请问天文学家如何测量星体与地球的距离和年龄？ 银河系中心又是如何观测到？

Question

如题所述

Answer 1

测量距离主要有一下几种办法；
1.雷达波法：直接向天体发射雷达波，通过雷达被反射的时间确定距离。适用于太阳系内天体，可以精确到厘米级别。

2.三角视差法：通过地球绕太阳的公转引起的观测天体位置的变化来确定天体的距离。简单的说，就是当地球绕分别绕日公转到轨道最左侧和最右侧时，所要测量的星体的观测角度变化了多少度，这相当于知道了一个等边三角形的底长和三个角的角度分别是多少，要求出这个三角形的高就非常容易。适用于1000光年以内天体。

3.造父变星法：通过造父变星的亮度与光度变化周期之间的关系来确定天体的距离。父变星的光变周期与光度之间存在一种关系。概括地说就是造父变星的光变周期越长，其光度也越大，具体过程较为复杂。适用于几百万光年以内的星体，要求至少能分辨出该星系内的一个造父变星。

4.光谱光度法：利用主序星的亮度和光谱类型的关系确定距离，适用于几千万光年以内。要求至少能分辨出该星系内一个蓝超巨星——即最明亮的主序星。

5.1a型超新星法：1a型超新星是白矮星质量达到太阳1.44倍后爆炸形成的超新星，所以1a型超新星的亮度都是一个固定值，通过计算它的实际亮度与它爆炸时的观测亮度，可以计算出超新星所在星系与我们的距离。要求该星系至少发生过一次1a型超新星，不过情况较少。

6.哈勃定律法：通过天体退行速度和距离之间的关系来确定所有天体的距离，这种方法属于上述5种测量方法均无法测量或者没有测量条件的情况下的无奈之举，误差甚至能超过100%。
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测量天体年龄（主要是恒星年龄）：可以通过测出恒星质量与燃烧速率。并通过光谱分析恒星内部产生了多少聚变产物（例如氢聚变成氦，我们可以通过计算恒星燃烧速率并观测恒星内部存在多少氦元素来判断这颗恒星已经燃烧了多久）。天文学家可以通过恒星质量来计算出恒星的燃烧速率，再通过光谱测量出恒星燃烧产物的存量来测出恒星的年龄。

而银河系的中心是通过无线电波观测到的，无线电波穿透力较强，可以穿过浓密的星云观测到银河系中心的恒星运动轨迹。天文学家通过将全世界多个无线电观测站进行联网，创造出一个直径超过1万公里的虚拟镜面，观测图像的清晰度是单个望远镜的500倍。如果增加无线电望远镜的联网数量，还可以进一步提高观测清晰度。

天文学家就是通过这种虚拟镜面观测到了银河系中心的恒星运转速度和轨迹，进而测量出银河系的中心存在一个质量为太阳400万倍的超大质量黑洞的。

Answer 2

我知道年龄可以么
目前科学家对地球的年龄再次进行了确认，认为地球产生要远远晚于太阳系产生的时间，跨度约为1.5亿年左右。这远远晚于此前认为的30-4500万年。此前科学家通过太阳系年龄计算公式算出了太阳系产生的时间为55.68亿年前，而地球产生的年龄要比太阳系晚30亿年到45亿年左右，大约为25.48亿年前左右。在2007年时，瑞士的科学家对此数据进行了修正，认为地球的产生要在太阳系形成的6200万年之后。
　　地球和月亮的成因得到了大部分科学家的认可，是由于两颗金星水星大小的行星发生了相撞，进而产生了现在的地球和月球。科学家们通过放射性元素的衰变进而对地球和月球的年龄进行测算，不过由于当时科学技术并未像今天这样发达，所得出的数据也并非完全准确。
　　科学家一般是通过同位元素铪182和钨182两种放射元素来计算地球和月球年龄的。铪182的衰变期为900万年，衰变之后的同位素为钨182，而钨182则是地核的组成部分之一。科学家们认为在地球形成时，几乎所有的铪182元素全部已经衰变成了钨182。目前仅有极少量存在。
　　正是这微量的铪182才能够帮助科学家测算地球的真实年龄。尼尔斯研究所的教授说道：“所有的铪完全衰变成钨需要50-60亿年的时间，并且都会沉在地核，而新的表明，地球和月球上地幔含有的元素量高于太阳系，而经过测算时间大约为1.5亿年左右。”

Answer 3

通过恒星发出的光，七色光谱中的夫朗何费线，也就是明线和暗线，并通过多普勒原理就可以测量到，至于银河系中心我就不知道了

Answer 4

光谱法测量距离，根据元素衰变时间推算地球年龄，银河中心则通过射电望远镜观测得到