天體測(cè)量學(xué)
發(fā)展歷史
古時(shí)候人們?yōu)榱吮鎰e方向、確定時(shí)間,創(chuàng)造出日晷和圭表來(lái)。古代天文學(xué)家為了測(cè)定星星的方位和運(yùn)動(dòng),又設(shè)計(jì)制造了許多天體測(cè)量的儀器。通過(guò)對(duì)星空的觀察,將星空劃分成許多不同的星座,并編制了星表。通過(guò)對(duì)天體的測(cè)量和研究形成了早期的天文學(xué)。直到十六世紀(jì)中葉,哥白尼提出了日心體系學(xué)說(shuō),從只是單純描述天體位置、運(yùn)動(dòng)的經(jīng)典天體測(cè)量學(xué),發(fā)展成尋求造成這種運(yùn)動(dòng)力學(xué)機(jī)制的天體力學(xué)。
天體測(cè)量學(xué)的進(jìn)展
日晷曾有效的測(cè)量時(shí)間。
星盤被發(fā)明用來(lái)測(cè)量天體的高度角。
天體測(cè)量的應(yīng)用導(dǎo)致球面幾何學(xué)的發(fā)展。
第谷小心的測(cè)量行星運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致刻卜勒推論出地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的哥白尼原理。
六分儀戲劇化的被用于測(cè)量天體間的角度。
布拉德雷以精確的中星儀測(cè)量出年周光行差,證明了地球繞日公轉(zhuǎn)。
電子耦合放大器(CCD)的發(fā)展,并且在1980年代被天文學(xué)家所接受,改進(jìn)了專業(yè)天文學(xué)家在觀測(cè)工作上的精確度。
發(fā)展出低價(jià)位的電子耦合放大器與應(yīng)用軟件,并且大規(guī)模的應(yīng)用在望遠(yuǎn)鏡上,使得業(yè)余天文學(xué)家也能夠觀察和發(fā)現(xiàn)小行星。
從1983至1993年,歐洲空間局的依巴谷衛(wèi)星(Hipparcos)進(jìn)行的天體位置測(cè)量,編制了精確至20-30微角秒,超過(guò)百萬(wàn)顆恒星的位置表。
天文測(cè)量
天文測(cè)量 是量度恒星和行星運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。在1990年代,天文測(cè)量被用于檢測(cè)軌道繞著個(gè)別地外太陽(yáng)系的氣體巨星。經(jīng)由觀察恒星擺動(dòng)和計(jì)算造成這種擺動(dòng)所需的的重力,然后可以推算造成這種影響的行星的質(zhì)量。
研究對(duì)象
天文學(xué)家利用天體測(cè)量的技術(shù)來(lái)追蹤近地小行星,也利用天體位置微小的周期性變動(dòng),這是行星與恒星互繞質(zhì)量中心產(chǎn)生的位置偏移,用來(lái)搜尋系外行星。NASA計(jì)劃在太空干涉儀任務(wù)(SIM行星搜尋)中,應(yīng)用天體測(cè)量的技術(shù)來(lái)偵測(cè)在200光年的距離內(nèi),或是最接近的類太陽(yáng)恒星中,可能存在的類地行星。
天體測(cè)量學(xué)的測(cè)量結(jié)果被用來(lái)修正天文物理學(xué)家在天體力學(xué)下建立的一些模型?;跍y(cè)量得到的中子星速度,可能會(huì)導(dǎo)致超新星爆炸是非對(duì)稱的結(jié)論。同樣的,天體測(cè)量的結(jié)果也用于確認(rèn)暗物質(zhì)在星系內(nèi)的分布狀態(tài)。
研究方法
通過(guò)研究天體投影在天球上的坐標(biāo),在天球上確定一個(gè)基本參考坐標(biāo)系,來(lái)測(cè)定天體的位置和運(yùn)動(dòng),這種參考坐標(biāo)系,就是星表。在實(shí)際應(yīng)用中,可用于大地測(cè)量、地面定位和導(dǎo)航。地球自轉(zhuǎn)和地殼運(yùn)動(dòng),會(huì)使天球上和地球上的坐標(biāo)系發(fā)生變化。為了修正這些變化,建立了時(shí)間和極移服務(wù),進(jìn)而研究天體測(cè)量學(xué)和地學(xué)的相互影響。
古代的天體測(cè)量手段比較落后,只能憑肉眼觀測(cè),對(duì)于天體測(cè)量的范圍有限。隨著時(shí)代的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)了紅外線、紫外線、X射線和γ射線等波段,天體測(cè)量范圍從可見光觀測(cè)發(fā)展到肉眼不可見的領(lǐng)域,可以觀測(cè)到數(shù)量更多的、亮度更暗的恒星、星系、射電源和紅外源。隨著各種精密測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn),測(cè)量的精度也逐漸提高。
歷史成就
遠(yuǎn)古時(shí)候,并沒有現(xiàn)在的時(shí)鐘和日歷,人們通過(guò)對(duì)太陽(yáng)的觀察,發(fā)明了日晷,根據(jù)陰影的長(zhǎng)短來(lái)判斷時(shí)間。
為紀(jì)念這一學(xué)科的重要性,小行星25000被稱為“天體測(cè)量”(Astrometria)。
分支體系
球面天文學(xué)
方位天文學(xué)
實(shí)用天文學(xué)
天文地球動(dòng)力學(xué)
參考資料
Jean Kovalevsky and P. Kenneth Seidelman, Fundamentals of Astrometry , Cambridge University Press, 2004, ISBN 0-521-64216-7.
Hall of Precision Astrometry. University of Virginia Department of Astronomy. [ 2006-08-10 ] (英語(yǔ)) .
參見
地球自轉(zhuǎn)
天球坐標(biāo)
天文雙星
天體位置表
赤道儀
蓋亞任務(wù)(歐洲空間局在2009至2014年的計(jì)劃)
依巴谷衛(wèi)星(歐洲空間局在1989至1993年的計(jì)劃)
科幻小說(shuō)
在科幻小說(shuō)星際爭(zhēng)霸戰(zhàn)中,天體測(cè)量?jī)x曾在許多的場(chǎng)景中以各種不同的型態(tài)出現(xiàn)。
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