哈勃太空望遠(yuǎn)鏡新近觀測(cè)到一個(gè)神秘天體,這可能把人類帶入更深遂的未知宇宙空間。天文學(xué)家根據(jù)天體發(fā)生的紅移現(xiàn)象判斷它和地球的距離,紅移越大,說(shuō)明距離越遠(yuǎn)。目前最遠(yuǎn)能看到距地球120億光年的天體。紅移達(dá)到6.7的一個(gè)星系和達(dá)到5.8的一個(gè)類星體,是我們至今觀測(cè)到的最遠(yuǎn)天體。
據(jù)巴爾第摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究會(huì)的布魯斯-迪金森介紹,哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的新天體,紅移可能達(dá)到12。初步推斷,該天體可能是一個(gè)雖距地球不遠(yuǎn),但極其暗淡的星系,即所謂碳星(carbon star),或是一個(gè)已知宇宙內(nèi)最遙遠(yuǎn)的天體。天文學(xué)家們正在夏威夷,利用世界最大的凱克反射望遠(yuǎn)鏡做進(jìn)一步觀察。
關(guān)于天體:
天體的定義
宇宙物質(zhì)的任何集聚形成的各種天文研究對(duì)象。天體就是宇宙間物質(zhì)的存在形式而言的,是各種星體和星際物質(zhì)的通稱。如在太陽(yáng)系中的太陽(yáng)、行星、衛(wèi)星、小行星、彗星、流星、行星際物質(zhì),銀河系中的恒星、星團(tuán)、星云、星際物質(zhì),以及河外星系、星系團(tuán)、超星系團(tuán)、星系際物質(zhì)等。通過射電探測(cè)手段和空間探測(cè)手段所發(fā)現(xiàn)的紅外源 、紫外源 、射電源、X射線源和γ射線源,也都是天體。人類發(fā)射并在太空中運(yùn)行的人造衛(wèi)星、宇宙火箭、空間實(shí)驗(yàn)室、月球探測(cè)器、行星探測(cè)器、行星
天體的位置
天體在某一天球坐標(biāo)系中的坐標(biāo),通常指它在赤道坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(赤經(jīng)和赤緯)。由于赤道坐標(biāo)系的基本平面(赤道面)和主點(diǎn)(春分點(diǎn))因歲差、章動(dòng)而隨時(shí)間改變,天體的赤經(jīng)和赤緯也隨之改變。此外,地球上的觀測(cè)者觀測(cè)到的天體的坐標(biāo)也因天體的自行和觀測(cè)者所在的地球相對(duì)于天體的空間運(yùn)動(dòng)和位置的不同而不同。
天體的位置有如下幾種定義:
①平位置。只考慮歲差運(yùn)動(dòng)的赤道面和春分點(diǎn)稱為平赤道和平春分點(diǎn),由它們定義的坐標(biāo)系稱為平赤道坐標(biāo)系,參考于這一坐標(biāo)系計(jì)量的赤經(jīng) 和赤緯稱為平位置。
②真位置。進(jìn)一步考慮相對(duì)于平赤道和平春分點(diǎn)作章動(dòng)的赤道面和春分點(diǎn)稱為真赤道和真春分點(diǎn),由它們定義的坐標(biāo)系稱為真赤道坐標(biāo)系,參考于這一坐標(biāo)系計(jì)量的赤經(jīng)和赤緯稱為真位置。平位置和真位置均隨時(shí)間而變化,而與地球的空間運(yùn)動(dòng)速度和方向以及與天體的相對(duì)位置無(wú)關(guān)。
、垡曃恢?紤]到觀測(cè)瞬時(shí)地球相對(duì)于天體的上述空間因素,對(duì)天體的真位置改正光行差和視差影響所得的位置稱為視位置 。視位置相當(dāng)于觀測(cè)者在假想無(wú)大氣的地球上直接測(cè)量得到的觀測(cè)瞬時(shí)的赤道坐標(biāo)。
星表中列出的天體位置通常是相對(duì)于某一個(gè)選定瞬時(shí)
要得到觀測(cè)瞬時(shí)的視位置需要加上:
、儆尚潜須v元到觀測(cè)瞬時(shí)歲差和自行改正。
、谟^測(cè)瞬時(shí)的章動(dòng)改正。
、塾^測(cè)瞬時(shí)的光行差和視差改正。
天體的距離
地球上的觀測(cè)者至天體的空間距離。不同類型的天體距離遠(yuǎn)近相差十分懸殊,測(cè)量的方法也各不相同。
、偬(yáng)系內(nèi)的天體是最近的一類天體,可用三角測(cè)量法測(cè)定月球和行星的周日地平視差;并根據(jù)天體力學(xué)理論進(jìn)而求得太陽(yáng)視差。也可用向月球或大行星發(fā)射無(wú)線電脈沖或向月球發(fā)射激光,然后接收從它們表面反射的回波,記錄電波往返時(shí)刻而直接推算天體距離。
②對(duì)于太陽(yáng)系外的較近天體,三角視差法只對(duì)離太陽(yáng) 100 秒差距范圍以內(nèi)的恒星適用。更遠(yuǎn)的恒星三角視差太小,無(wú)法測(cè)定,要用其他方法間接測(cè)定其距離。
主要有:
分析恒星光譜的某些譜線以估計(jì)恒星的絕對(duì)星等,然后通過恒星的絕對(duì)星等與視星等的比較求其距離 ;
分析恒星光譜中星際吸收線強(qiáng)弱來(lái)估算恒星的距離;
利用目視雙星的繞轉(zhuǎn)周期和軌道張角的觀測(cè)值來(lái)推算其距離;
通過測(cè)定移動(dòng)星團(tuán)的輻射點(diǎn)位置以及成員星的自行和視向速度來(lái)推算該星團(tuán)的距離;
對(duì)于具有某種共同特征的一群恒星根據(jù)其自行平均值估計(jì)這群
利用銀河系較差自轉(zhuǎn)與恒星視向速度有關(guān)的原理從視向速度測(cè)定值求星群平均距離。
、蹖(duì)于太陽(yáng)系外的遠(yuǎn)天體測(cè)量距離的方法主要有:
利用天琴座RR型變星觀測(cè)到的視星等值;
利用造父變星的周光關(guān)系;
利用球狀星團(tuán)或星系的角直徑測(cè)定值;
利用待測(cè)星團(tuán)的主序星與已知恒星的主序星的比較;
利用觀測(cè)到的新星或超新星的最大視星等;
利用觀測(cè)到的河外星系里亮星的平均視星等;
利用觀測(cè)到的球狀星團(tuán)的累積視星等;
利用星系的譜線紅移量和哈勃定律等。
天體的形狀和自轉(zhuǎn)
由于天體不是質(zhì)點(diǎn),具有一定的大小和形狀,天體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間的相互吸引和自轉(zhuǎn)離心力使得天體的形狀和內(nèi)部物質(zhì)密度分布產(chǎn)生變化,同時(shí)也對(duì)天體的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。天體的形狀和自轉(zhuǎn)理論主要是研究在萬(wàn)有引力作用下天體的形狀和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
在天體的形狀理論中,通常把天體看作不可壓縮的流體,討論天體在均勻或不均勻密度分布情況下自轉(zhuǎn)時(shí)的平衡形態(tài)及其穩(wěn)定性問題。目前研究得最深入的是地球的形狀理論 ,建立了平衡形狀的旋轉(zhuǎn)橢球體,三軸橢球體等等地球模型 。近年來(lái)利用專用于地球測(cè)量的人造衛(wèi)星所得的資料,正在與地面大地測(cè)量的結(jié)果相配合,
天體的自轉(zhuǎn)理論,主要是討論天體的自轉(zhuǎn)軸在空間和本體內(nèi)部的移動(dòng)以及自轉(zhuǎn)速率的變化。其中,地球的自轉(zhuǎn)理論現(xiàn)已討論得十分詳細(xì)。地球的自轉(zhuǎn)軸在本體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)形成地極移動(dòng)(見極移);同時(shí),地球自轉(zhuǎn)軸在空間的取向也是變化的(見歲差,章動(dòng))。地球自轉(zhuǎn)的速率也在變化,它既有長(zhǎng)期變慢,使恒星日的長(zhǎng)度每100年約增加1/1000秒左右,又有一些短周期變化和不規(guī)則變化(見地球自轉(zhuǎn))。
天體質(zhì)量的測(cè)定
地球及其它天體的質(zhì)量很大,牛頓發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律為計(jì)算天體質(zhì)量提供了可能性。假定某天體的質(zhì)量為M,有一質(zhì)量為m的行星(或衛(wèi)星)繞該天體做圓周運(yùn)動(dòng),圓周半徑為r,運(yùn)行周期為T,由于萬(wàn)有引力就是該星體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,故有 GMm/r^2=4π^2rm/T^2 ,由此式得M=4π^2r^3/(GT^2) ,若測(cè)知T和r,則可計(jì)算出天體的質(zhì)量M。
天體密度的測(cè)定
應(yīng)用萬(wàn)有引力定律測(cè)出某天體質(zhì)量,又能測(cè)知該天體的半徑或直徑,就可求出該天體的密度,即ρ=M/V=M/(4πR^3/3)。
