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秒差距

秒差距是天文學中使用的一種距離單位,等於約3.26光年,也就是約30.9兆公里。光年是光在一年內行進的距離。秒差距是以角度定義的:在這個距離上,地球與太陽之間的間隔看起來寬1角秒,而1角秒是1/3600度。

定義

國際天文聯合會(IAU)負責制定天文學家使用的單位,它透過天文單位(au)來定義秒差距。1天文單位精確等於1495.978707億公尺,大約是1.5億公里,與地球到太陽的平均距離相近。秒差距是這樣一個距離:在這個距離上,1天文單位看起來的張角是1角秒。

1角秒是非常小的角度。1度分為60角分,每1角分再分為60角秒。一顆籃球在大約50公里外看起來大約就是1角秒寬。

根據這個定義,1秒差距精確等於64.8萬除以圓周率(π)所得的天文單位數,也就是大約20.6265萬天文單位。

大小比較

  • 1秒差距大約是3.26光年,所以光大約需要3年3個月才能走完這段距離。
  • 太陽至比鄰星之距離大約是1.3秒差距(4.2光年);截至2026年,比鄰星是已知離太陽最近的恆星,因此目前已知沒有恆星位於太陽1秒差距之內。
  • 創生之柱中最高的一根柱子,也就是鷹狀星雲中的氣體與塵埃柱,長約4光年,也就是大約1.2秒差距。
  • 如果把地球到太陽的距離縮小到1公分,1秒差距的長度大約會是2.1公里。
  • 銀河系的盤面直徑大約是10萬光年,也就是大約3.1萬秒差距。

視差

秒差距源自天文學家測量鄰近恆星距離的方法。當地球繞太陽公轉時,鄰近的恆星相對於背景中更遙遠的恆星,看起來會略微移動位置。把手指舉在臉前,分別用一隻眼睛觀察、再換另一隻眼睛觀察,也會看到同樣的現象。這種看似移動的現象稱為視差。

天文學家先測量一顆恆星的位置,再過6個月、等地球運行到軌道另一側時重新測量一次。一顆恆星以秒差距為單位的距離,等於1除以它的視差角(以角秒為單位),所以視差為0.5角秒的恆星,距離就是2秒差距。即使是最近的恆星,視差角也小於1角秒。

這麼小的角度很難測量。地球的大氣層會使星光模糊,所以地面望遠鏡難以測量小於約0.01角秒的視差,這使它們只能測量大約100秒差距以內的恆星。太空中的望遠鏡表現則好得多。歐洲太空總署蓋亞(Gaia)任務於2022年發布的第三批資料,收錄了大約14.6億個天體的視差資料。

誰在使用秒差距

由於以秒差距表示的距離可以直接從視差推算出來,許多天文學家偏好以秒差距來測量距離。IAU指出,秒差距是研究銀河系結構時常用的單位,而光年則多半出現在科普寫作中。

對於更大的距離,天文學家會加上與公尺相同的字首。千秒差距是1000秒差距,百萬秒差距是100萬秒差距,十億秒差距則是10億秒差距。仙女座星系距離地球大約250萬光年,大約是0.77百萬秒差距。

參考資料

  • Measuring the Universe. International Astronomical Union.
  • IAU 2015 Resolution B2 on Recommended Zero Points for the Absolute and Apparent Bolometric Magnitude Scales. International Astronomical Union, 2015.
  • The International System of Units (SI). In SI Brochure, 9th edition. Bureau International des Poids et Mesures, 2019.
  • Stellar Parallax. Las Cumbres Observatory.
  • The Nearest Neighbor Star. NASA Imagine the Universe.
  • Gaia Data Release 3 contents summary. European Space Agency, 2022.
  • Proxima's orbit around Alpha Centauri. Kervella et al., Astronomy & Astrophysics, 2017.
  • The Pillars of Creation Revealed in 3D. European Southern Observatory, 2015.
  • Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA Science.
  • Our neighboring galaxy's unusual core. ESA/Hubble, 2005.
  • Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.

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