地球在运动,星星的位置为什么不变

地球在运动,星星的位置为什么不变

在夏天的夜晚仰望星空时,总会看到星星组成的固定图案,北斗七星的斗柄正指向南方,猎户座的腰带三星始终排列整齐。

地球不仅在高速自转,还在绕太阳公转。为什么地球一直在运动,天空中星星的位置一直固定不变呢?

首先要明白的是,恒星与我们之间的距离。距离太阳系最近的恒星比邻星,距离我们4.22光年。

打个比方:如果把地球比作广场上的一颗玻璃珠(广场的直径约300米),那么比邻星就相当于位于380千米外的另一颗玻璃珠,这一距离接近地球到月球的距离(38万千米)的1/1000。在这样的距离下,地球公转轨道直径(约3亿千米)仅相当于玻璃珠在广场上滚动3厘米,对观察远处玻璃珠的视角影响微乎其微。

天文学家把这种因观测者位置变化产生的视角差异称为视差,经高精度天文测量,比邻星的周年视差为0.768角秒,相当于在10千米外观察一枚硬币移动0.04毫米,这种变化早已超过我们眼睛的感知极限。

其次,恒星自身的空间运动虽快,但其切向速度(与曲线运动的物体相切的任一点)导致的位置变化,因距离被极大地稀释掉。以天狼星为例,它正以每秒5.5千米的速度向太阳系靠近,但其切向速度达每秒16.7千米,综合导致其每年在天空中移动1.337角秒。这意味着,天狼星需要200年才能移动满月直径(约0.5度)的1/10。

此外,我们看到的恒星大多属于银河系,这个直径约10万光年的星系正以每秒600千米的速度在宇宙中航行。由于太阳系位于银河系猎户臂边缘,周围恒星与我们的相对运动速度平均约每秒几十公里,在数万光年的距离尺度下,这种运动导致的位置变化需数十万年才能被肉眼察觉到。

(《中国妇女报》6.22)

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