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宇宙距离尺度和银河系

快捷方式: 差异相似杰卡德相似系数参考

宇宙距离尺度和银河系之间的区别

宇宙距离尺度 vs. 银河系

宇宙距離尺度(cosmic distance ladder;亦作銀河系外距離尺度,Extragalactic Distance Scale)是天文學家決定天體距離的一系列方法。要對一個天體進行真正「直接」的距離測量,只有在天體與地球之間夠近的情況下才能做到(距離為1000秒差距)。測量距離更遙遠天體距離的技術是奠基在各種已經用近距離天體測量法校正過其相關性的方法。這幾種方法依賴標準燭光,這是一些光度已知的天體。 出現階梯的類比是因為沒有一種方法或技術可以測量天文學的範圍所遇到的所有距離尺度。相反的,一種方法可以用來測量近距離天體的距離,另一種方法可以測量鄰近的中等距離天體,依此類推。每個階梯的梯級提供的資訊,可以用來確定更高的下一個階梯的梯級。. 銀河星系(古稱银河、天河、星河、天汉、銀漢等),是一個包含太陽系 的棒旋星系。直徑介於100,000光年至180,000光年。估計擁有1,000億至4,000億顆恆星,並可能有1,000億顆行星。太陽系距離銀河中心約26,000光年,在有著濃密氣體和塵埃,被稱為獵戶臂的螺旋臂的內側邊緣。在太陽的位置,公轉週期大約是2億4,000萬年。從地球看,因為是從盤狀結構的內部向外觀看,因此銀河系呈現在天球上環繞一圈的帶狀。 銀河系中最古老的恆星幾乎和宇宙本身一樣古老,因此可能是在大爆炸之後不久的黑暗時期形成的。在10,000光年內的恆星形成核球,並有著一或多根棒從核球向外輻射。最中心處被標示為強烈的電波源,可能是個超大質量黑洞,被命名為人馬座A*。在很大距離範圍內的恆星和氣體都以每秒大約220公里的速度在軌道上繞著銀河中心運行。這種恆定的速度違反了开普勒動力學,因而認為銀河系中有大量不會輻射或吸收電磁輻射的質量。這些質量被稱為暗物質。 銀河系有幾個衛星星系,它們都是本星系群的成員,並且是室女超星系團的一部分;而它又是組成拉尼亞凱亞超星系團的一部分。整個銀河系對銀河系外的參考坐標系以大約每秒600公里的速度在移動。.

之间宇宙距离尺度和银河系相似

宇宙距离尺度和银河系有(在联盟百科)17共同点: 天文單位太阳系太陽宇宙小行星主序星三角座星系仙女座星系光年球狀星團秒差距絕對星等疏散星团螺旋星系恒星標準燭光愛德文·哈勃

天文單位

天文單位(縮寫的標準符號為AU,也寫成au、a.u.或ua)是天文學上的長度單位,曾以地球與太陽的平均距離定義。2012年8月,在中国北京举行的国际天文学大会(IAU)第28届全体会议上,天文学家以无记名投票的方式,把天文单位固定为149,597,870,700米。新的天文单位以公尺来定义,而公尺的定义来源于真空中的光速,也就是说,天文单位现在不再与地球與太阳的實際距离挂钩,而且也不再受时间变化的影响(虽然天文单位最初的来源就是日地平均距离)。 國際度量衡局建議的縮寫符號是ua,但英語系的國家最常用的仍是AU,國際天文聯合會則推薦au,同時國際標準ISO 31-1也使用AU,后来的國際標準ISO 80000-3:2006又改成了ua。通常,大寫字母僅用於使用科學家的名字命名的單位符號,而au或a.u.也可以是原子單位或是任意單位;但是AU被廣泛的地區使用作為天文單位的符號。以1天文單位距離的值為單位的天文常數的值會以符號A標示。.

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太阳系

太陽系Capitalization of the name varies.

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太陽

#重定向 太阳.

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宇宙

宇宙(Universe)是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體;它包含了行星、恆星、星系、星系際空間、次原子粒子以及所有的物質與能量,宇指空間,宙指時間。目前人類可觀測到的宇宙,其距離大約為;而整個宇宙的大小可能為無限大,但未有定論。物理理論的發展與對宇宙的觀察,引領著人類進行宇宙構成與演化的推論。 根據歷史記載,人類曾經提出宇宙學、天體演化學與,解釋人們對於宇宙的觀察。最早的理論為地心說,由古希臘哲學家與印度哲學家所提出。數世紀以來,逐漸精確的天文觀察,引領尼古拉斯·哥白尼提出以太陽系為主的日心說,以及經約翰內斯·克卜勒改良的橢圓軌道模型;最終艾薩克·牛頓的重力定律解釋了前述的理論。後來觀察方法逐漸改良,引領人類意識到太陽系位於數十億恆星所形成的星系,稱為銀河系;隨後更發現,銀河系只是眾多星系之一。在最大尺度範圍上,人們假定星系的分布,且各星系在各個方向之間的距離皆相同,這代表著宇宙既沒有邊緣,也沒有所謂的中心。透過星系分布與譜線的觀察,產生了許多現代物理宇宙學的理論。20世紀前期,人們發現到星系具有系統性的紅移現象,表明宇宙正在;藉由宇宙微波背景輻射的觀察,表明宇宙具有起源。最後,1990年代後期的觀察,發現宇宙的膨脹速率正在加快,顯示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨脹,稱做暗能量。而宇宙的大多數質量則以一種未知的形式存在著,稱做暗物質。 大爆炸理論是當前描述宇宙發展的宇宙學模型。目前主流模型,推測宇宙年齡為。大爆炸產生了空間與時間,充滿了定量的物質與能量;當宇宙開始膨脹時,物質與能量的密度也開始降低。在初期膨脹過後,宇宙開始大幅冷卻,引發第一波次原子粒子的組成,稍後則合成為簡單的原子。這些原始元素所組成的巨大星雲,藉由重力結合起來形成恆星。 目前有各種假說正競相描述著宇宙的終極命運。物理學家與哲學家仍不確定在大爆炸前是否存在任何事物;許多人拒絕推測與懷疑大爆炸之前的狀態是否可偵測。目前也存在各種多重宇宙的說法,其中部分科學家認為可能存在著與現今宇宙相似的眾多宇宙,而現今的宇宙只是其中之一。.

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小行星

小行星是太陽系内類似行星環繞太陽運動,但體積和質量比行星小得多的天體。 至今為止在太陽系內一共已經發現了約127萬顆小行星,但這可能僅是所有小行星中的一小部分,只有少數這些小行星的直徑大於100公里。到1990年代為止最大的小行星是穀神星,但近年在古柏帶內發現的一些小行星的直徑比穀神星要大,比如2000年發現的伐樓拿(Varuna)的直徑為900公里,2002年發現的誇歐爾(Quaoar)直徑為1280公里,2004年發現的厄耳枯斯的直徑甚至可能達到1800公里。2003年發現的塞德娜(小行星90377)位於古柏帶以外,其直徑約為1500公里。 根據估計,小行星的數目應該有數百萬,詳見小行星列表,而最大型的小行星現在開始重新分類,被定義為矮行星。.

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主序星

主序星在可顯示恒星演化過程的赫羅圖上,是分布在由左上角至右下角,被稱為主序帶上的恆星。 主序帶是以顏色相對於光度繪圖成線的一條連續和獨特的恆星帶。這個色-光圖就是後來埃希納·赫茨普龍和亨利·諾利斯·羅素合作發展出來,著名的赫羅圖。在這條帶子上的恆星就是所謂的主序星或"矮星"。 恆星形成之後,它在高熱、高密度的核心進行核聚变反應,將氫原子轉變成氦,並且創造出能量。在這個生命期階段的恆星,座落在在主序帶上的位置主要是依據它的質量,但化學成分和其它的因素也有一些關係。所有的主序星都處於流體靜力平衡狀態,它來自炙熱核心向外膨脹的熱壓力與來自外圍包層向內擠壓的重力壓維持著平衡。在核心溫度和壓力與能量孳生率有著強烈的相關性,並有助於維持平衡。在核心孳生的能量傳遞到表面經由光球輻射出去。能量經由輻射或對流傳遞,而後著在其區域內會產生階梯狀的溫度梯度,更高的透明度,或兩者均有。 基於恆星產生能量的主要過程,主序帶有時會被分成上段和下段。質量大約在1.5太陽質量以內的恆星,將氫聚集融合成氦的一系列主要程序稱為質子-質子鏈反應。超過這個質量在主序帶的上段,核融合主要是使用碳、氮、和氧原子,經由碳氮氧循環的程序,將氫原子轉變成氦。質量超過太陽10倍的主序星在核心區域會產生對流,這樣的活動繪激發新創建的氦外移,並維持發生核融合所需要的燃料比例。當核心的對流不再發生時,發展出的富氦核心的外圍會被氫包圍著。質量較低的恆星,核心的對流區會逐步的縮小,大約在2太陽質量附近,核心的對流區就會消失。在這個質量以下,恆星的核心只有輻射,但是在接近表面會有對流。隨著恆星質量的減少,對流的包層會增加,質量低於0.4太陽質量的主序星,全部的質量都在對流。 通常,質量越大的恆星在主序帶上的生命期越短。當在核心的核燃料已被耗盡之後,恆星的發展會離開赫羅圖上的主序帶。這時恆星的發展取決於它的質量,質量低於0.23太陽質量的恆星直接成為白矮星,而質量未超過10太陽質量的恆星將經歷紅巨星的階段;質量更大的恆星可以爆炸成為超新星,或直接塌縮成為黑洞。.

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三角座星系

三角座星系是位於三角座,距離地球大約300萬光年的一個螺旋星系。它被編入梅西爾 33或NGC 598。三角座星系繼仙女座星系和銀河系之後,是本星系群第三大的星系。它是長久以來以肉眼可以看見的最遙遠天體。 這個星系是本星系群中最小的螺旋星系,並且因為與仙女座星系的有交互作用、速度,與在夜空中互相靠近而被認為是仙女座星系的一個衛星星系。.

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仙女座星系

仙女座星系(Andromeda Galaxy,國際音標為:,也稱為梅西爾31、星表编号为M31和NGC 224,在舊文獻中曾經稱為仙女座星雲)是一個螺旋星系,距離地球大約250萬光年,是除麦哲伦云(地球所在的银河系的伴星系)以外最近的星系。位於仙女座的方向上,是人類肉眼可見(3.4等星)最遠的深空天體。 仙女座星系被相信是本星系群中最大的星系,直径约20万光年,外表颇似银河系。本星系群的成員有仙女星系、銀河系、三角座星系,還有大約50個小星系。但根據改進的測量技術和最近研究的數據結果,科學家現在相信銀河系有許多的暗物質,並且可能是在這個集團中質量最大的。 然而,史匹哲太空望遠鏡最近的觀測顯示仙女座星系有將近一兆(1012)顆恆星,數量遠比我們的銀河系為多。在2006年重新估計銀河系的質量大約是仙女座星系的50%,大約是7.1M☉.

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光年

光年(light-year)是長度單位之一,指光在真空中一年時間內傳播的距離,大約9.46兆千米(9.46千米或英里。 光年一般用於天文學中,是用來量長度很長的距離,如太陽系跟另一恆星的距離。光年不是時間的單位。 天文學中另三個常用的單位是秒差距、天文單位與光秒,一秒差距等於3.26光年,一天文單位為149,597,870,700公尺,一光秒是光一秒所走的距離為299,792,458公尺。 例如,世界上最快的飛機可以達到每小時1萬1260千米的時速(2004年11月16日,美國航空航天局(NASA)的飛機最高速度紀錄是1萬1260千米/小時),依照這樣的速度,飛越一光年的距離需要用9萬5848年。而常見的客機大約是885千米/小時,這樣飛行1光年則需要122萬0330年。目前人造的最快物體是2016年7月5日抵達木星極軌道的朱諾號(2011年8月5日發射升空),最高速度為73.61千米/秒(即約26萬5000千米/小時),這樣的速度飛越1光年的距離約需要4075年的時間。.

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球狀星團

球狀星團是外觀呈球形,在軌道上繞著星系核心運行,很像衛星的恆星集團。球狀星團因為被重力緊緊束縛,使得恆星高度的向中心集中,因此外觀呈球形。 球狀星團被發現多在星系的暈之中,遠比在星系盤中被發現的疏散星團擁有更多的恆星,但球狀星團的數量相較疏散星團相對的稀少,在銀河系內迄今只發現大約150個至158個。在銀河系內也許還有10- 20個或更多個尚未被發現。這些球狀星團環繞星系公轉的半徑可以達到40,000秒差距(大約130,000光年)或更遠的距離。越大的星系擁有越多:以仙女座星系為例,可能有500個球狀星團。有些巨大的橢圓星系,特別是位於星系團中心的,像是M87,有多達13,000個球狀星團。 在本星系群擁有足夠質量的星系,都有關聯性的球狀星團,並且幾乎每個曾經探測過的大質量星系都被發現擁有球狀星團的系統。人馬座矮橢球星系和有 爭議的大犬座矮星系似乎正在將它們的球狀星團(像是帕羅馬12)捐贈給銀河系。這表明這個星系的許多球狀星團在之前是如何取得的。 雖然這些球狀團看起來包含一些最初在銀河系產生的恆星,但它們的起源和在銀河系演化中扮演的角色仍不清楚。球狀星團看起來和矮橢圓星系有著顯著的不同,它是母星系形成恆星時的一部分,而不是一個獨立的星系。然而,由天文學家最近的推測顯示,球狀星團和矮橢球可能不能很明確的區分為兩種不同類型的天體。.

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秒差距

差距(parsec,符號為pc)是一個宇宙距離尺度,用以測量太陽系以外天體的長度單位。1秒差距定義為某一天體與1天文單位的為1時的距離,但於2015年時被重新定義為一個精確值,為天文單位。1秒差距的距離等同於3.26光年(31兆公里或19兆英里)。離太陽最近的恆星比鄰星,距離大約為。絕大多數位於距太陽500秒差距內的恆星,可以在夜空中以肉眼看見。 秒差距最早於1913年,由英國天文學家提出。其英語名稱為一個混成詞,由「1角秒(arcsecond)的視差(parallax)」組合而來,使天文學家可以只從原始觀測數據,就能夠進行天文距離的快速計算。由於上述部分原因,即使光年在科普文字與日常上維持優勢地位,秒差距仍受到天文學與天體物理學的喜愛。秒差距適用於銀河系內的短距離表述,但在描述宇宙大尺度的用途上,會將其加上詞頭來應用,如千秒差距(kpc)表示銀河系內與周圍物體的距離,百萬秒差距(Mpc)描述銀河系附近所有星系的距離,吉秒差距(Gpc)則是描述極為遙遠的星系與眾多類星體。 2015年8月,國際天文學聯合會通過B2決議文,將絕對星等與進行標準定義,也包含將秒差距定義為一個精確值,即天文單位,或大約公尺(基於2012年國際天文學聯合會對於天文單位的精確國際單位制定義)。此定義對應於眾多當代天文學文獻中對於秒差距的小角度定義。.

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絕對星等

在天文學上,絕對星等(Absolute magnitude,M)是指把天體放在指定的距離时(10秒差距)天体所呈现出的视星等(Apparent magnitude,m)。此方法可把天體的光度在不受距離的影響下,作出客觀的比較。.

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疏散星团

疏散星團,也稱為銀河星團,是由同一個巨分子雲中的數百顆至數千顆恆星形成的集團。在銀河系中發現的疏散星團已經超過1,100個,並且被認為還存在更多。它們環繞著銀河中心運轉時,只靠著微弱的引力吸引維繫在一起,並且很容易因為與其它集團或氣體雲的近距離接觸而瓦解。疏散星團的壽命通常只有幾億年,但少數質量特別大的可以存活數十億年。相較之下,質量更大的球狀星團,擁有更多的恆星,成員彼此間的引力極為強大,可以存活的時間也更長。只有在星系的螺旋臂和不規則星系能發現疏散星團,它們只存在於恆星形成活躍區。 年輕的疏散星團可能仍然在它們形成的分子雲中,照亮它們在分子雲內創造出來的H II區。隨著時間推移,來自星團的輻射壓會將分子雲吹散。通常情況下,在輻射壓將氣體驅散之前,大約有10%質量的氣體能凝聚形成恆星。 疏散星團是研究恆星演化的關鍵天體。因為集團中的恆星成員年齡和化學成分都相仿,它們的特性(像是距離、年齡、金屬量和消光)也比單獨的恆星容易測量。有些疏散星團,像是昴宿星團、畢宿星團或英仙α星團,都可以用裸眼直接看見。還有一些,例如雙星團,則幾乎不用儀器也可以察覺它們的存在,而使用雙筒望遠鏡或光學望遠鏡還可以看見更多,野鴨星團,M11,就是個例子。.

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螺旋星系

螺旋星系是星系的類型之一,但哈伯在1936年最初的描述是星雲的領域(pp. 124–151),並且列在哈伯序列,成為其中的一部分。多數的螺旋星系包含恆星的平坦、旋轉盤面,氣體和塵埃,和中央聚集高濃度恆星,稱為核球的核心。這些通常被許多恆星構成的黯淡暈包圍著,其中許多恆星聚集在球狀星團內。 螺旋星系是以它們從核心延伸到星盤的螺旋結構命名。螺旋臂是恆星正在形成的區域,並且因為是年輕、炙熱的OB星居住的區域,所以比周圍明亮。 大約三分之二的螺旋星系都有附加的,形狀像是棒子的結構,從中心的核球突出,並且螺旋臂從棒的末端開始延伸。棒旋星系相較於無棒的表兄弟的比率可能在宇宙的歷史中改變,80億年前大約只有10%有棒狀構造,25億年前大約是四分之一,直到目前在可觀測宇宙(哈伯體積)已經超過三分之二有棒狀構造。 在1970年代,雖然很難從地球在銀河系中的位置很難觀察到棒狀結構,但我們的銀河系已經被證實為棒旋星系 。在銀河中心的恆星形成棒狀結構,最令人信服的證據來自最近的幾個調查,包括史匹哲太空望遠鏡。 包含不規則星系在內,現今宇宙中的星系有大約60%是螺旋星系。 它們大多是在低密度區域被發現,在星系團的中心則很罕見。.

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恒星

恆星是一種天體,由引力凝聚在一起的一顆球型發光電漿體,太陽就是最接近地球的恆星。在地球的夜晚可以看見的其他恆星,幾乎全都在銀河系內,但由於距離非常遙遠,這些恆星看似只是固定的發光點。歷史上,那些比較顯著的恆星被組成一個個的星座和星群,而最亮的恆星都有專有的傳統名稱。天文學家組合成的恆星目錄,提供了許多不同恆星命名的標準。 至少在恆星生命的一段時期,恆星會在核心進行氫融合成氦的核融合反應,從恆星的內部將能量向外傳輸,經過漫長的路徑,然後從表面輻射到外太空。一旦核心的氫消耗殆盡,恆星的生命就即將結束。有一些恆星在生命結束之前,會經歷恆星核合成的過程;而有些恆星在爆炸前會經歷超新星核合成,會創建出幾乎所有比氦重的天然元素。在生命的盡頭,恆星也會包含簡併物質。天文學家經由觀測其在空間中的運動、亮度和光譜,確知一顆恆星的質量、年齡、金屬量(化學元素的豐度),和許多其它屬性。一顆恆星的總質量是恆星演化和決定最終命運的主要因素:恆星在其一生中,包括直徑、溫度和其它特徵,在生命的不同階段都會變化,而恆星周圍的環境會影響其自轉和運動。描繪眾多恆星的溫度相對於亮度的圖,即赫羅圖(H-R圖),可以讓我們測量一顆恆星的年齡和演化的狀態。 恆星的生命是由氣態星雲(主要由氫、氦,以及其它微量的較重元素所組成)引力坍縮開始的。一旦核心有了足夠的密度,氫融合成氦的核融合反應就可以穩定的持續進行,釋放過程中產生的能量。恆星內部的其它部分會進行組合,形成輻射層和對流層,將能量向外傳輸;恆星內部的壓力能防止其因自身的重力繼續向內坍縮。一旦耗盡了核心的氫燃料,質量大於0.4太陽質量的恆星,會膨脹成為一顆紅巨星,在某些情況下,在核心或核心周圍的殼層會融合成更重的元素。然後這顆恆星會演化出簡併型態,並將一些物質回歸至星際空間的環境中。這些釋放至間中的物質有助於形成新一代的恆星,它們會含有比例較高的重元素。與此同時,核心成為恆星殘骸:白矮星、中子星、或黑洞(如果它有足夠龐大的質量)。 聯星和多星系統包含兩顆或更多受到引力束縛的恆星,通常彼此都在穩定的軌道上各自運行著。當這樣的兩顆恆星在相對較近的軌道上時,其间的引力作用可以對它們的演化產生重大的影響。恆星可以構成更巨大的引力束縛結構,像是星團或是星系。.

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標準燭光

標準燭光是天文學中已經知道光度的天體,而在宇宙學和星系天文學中獲得距離的幾種重要方法都是以標準燭光做基礎的。比較已知的光度(或是它的對應函數的數值,絕對星等)和他的觀測亮度(視星等),距離可以經由下面的公式計算而得: 此處的D是距離,kpc是千秒差距(103 秒差距), m是視星等,M是絕對星等(兩者均處於靜止的狀態下)。 (這與天體的距離模數是緊密相關的。) 標準燭光有下列這些類型:.

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愛德文·哈勃

愛德溫·鮑威爾·哈勃(Edwin Powell Hubble,),美國著名的天文學家。 哈勃證實了銀河系外其他星系的存在,並发现了大多数星系都存在紅移的現象,建立了哈勃定律,是宇宙膨脹的有力证据(参见大爆炸理论)。哈勃是公認的星系天文学创始人和观测宇宙学的开拓者。並被天文學界尊稱為星系天文學之父。 為紀念哈勃的貢獻,小行星2069、月球上的哈勃環形山以及哈勃太空望遠鏡均以他的名字來命名。.

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宇宙距离尺度和银河系之间的比较

宇宙距离尺度有79个关系,而银河系有209个。由于它们的共同之处17,杰卡德指数为5.90% = 17 / (79 + 209)。

参考

本文介绍宇宙距离尺度和银河系之间的关系。要访问该信息提取每篇文章,请访问: