便可估计其行星的性质。
4、凌日法
运用以上的方法可以估计系外行星的质量,而凌日法则可估计行星直径。当行星行经其母星和地球之间(即凌),则从地球可视的母星光度便会轻微下降。光度下降的程度和母星及行星的大小相关,例如在HD 209458光度便会下降1.7%。
5、重力微透镜法
重力微透镜是重力透镜现象的一种,是星体引力场导致远处另一星体的光线路径改变而造成类似透镜的放大效应,这现象只会当两个星体和地球几乎成一直线才会出现。因为地球和星体的相对位置不断改变,这种透镜事件只会维持数天至数周。在过去十年,已观测到超过一千次重力微透镜现象。
6、恒星盘法
很多恒星都被尘埃组成的恒星盘包围,这些尘埃吸收了恒星的光再放出红外线,因此可以被观测。即使尘埃的总质量还不及地球,它们的总表面积仍足反映到可观测的红外线。哈伯太空望远镜可以通过其近红外线摄影机和多物体光谱仪观测这些尘埃,而史匹哲太空望远镜可以接收更广阔的红外线光谱以得到更佳的影象。在太阳系附近的恒星之中,已有超过15%被发现有尘埃盘。
7、直接摄影
因为行星相比于其母星都是非常暗淡的,所以一般都会被母星的光掩盖,故此要直接发现系外行星几乎是不可能的。但在一些特殊情况,现代的望远镜亦可以直接得到系外行星的影象,例如行星体积特别大(明显地大于木星),与母星有一段较大距离,以及较为年轻(故此温度较高而放出强烈的红外线)。
Ⅲ 如何测量行星的大小、质量
行星的直径,可以通过望远镜观察其视角大小,再根据其距离和几何知识可以直接计算大小(这个办法只能适用行星,因为行星在望远镜里是能看出大小来的,恒星就不行,因为恒星太远,在望远镜里看起来还是一个点)。
计算行星质量最好的就是它有卫星,根据卫星的轨道和运转周期,可以算出卫星运转线速度,然后再根据万有引力定律计算出行星质量。如果它没有卫星,则要根据它对其它行星轨道的摄动来计算,比较麻烦。
Ⅳ 恒星的体积 遥远的恒星如何测量其体积
测恒星的体积其实就是测定恒星的半径,测定恒星的半径可以通过测定恒星的表面积还完成.
为什么要这样绕两个圈子呢?因为最后一个量,就是表面积,测量起来远远比前面两个简单.
恒星辐射的能量和表面积成正比,和温度的四次方成正比.恒星的视亮度可以通过观测到的,在于距离做一下修正就可以得到绝对亮度.温度可以通过测定恒星的光谱得到,随后通过简单的数学计算就可以得到恒星的表面积了,知道表面积就可以很容易的推算出体积.
如果直接测量体积?拿一个水缸把恒星装进去,看有多少水排出来?=
如果直接测量半径呢?倒还说得过去,知道距离,那个望远镜看看视角就可以了,但是除了太阳以外的恒星距离我们太远,那什么望远镜看到是一个点.这个在目前的观测条件下也是不可行的.
所以,测表面积吧~这个是现在技术最简单也是最可行的办法.通过数学可以将难以测量的物理量转化为容易观测的物理量,在各种理工学科中有着广泛的应用.
Ⅳ 天文学家探测行星的方法有哪些
天文学家探测行星的方法有:
天体测量学,主要通过精密追踪一颗恒星在天空中运行轨迹的变化,来确定受其引力拖曳的行星所在。这与径向速度法的原理很类似,只不过天体测量学并不涉及恒星光芒中的多普勒频移。
这是人类宇宙探索“技术库”里增添的一个新手段。作为新的研究方法,它指导天文学家们去关注恒星的亮度因行星运动而发生的变化——后者的引力作用引发相对论效应,导致组成光的光子以能量的形式“堆积”,并集中于恒星运动的方向。
这种方法特别适用于发现围绕脉冲星运动的行星。所谓脉冲星,是由恒星衰亡后的残余形成的密度极高的星体。它在高速自转的同时,会发射出强烈脉冲——且由于一颗脉冲星的自转本质上是非常稳定的,所以这种辐射因为自转而非常规律。
这种方法最大的特点,叫“不言自明”——用不着什么复杂的演算,只需使用功能强大的望远镜,直接给距离遥远的行星拍摄个“证件照”,一并还能取得其“行星护照”——上面包含了这颗行星光度、温度、大气和轨道信息。
重力微透镜法,是指科学家们从地球上观察巨大星体路经一颗恒星正面时发生的现象,进而寻找行星的方法。这是唯一有能力在普通的主序星周围检测出质量类似地球大小行星的方法。
这是到目前为止最具有成效的确认行星的方法。
径向速度法找寻的线索,是恒星母星相对地球发生远近运动时,卫星行星受其影响所产生的微小波动。变化虽然小,但使用现代的光谱仪已可以检测出低至1米/秒的速度变化。这种方法通常也叫做“多普勒效应法”,因为它测量的,就是恒星的光受引力拖曳而产生的变化。
凌日法的基本原理,是观察恒星亮度在有行星横穿或路经其表面时发生的细微变化。它的好处是可以从光变曲线测定行星的大小。
Ⅵ 如何测定恒星的大小
对恒星的温度和固有亮度进行测量后,可以估算它的直径。因为温度决定了来自恒星表面的辐射强度,对温度的测量(加上一些对恒星表面性质的合理解释),可以得出恒星表面每平方米发出的辐射量。固有亮度是整个恒星表面的总辐射的量度。我们只要用总辐射被每平方米辐射除,就可得到恒星表面积的平方米数,又可从表面积很容易地计算出恒星的半径和体积(对较大的恒星,还可用一种更直接的方法,即光的干涉法去测量它的直径,用此法得到的结果,同用温度和固有亮度估算的结果相符)。
恒星的直径不同于它们的质量,相差很大。最小的恒星如天狼星的暗伴星,比地球大不了多少。最大的星如天蝎座中的红巨星——天蝎座a星,直径大于4.8亿千米。天蝎座Q非常巨大,假如把太阳放在它的中心,那么,4颗靠内的行星都挤进这颗星内还有余。
如果已知恒星的质量和体积,求平均密度,只要简单地把前者被后者除。正如体积那样,不同恒星的密度有很大的差异,像天蝎座。那样的巨星,其密度小于通常空气密度的千分之一,即差不多等于地球上的真空密度,反之,一些小恒星的密度格外大,例如:天狼星伴星的密度,那里每立方英寸的物质放到地球表面上,重量大于1吨。