天體視向速度測定方法

天體視向速度測定方法是利用都卜勒效應測定天體視向速度的方法。恆星天文學的一種基本測量方法。視向速度亦稱視線速度,指天體相對於觀測者的運動速度沿視線方向的分量,即天體趨近或遠離觀測者的速度。依據都卜勒效應:天體沿著視線方向的運動將引起譜線位置移動(頻率變更),可由位移量之大小測出天體的視向速度。視向速度V與譜線位移量△λ=λ′-λ成正比。即V=C△λ/λ,式中λ為天體不動時所發光波的波長,λ′為天體與觀測者沿視線方向做相對運動時的光波波長。只要測量出△λ,即可計算出視向速度。

測量方法主要有以下幾種:①狹縫攝譜儀法。在望遠鏡焦點外安裝狹縫攝譜儀,拍攝待測星與參考星的光譜,並用量度儀測出兩光譜間的△λ。此法精度高,但效率低,多用於較亮天體,②物端稜鏡和光柵法。將分光稜鏡置於望遠鏡物鏡一端或將光柵置於焦平面上,可拍下許多天體的光譜,效率高且可拍到較暗的天體。③光電法。利用恆星光譜中的吸收線,先將有吸收線的比較星的光譜底片置於望遠鏡的焦平面處,待測星的光譜通過狹縫也投射在焦平面上,焦平面後放置光電倍增管,移動待測星的光譜,當兩條波長相等的吸收線重合時,光電流出現極小值,記下移動量,即可得到△λ值。此法效率不高,而且只限於有明顯吸收線的星,但可測暗天體。④偏振法。利用不同頻率的光線其偏振角不同的原理,在望遠鏡的光路中放置一偏振器件,將待測星光譜中某一頻率的光通過偏振器件,測出偏振角,再使參考星同一頻率的光譜通過偏振器,測出偏振角,由兩偏振角之差就可得到△λ。此法精度高,且適於任何星。在處理資料時,必須從△λ中排除由於地球公轉和自轉而造成的譜線位移。此外,也要考慮待測天體的引力紅移的影響。在不知道天體質量的情況下,引力紅移難以排除,尤其是類星體的引力紅移到底有多大?至今仍是一個謎。天體測向速度的測定,對研究銀河繫結構和銀河系動力學很有價值。

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