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恒星運動(dòng)（恒星運動(dòng)）

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恒星運動(dòng)

恒星運動(dòng)，即是指恒星在太空中相對于太陽(yáng)的運動(dòng)，叫作恒星的空間運動(dòng)。這種運動(dòng)由互相垂直的兩個(gè)分量──切向速度和視向速度所組成。

基本信息

中文名	恒星運動(dòng)
定義	恒星在太空中相對于太陽(yáng) 的運動(dòng)
詞性	名詞
運動(dòng)類(lèi)型	恒星的自行和切向速度等

簡(jiǎn)介

定義

恒星運動(dòng)

恒星都是在不停地運動(dòng)著(zhù)，運動(dòng)的方向和速度大小均不相同。人們可以把恒星相對于太陽(yáng)系的運動(dòng)速度按矢量的分解方法分解成兩個(gè)分速度：一個(gè)是沿著(zhù)觀(guān)察者的視線(xiàn)方向，這個(gè)速度不可能直接觀(guān)測到，要通過(guò)另外的方法測出。另一個(gè)分速度是與觀(guān)察者視線(xiàn)方向垂直的切向速度（或叫作恒星的自行），由于恒星十分遙遠，一般用肉眼不易覺(jué)察；但是，如果精確地、長(cháng)時(shí)間地觀(guān)察一個(gè)恒星位置相對于背景恒星的變化，可以來(lái)出它的切向速度大小和方向。北斗七星10萬(wàn)年前和10萬(wàn)年后形狀的變化，正是這七顆星各自不同的切向速度方向與大小長(cháng)期累積的結果。

運動(dòng)類(lèi)型

太陽(yáng)附近恒星的空間運動(dòng)速度約為50公里/秒。實(shí)際上，太陽(yáng)也在空間運動(dòng)著(zhù)。太陽(yáng)對鄰近恒星的空間運動(dòng)速度約為19.7公里/秒，運動(dòng)方向指向武仙座中的一點(diǎn)──向點(diǎn)（見(jiàn)太陽(yáng)運動(dòng)）。恒星運動(dòng)速度減去太陽(yáng)運動(dòng)速度后的速度差，叫作恒星的本動(dòng)速度。恒星的自行和切向速度，單位時(shí)間內恒星在天球切面上走過(guò)的距離對觀(guān)測者所張的角度叫自行，單位是角秒/年。自行由扣除歲差和章動(dòng)后的赤經(jīng)年變（赤經(jīng)自行）和赤緯年變（赤緯自行）組成。

已測出20多萬(wàn)顆恒星的自行，其中最大者為蛇夫座的巴納德星，自行達每年10獎31。如果已知恒星的距離，就可由自行求得恒星垂直于視線(xiàn)方向的線(xiàn)速度──恒星的切向速度。恒星的自行雖然容易求得，但距離卻很難測定，因此，恒星的切向速度很難求準，只有少數近距恒星的數據比較準確。

恒星的視向速度，恒星在單位時(shí)間內沿視線(xiàn)方向移動(dòng)的距離叫視向速度，單位是公里/秒。它可由恒星光譜線(xiàn)的多普勒位移來(lái)確定，譜線(xiàn)向紅端移動(dòng)(即紅移)時(shí)為正，這時(shí)恒星遠離人們而去。實(shí)測的數值必須改正地球自轉和公轉的影響，歸算成相對于太陽(yáng)中心的數值。已測過(guò)視向速度的恒星約3萬(wàn)顆，其結果大多介于±20公里/秒之間。晚型星的視向速度一般大于早型星的，矮星的大于巨星的，光譜中有發(fā)射線(xiàn)的大于同光譜型無(wú)發(fā)射線(xiàn)的。

速度超出±100公里/秒范圍的恒星叫高速星，已測得視向速度最大的恒星是 CD-29°2277(543公里/秒)和武仙座VX星（－405公里/秒）。測量視向速度往往采用結構復雜和價(jià)格昂貴的大望遠鏡折軸攝譜儀或物端棱鏡，所以進(jìn)展很慢。但是由于這種測量與恒星的距離沒(méi)有直接關(guān)系，因而通常比切向速度精確。

恒星的距離

距離的計算

要計算恒星的距離，首先得知道一個(gè)距離單位──光年。光年就是光在一年當中所走過(guò)的距離。光速是30萬(wàn)千米/每秒。那么光在一年當中所走過(guò)的距離大約有10萬(wàn)億千米。天文學(xué)家用它作為測量天體距離的單位。天文學(xué)家利用三角視差法、分光視差法、星團視差法、統計視差法、造父視差法和力學(xué)視差法等，測定恒星與地球的距離。

恒星距離的測定，對研究恒星的空間位置、求得恒星的光度和運動(dòng)速度等，均有重要的意義。離太陽(yáng)距離在16光年以?xún)鹊挠?0多顆恒星。其中最近的是半人馬座比鄰星，距太陽(yáng)約4.2光年，大約是40萬(wàn)億千米。如果地球不是繞太陽(yáng)運動(dòng)的，那么從地球上看同一個(gè)恒星就不會(huì )有方向上的差異。如果地球是繞太陽(yáng)運動(dòng)的，那么從地球上觀(guān)測某一顆恒星時(shí)，由于地球在其軌道上位置的變化，就必然產(chǎn)生方向上的差異，也就一定會(huì )有視差出現，其實(shí)，它是相對于更遠的恒星有位移。

自從哥白尼提出日心地動(dòng)學(xué)說(shuō)以后，許多人企圖觀(guān)測恒星的視差，以此來(lái)證名哥白尼學(xué)說(shuō)是否正確。但是，自哥白尼提出“日心地動(dòng)”說(shuō)以后300年間，沒(méi)有人測出恒星的周年視差。因此，有人開(kāi)始懷疑哥白尼學(xué)說(shuō)是否正確。直到1837年—1839年，幾位天文學(xué)家終于測出了恒星周年視差，這不僅建立了測量恒星距離的方法，同時(shí)也使哥白尼學(xué)說(shuō)建立在更科學(xué)的基礎上。

用三角視差法己測定了約10000顆恒星的距離，這些恒星視差角都不超過(guò)一角秒。更遙遠的恒星視差角非常小，很難確定它們的距離，只有用其他方法來(lái)測定了。如分光視差法、星團視差法、統計視差法以及由造父變星的周期光度關(guān)系確定視差等。

恒墨光譜

克希霍夫將太陽(yáng)研究的結果刊布以后，立刻刺激天文學(xué)家使用分光鏡去研究恒星。這工作于1863與1864年差不多同時(shí)由意大利教士塞西(A.Seechi，1818-1878)和英國天文愛(ài)好者哈根斯進(jìn)行著(zhù)。他們兩人的研究，在性質(zhì)上是互相補充的；塞西用低色散度的攝譜儀觀(guān)測了許多恒星，目的在作光譜的分類(lèi)：哈根斯用高色散廈的攝譜儀只注意到少數亮星的光譜，目的在詳細分析恒星的組織。

探索歷程

探究恒星運動(dòng)的發(fā)展歷程： 1868年塞西刊布一冊包含4 000顆恒星的表，他按光譜的現象將恒星分為四類(lèi)：1.白色星，如天狼或織女，光譜只有四條氫的黑線(xiàn)；2．黃色星，如五車(chē)二(御夫座α星)或大角(牧夫座α星)，光譜和太陽(yáng)的光譜相同；3．橙色和紅色星，如參宿四(獵戶(hù)座α星)或心宿二(天蝎座α星)，光譜里有明暗相間的光帶；4．一些暗紅色的星。塞西料想這樣的分類(lèi)是和恒星的溫度有相當的聯(lián)系，但是塞西對于他所觀(guān)測到的譜線(xiàn)和光帶，卻沒(méi)有留意去證實(shí)組成它們的元素是什么。可是哈根斯卻將克希霍夫對太陽(yáng)譜線(xiàn)的證明確認工作擴充到恒星的研究上去，早在1865年他已經(jīng)在一些亮星(如參宿四與畢宿五)的光譜里證明出有屬于鈉、鐵、鈣、鎂、鉍等元素的譜線(xiàn)。1868年哈根斯作成功了一個(gè)有相當重要性的觀(guān)測，這便是借多普勒一費佐效應，用分光鏡以測定恒星的視向速度。 1842年奧地利物理學(xué)家多普勒(C．Doppler，1803-1853)指出因聲源的相對運動(dòng)，聽(tīng)者將感覺(jué)音調的高低發(fā)生改變，他并且說(shuō)星的顏色必定按照它接近或者遠離的速度發(fā)生變化。這個(gè)見(jiàn)解在原則上雖然是正確的，在實(shí)際上卻是錯謬的，因為波長(cháng)的改變太小，不足以改變星的顏色，光的速度比星的速度實(shí)在大得多。

1845年法國物理學(xué)家費佐指出光譜線(xiàn)是很確定很可靠的標準，人們可以用來(lái)測量波長(cháng)上很小的變化。雖然對這種效應的觀(guān)測是極端細致的事，哈根斯說(shuō)：“即使將譜線(xiàn)中的間距放寬，也很難使讀者辨別出譜線(xiàn)上有什么變化，要分開(kāi)因星的運動(dòng)而來(lái)的譜線(xiàn)上的位移和儀器裝置上的不正確的位移，需要極端的留心和細致的校準。”雖是這樣，哈根斯卻克服了這些困難，于1868年宣布天狼星大約是以每秒29英里的視向速度，離開(kāi)人們而去，以后不久他測量到另外一些一等星的接近或者遠離的視向速度。這一成就有其不可估量的重要性，因為自從那時(shí)以后，天文學(xué)家所能測量的天體的速度不只是在天球上的投影部分(即速度的切向部分，叫做自行)，也可以測量視線(xiàn)上的徑向部分。這方法的應用滲透入近代天文學(xué)的每一個(gè)領(lǐng)域，從太陽(yáng)的視差的測量以至宇宙膨脹的發(fā)現。

恒星運動(dòng)

總而言之，上述恒星的空間運動(dòng)，由三個(gè)部分組成。第一是恒星繞銀河系中心的圓周運動(dòng)，這是銀河系自轉的反映。第二是太陽(yáng)參與銀河系自轉運動(dòng)的反映。在扣除這兩種運動(dòng)的反映之后的運動(dòng)稱(chēng)為恒星的本動(dòng)，這才真正是恒星的運動(dòng)。而這種運動(dòng)由互相垂直的兩個(gè)分量──切向速度和視向速度所組成。

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