秒差距

距離單位

秒差距：天文學(xué)中使用的距離單位。主要用于量度太陽(yáng)系外天體的距離。1秒差距定義為天體的半年視差為2"時(shí)，天體到地球（太陽(yáng)）的距離，也就是地球軌道半徑對(duì)應(yīng)視角為1"時(shí)的距離。秒差距是視角的倒數(shù)，當(dāng)天體的視角為 0.1"時(shí)，它的距離為10秒差距，當(dāng)天體的視角為0.01"時(shí)，它的距離便為100秒差距，依次類推。

1秒差距等于3.2615637771418798291光年，或206264.806245480309553天文單位，或30.856775814671915808萬(wàn)億千米。在測(cè)量遙遠(yuǎn)星系時(shí)，秒差距單位太小，常用千秒差距（kpc）和百萬(wàn)秒差距為單位。

|| || 使用秒差距的長(zhǎng)度單位

數(shù)學(xué)計(jì)算

以地球和太陽(yáng)距離為底邊，視角π = 1''的恒星與地球的距離r為206264AU（=3.08568×1016 m = 3.2616 光年），這個(gè)距離定義為1秒差距（1pc）。天文學(xué)家通常使用秒差距而不是天文單位來描述天體的距離。

這不僅是因?yàn)槭褂妹氩罹鄶?shù)字小更易于計(jì)算，而且還有歷史上的原因。 天體的視差越大，則其距離就越近。反之，則視差越小，離我們?cè)竭h(yuǎn)。離我們最近的恒星（太陽(yáng)除外）比鄰星的秒差距約為1.29pc（4.22光年）。 1秒差距=3.2615637771418798291光年=206264.806245480309553天文單位=308567.75814671915808億公里=30856775814671915.808米。

驗(yàn)證：

在高等數(shù)學(xué)中，當(dāng)θ 角（單位為弧度）→0時(shí)，sin θ → θ

1''=2π/（360×3600）（弧度）

1AU/1pc = sin 1'' ≈2π/(360×3600)

1pc=1AU/[2π/(360×3600)]=(360×3600/2π)*AU ≈ 206265AU，而1Au=1.496×108km，

因此，206265Au=3.08572×1013km，1光年=365×24×3600×300000=9.4608×1012km,

所以，1Pc/1光年=3.08572×1013/9.4608×1012=3.2616，即1pc=3.2616光年

如果視差分別為0.1角秒，0.01角秒，0.001角秒：

0.1角秒：秒差距=1Au/0.1角秒（?。?10Au/1角秒（?。?2062650Au=10Pc=32.616（光年）

0.01角秒：秒差距=1Au/0.01角秒（?。?20626500Au=100PC=326.16（光年）

0.001角秒：秒差距=1Au/0.001角秒（?。?206265000Au=1000PC=3261.6（光年）

使用與測(cè)量

視差法是天體物理學(xué)中測(cè)定距離的基本校準(zhǔn)步驟。然而，基于地面的望遠(yuǎn)鏡測(cè)量視差角的精度限于約0.01角秒，因此無法對(duì)距離超過100 pc的天體測(cè)距。2這是因?yàn)榈厍虻拇髿庀拗屏撕阈菆D像的清晰度。但是基于空間的望遠(yuǎn)鏡不受這種影響的限制，并且可以精確測(cè)量超出地面觀測(cè)極限的物體的距離。在1989年至1993年期間，由歐洲空間局（ESA）發(fā)射的Hipparcos衛(wèi)星以大約0.97毫秒的天文測(cè)量精度測(cè)量了大約100000顆星的視差，并且獲得了1000pc的恒星距離的精確測(cè)量。45

ESA的Gaia衛(wèi)星于2013年12月19日發(fā)射，旨在在20微秒內(nèi)測(cè)量10億恒星距離，觀測(cè)誤差在10%，距離射手座星座約8000 pc的銀河中心。6

秒差距的距離

小于1秒差距

以秒差距的分?jǐn)?shù)表示的距離通常涉及單個(gè)恒星系統(tǒng)內(nèi)的對(duì)象。例如：

• 一個(gè)天文單位（AU），從太陽(yáng)到地球的距離，略小于5×10-6秒差距。
• 最遙遠(yuǎn)的太空探測(cè)器，旅行者1號(hào)，在2016年8月距離地球0.00066 parsecs。
• 據(jù)估計(jì)，奧爾特云的直徑約為0.6秒差距。

秒差距和千秒差距

以秒差距（pc）表示的距離包括相近恒星之間的距離，例如在相同旋臂或球狀星團(tuán)中的距離。1000pc（3262光年）的距離通常由kiloparsec（kpc）表示。 天文學(xué)家通常使用千秒差距來表示星系各部分之間或星系群內(nèi)的距離。 所以，例如：

• 一個(gè)秒差距是大約3.26光年。
• 除了太陽(yáng)已知離我們地球最近的恒星[半人馬]比鄰星，最接近地球的已知星是約1.30pc（4.24光年）。
• 絕對(duì)星等是假定把恒星放在距地球10秒差距（32.6光年）的地方測(cè)得的恒星的亮度。
• 銀河的中心距地球超過8千秒差距（26000光年），銀河系大約34千秒差距（110000光年）。
• 仙女座星系（M31）距離地球約780 kpc（250萬(wàn)光年）。

百萬(wàn)秒差距和十億秒差距

一百萬(wàn)秒差距通常由兆秒差距（Mpc）表示。天文學(xué)家通常用它表示相鄰星系和星系團(tuán)之間的距離。

十億秒差距（Gpc）是通常使用的最大長(zhǎng)度單位之一，大約32.6億光年，或者說是可觀測(cè)宇宙的1/14，到可觀測(cè)宇宙的地平線的距離（由宇宙背景輻射決定）。天文學(xué)家通常使用Gpc來表示大規(guī)模結(jié)構(gòu)的大小，例如星系團(tuán)之間的距離，和到類星體的距離。

例如：

• 仙女座星系距離地球約0.78 Mpc（250萬(wàn)光年）。
• 最近的大星系團(tuán)，室女座星團(tuán)，距離地球約16.5Mpc（5400萬(wàn)光年）。7
• 星系RXJ1242-11，觀察到有一個(gè)類似于銀河系的超大質(zhì)量黑洞核心，距離地球約200 Mpc（6.5億光年）。
• 星系filament Hercules-Corona Borealis Great Wall是宇宙中最大的已知結(jié)構(gòu)，大約有3 Gpc（100億光年）。
• 粒子視界（可觀測(cè)宇宙的邊界）的半徑約為14.0 Gpc（460億光年）。8

實(shí)際應(yīng)用

日常生活中我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：當(dāng)我們移動(dòng)自己的視線時(shí)，與自己遠(yuǎn)近不同的物體會(huì)出現(xiàn)移位，越近移得越大，越遠(yuǎn)移得越少，因此利用這個(gè)位差我們也可以推算出物體的距離。天文學(xué)家利用這種位差對(duì)天體的距離進(jìn)行了量度，雖然恒星離我們的距離很遠(yuǎn)，地球的軌道相對(duì)于這個(gè)距離實(shí)在是微不足道，但遙遠(yuǎn)的恒星仍有我們?nèi)庋蹮o法感覺的位差，這個(gè)位差的小到我們要用圓面弧度上的秒來作單位，在地球軌道兩側(cè)相對(duì)的距離上，如果一顆天體在天球上移動(dòng)的位差為一秒的話，這個(gè)天體離我們的距離天文學(xué)家就命名為“1秒差距”，大致為3.26光年。