您可能听说过准备飞近地球18只鸭嘴兽大小,或者也许是那个33只犰狳大小, 甚至一个22条金枪鱼的大小。
这些古怪的比较是《耶路撒冷邮报》记者亚伦·赖克(Aaron Reich)的发明(他给自己开账单作为“创造者长颈鹿公制”),但真正的天文学家有时会用同样奇怪的单位来测量天体。
行星的想法是地球质量的85%看起来很简单。 但是亮度只有几毫蟹的脉冲星风星云呢? 这就是事情变得奇怪的地方。
为什么天文学家要使用如此奇怪的单位?
基本问题是太空中的许多东西对于我们熟悉的单位来说太大了。
以我的惠比特犬 Astro 为例,它长 94 厘米。 地球半径约为 6.38 亿厘米,即 750 万太空人。
的半径是11.2个地球,即8500万太空人。 太空人的数量有点荒谬,这就是为什么我们将单位选择调整为更有意义的单位。
在更大的范围内,考虑恒星:它的半径是 83,000 个地球,即太阳半径的 764 倍。 因此,如果我们想谈论参宿四有多大,那么使用太阳的半径作为我们的单位,而不是地球的半径(或者将其描述为6320亿个太空人)会更方便。
重物
如果我们想测量小行星的重量,我们可以用骆驼来做? 但在太空中,我们对质量比对重量更感兴趣。 质量是衡量某物由多少物质组成的指标。
在地球上,像 Astro 这样的物体的重量取决于 Astro 的质量和将其拉向地面的重力。
我们可以用将 18 公斤重的 Astro 提离地面的难度来衡量重量。 这在地球上很容易做到,在重力较低的地方更容易,比如,而在像木星这样重力较高的地方则要困难得多。
另一方面,Astro 的质量是指他由多少物质组成? 无论他在哪个星球,都是一样的。
天文学家使用地球和太阳作为测量质量的方便单位。 例如,仙女座星系大约是三万亿次太阳的质量(或 3×1041? 这是一个 3 后面跟着 41 个零? 太空人队)。
天文单位和秒差距
天文学家还使用比较来测量事物之间的距离。 太阳和地球相距1.49亿公里,我们给这个距离起了一个名字:天文单位(AU)。
对于更扭曲的距离单位,我们使用秒差距(插入汉·索罗凯塞尔运行这里开玩笑)。 秒差距是“第二”,如果你还记得你的三角学,这是当角度为 1 角秒(1/3,600 度)且三角形的“对边”为 1 AU 时直角三角形斜边的长度。
秒差距可以方便地测量更大的距离,因为 1 秒差距 = 206,265 AU。 例如,我们银河系的中心距地球约 8,000 秒差距,即 160 万个天文单位。
震级
如果我们想测量某物的亮度,天文测量单位会变得更加奇怪。 公元前二世纪,古希腊天文学家喜帕恰斯(Hipparchus)仰望太空,将最亮的恒星的值为1,最暗的恒星的值为6。
请注意,较亮的恒星具有较低的数字。 我们将这些亮度值称为“幅度”。 太阳的视星等为 26 等!
比负亮度更令人困惑的是,每一步的亮度差异都是 2.512 倍。 织女星的视星等为 0,比视星等为 1 的心宿二亮两倍又一点点。
最后,毫蟹
出于显而易见的原因,我们用眼睛看到的光被称为“可见”光。 我们用来拍摄骨骼照片的光称为 X 射线。
当天文学家使用 X 射线观察天空时,我们有时会测量“螃蟹”的亮度。
螃蟹是一个快速旋转的物体(或者)在一颗爆炸恒星的残骸中,当我们使用 X 射线望远镜观察时,它非常明亮。 它在 X 射线下非常明亮,天文学家一直用它来研究校准他们的望远镜自 20 世纪 70 年代以来。
所以每个 X 射线天文学家都知道螃蟹有多亮。 如果我们谈论一个特定的物体,比如说名为 GX339-4 的黑洞双星系统,它的亮度只有 Crab 的千分之五,我们说它是 5 milliCrab 亮度。
但买家要小心! 螃蟹的亮度根据您所看到的 X 射线能量的不同而不同,而且它也随着时间的推移而变化。
无论我们使用狮子、老虎还是螃蟹,天文学家都会确保定义我们使用的单位。 使用犰狳甚至当地的惠比特犬都是没有用的,除非你确定定义很清楚。