【凌晨科普】第一帖：秒差距，星等，和测算其他星系的距离
为什么是【凌晨】科普呢？
因为楼主人现在在美帝，时间是凌晨三点多，东西写完睡觉。
【第一帖】？
没错，为了普shui及shui知jing识yan，楼主打算每个周末发一个帖子，科普一个天文主题，这是第一次
楼主在美国读的大学，专业是物理，minor是天文，科普的这些都是大学里天文课学过的，所以应该不会有什么错的地方。
（PS：除了个别术语，因为我学的时候都是英文术语，翻译的时候可能不恰当，请多见谅）
因为楼主人现在在美帝，时间是凌晨三点多，东西写完睡觉。
【第一帖】？
没错，为了普shui及shui知jing识yan，楼主打算每个周末发一个帖子，科普一个天文主题，这是第一次
楼主在美国读的大学，专业是物理，minor是天文，科普的这些都是大学里天文课学过的，所以应该不会有什么错的地方。
（PS：除了个别术语，因为我学的时候都是英文术语，翻译的时候可能不恰当，请多见谅）
秒差距，parsec，是比光年更大的距离单位，在专业物理领域也被更多使用。
一般来说，便于业余爱好者理解，光年作为通俗易懂的单位大家耳熟能详。
但是专业领域而言，秒差距更为方便使用。事实上，我除了头两节天文课，后面的运算啊题目啊大多是以秒差距为单位的。
一般来说，便于业余爱好者理解，光年作为通俗易懂的单位大家耳熟能详。
但是专业领域而言，秒差距更为方便使用。事实上，我除了头两节天文课，后面的运算啊题目啊大多是以秒差距为单位的。
那秒差距是怎么定义的呢？这里的秒不是时间单位，而是角度单位：一圈为360度，一度为60分，一分为60秒。
事实上，天空中的恒星不是位于固定位置不变的。如果我们把太阳和某恒星作为固定参照物，由于地球绕着太阳转，地球与该恒星的相对位置也以年为周期而改变，如图：
E是地球处在轨道两段的两个位置，S是太阳，五角星是遥远的恒星。
该恒星到俩地球的射线组成的角被等分成a和b，它们被称为视差角(parallax angle).
当视差角等于一秒，也就是1/3600 度时，太阳到该恒星的距离为 1秒差距，大约是3.26光年。
事实上，天空中的恒星不是位于固定位置不变的。如果我们把太阳和某恒星作为固定参照物，由于地球绕着太阳转，地球与该恒星的相对位置也以年为周期而改变，如图：
E是地球处在轨道两段的两个位置，S是太阳，五角星是遥远的恒星。
该恒星到俩地球的射线组成的角被等分成a和b，它们被称为视差角(parallax angle).
当视差角等于一秒，也就是1/3600 度时，太阳到该恒星的距离为 1秒差距，大约是3.26光年。
星等，是测量天体亮度（光度，luminosity）的量，就是星星有多亮。
两千多年前就有科学家提出这一概念，将可见的星星分等级，一等星最亮，六等星最暗等等。
现今，天文学沿用了这一体制，但是把星等量化了，而且由于观测技术的升级，把肉眼不可见星也一一纳入。而现今的星等这一概念，不再是分类，而更像是一个数值。星等相差1，亮度差10^0.4，也就是2.512倍。例如：A星星等是1等，B星是2等，C星是3等，那A星亮度是B星的2.512倍，是C星的6.3倍。
两千多年前就有科学家提出这一概念，将可见的星星分等级，一等星最亮，六等星最暗等等。
现今，天文学沿用了这一体制，但是把星等量化了，而且由于观测技术的升级，把肉眼不可见星也一一纳入。而现今的星等这一概念，不再是分类，而更像是一个数值。星等相差1，亮度差10^0.4，也就是2.512倍。例如：A星星等是1等，B星是2等，C星是3等，那A星亮度是B星的2.512倍，是C星的6.3倍。
但这么比，是不公平的，
因为同样的亮度，距离越远，亮度越小。
就比如上面的例子，其实B星比A星更大更亮，但因为B星远的多，所以看起来暗。
因为同样的亮度，距离越远，亮度越小。
就比如上面的例子，其实B星比A星更大更亮，但因为B星远的多，所以看起来暗。
那星星越远越暗的原因是什么呢
是距离本身！（众吧友：你TM在逗我）诶诶别砸我，听我说！
一般的恒星发出光的功率是恒定的，比如太阳大概是3.9*10^26 W，四百亿亿亿瓦的大灯泡，换言之太阳每秒散发出来的光子数量是一定的（虽然很多）。这些光子在散发出的一秒后形成了一个半径三十万公里的空心球，散发出的两秒后是六十万公里的空心球，三秒九十万……随着时间，这些光子触及的面积变大，但是每单位面积的光子数量就减少了（因为光子数量是一定的）。因此距离越远，在某个点接受的光子就越少，也就越暗。
是距离本身！（众吧友：你TM在逗我
）诶诶别砸我，听我说！一般的恒星发出光的功率是恒定的，比如太阳大概是3.9*10^26 W，四百亿亿亿瓦的大灯泡，换言之太阳每秒散发出来的光子数量是一定的（虽然很多）。这些光子在散发出的一秒后形成了一个半径三十万公里的空心球，散发出的两秒后是六十万公里的空心球，三秒九十万……随着时间，这些光子触及的面积变大，但是每单位面积的光子数量就减少了（因为光子数量是一定的）。因此距离越远，在某个点接受的光子就越少，也就越暗。
因为星星越远就越暗，因此科学家把星等分成视星等（apparent magnitude)和绝对星等（absolute magnitude)。视星等就是在地球上人们看到的星星亮度，绝对星等指的是人们在距离该恒星10秒差距时，看到的星星亮度，这样距离一样，比较亮度就公平了别忘了，星等越小，亮度越高
比如太阳由于离我们近，视星等高的一比（负26等），比一等星还要亮两百亿倍，但是实际上太阳不是一个很亮的恒星，它的绝对星等也就 正4.7等。而著名的恒星 参宿七， 视星等为0.18等，由于距离我们远不止10秒差距，其绝对星等其实高达 负6.9，比太阳亮五万多倍。
别忘了，星等越小，亮度越高比如太阳由于离我们近，视星等高的一比（负26等），比一等星还要亮两百亿倍，但是实际上太阳不是一个很亮的恒星，它的绝对星等也就 正4.7等。而著名的恒星 参宿七， 视星等为0.18等，由于距离我们远不止10秒差距，其绝对星等其实高达 负6.9，比太阳亮五万多倍。
有了上述这些知识，我们可以来讨论测算星系距离了！
别忘了我画的关于视差角的图……
对于近的恒星很好测量，只要测它的视差角，或者它夏天/冬天出现在天空的角度差就可以了。
角约小，距离越远。∠a是一秒的时候，星星一秒差距远；∠a是半秒的时候，星星大概两秒差距远……（当然啦，没有星星1秒差距这么近的）
但是这对于很远的恒星，甚至是星系是没有用的，因为它们的变化角度实在是太小了，人类难以测量，或者说误差太大了！那怎么办呢……
别忘了我画的关于视差角的图……
对于近的恒星很好测量，只要测它的视差角，或者它夏天/冬天出现在天空的角度差就可以了。
角约小，距离越远。∠a是一秒的时候，星星一秒差距远；∠a是半秒的时候，星星大概两秒差距远……（当然啦，没有星星1秒差距这么近的
）但是这对于很远的恒星，甚至是星系是没有用的，因为它们的变化角度实在是太小了，人类难以测量，或者说误差太大了！那怎么办呢……
有一种恒星叫变星，是指亮度经常变化并且伴随着其他物理变化的恒星，忽亮忽暗的，其中最典型的叫做 造父变星（Cepheid variable stars），它由于（在氢聚变之后）氦聚变的不稳定性，内部偶然间失去了平衡，开始有规律的膨胀与收缩，导致亮度周期性的增加与减少。公式是v=-2.76(log（P）-1)-4.16, 其中v是绝对星等，P是亮度变化周期。科学家通过测量造父变星的亮度变化周期，算出这个星星的绝对星等，再由地球上看到的该变星的视星等，算出该星星的距离。v1-v2=5log(d/10pc), v1是视星等，v2是绝对星等，d是距离，10pc就是10秒差距。通过这个方法，科学家就能得到较为准确的恒星团或者星系的距离了！
我的第二帖的传送门
恒星的一生&H-R图像
http://tieba.baidu.com/p/4849935615?pid=99920027913&cid=0#99920027913
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