题目
测量 河外星系 距离的方法包括以下哪些?A. 三角视差法B. 观测其中的造父型变星变光周期及视亮度C. 观测星系的红移量D. 开普勒第三定律E. 观测其中 I 型超新星爆发时的亮度F. 观测其中恒星的光谱类型
测量 河外星系 距离的方法包括以下哪些?
A. 三角视差法
B. 观测其中的造父型变星变光周期及视亮度
C. 观测星系的红移量
D. 开普勒第三定律
E. 观测其中 I 型超新星爆发时的亮度
F. 观测其中恒星的光谱类型
题目解答
答案
BCE
B. 观测其中的造父型变星变光周期及视亮度
C. 观测星系的红移量
E. 观测其中 I 型超新星爆发时的亮度
B. 观测其中的造父型变星变光周期及视亮度
C. 观测星系的红移量
E. 观测其中 I 型超新星爆发时的亮度
解析
考查要点:本题主要考查学生对不同天文学距离测量方法适用范围的理解,特别是针对河外星系的测量手段。
解题核心思路:
- 明确方法的适用距离范围:三角视差法适用于近邻天体,而河外星系距离太远无法使用。
- 区分标准烛光与距离阶梯:造父变星、I型超新星属于“标准烛光”,通过周期-光度关系或已知最大亮度确定距离。
- 红移与哈勃定律:红移量结合哈勃常数可用于推算大尺度距离。
- 排除干扰项:开普勒定律适用于轨道运动,光谱类型无法直接测距。
破题关键点:
- 造父变星的周期-光度关系(B)和I型超新星的亮度标准(E)是经典距离指示器。
- 红移量(C)通过哈勃定律间接反映距离。
- 三角视差法(A)、开普勒定律(D)、光谱类型(F)均无法直接测量河外星系距离。
选项分析
A. 三角视差法
三角视差法通过测量天体位置的周年视差计算距离,但视差角与距离成反比。河外星系距离远超当前观测技术的极限(视差角不足百万分之一弧度),因此无法使用此方法。
B. 造父型变星的变光周期及视亮度
造父变星的光变周期与其绝对亮度严格相关(周光关系)。通过观测视亮度,可计算距离模($m - M = 5 \log_{10}(d/10)$),从而确定距离。这是测量河外星系距离的重要方法。
C. 星系的红移量
根据哈勃定律($v = H_0 D$,红移量$v$与距离$D$成正比),红移可用于估算大尺度距离。虽然存在系统误差,但仍是河外星系测距的重要手段。
D. 开普勒第三定律
开普勒定律描述行星轨道周期与半长轴的关系,需已知轨道参数,仅适用于太阳系内或双星系统,无法直接测量星系距离。
E. I型超新星爆发时的亮度
Ia型超新星具有统一的最大绝对亮度,通过观测其视亮度可直接计算距离模。这是宇宙学中测量遥远星系距离的“黄金标准”。
F. 恒星的光谱类型
光谱类型反映恒星温度和演化阶段,但无法直接确定距离,需结合其他信息(如分光视差法)。