恒星的视向速度、切向速度和空间速度

本来想写一篇关于运动星团的文章，结果觉得也应该写点关于恒星的空间速度的东西。

我们来了解一下恒星的视向速度、切向速度和空间速度。

1. 恒星的视向速度、切向速度和空间速度

一般天体的运动相对于观测者来说是随机方向的运动。

恒星在宇宙中实际运动的速度称为空间速度。

而观测者的视线方向的速度称为视向速度，而视线方向垂直的方向速度称为切向速度。

视向速度可以利用光谱线的多普勒效应来求得。

通过比较实验室中测得的固有波长(λ0)和观测波长(λ)来计算多普勒位移(∆λ)，从而可以求得恒星的视向速度。

当恒星远离观测者时，会出现红移（红色偏移），观测光谱的波长变长。

这时视向速度为正值。

当恒星接近观测者时，会出现蓝移（蓝色偏移），观测光谱的波长变短。

这时视向速度为负值。

由于恒星的切向速度，恒星在天球上看起来像是在移动，这称为自行。

自行是通过测量每年移动的角距离来确定的，单位是''/yr。

例如，巴纳德星是表现出大自行的代表性恒星。

巴纳德星的自行值是 10.3''/yr。下图显示了巴纳德星从1985年到2005年的移动情况。

通过自行可以计算出恒星的切向速度。

想象一颗显示自行(μ)的恒星与距离d。

由于与恒星距离相比，它的运动路径很远，因此可以认为是圆运动的一部分。

因此，将自行视为角速度，距离视为圆运动的半径时，切向速度为这两个值的乘积。

切向速度的单位是 km/s，因此在乘以上述值时应统一单位 。

''(秒)和 pc 相乘得 Au 单位，然后将一年换算成秒来计算，则得出如下值。

将实际 1 Au 的值 149,597,870,700m 代入上式，所得值约为 4.74km/s。

利用这个公式调整两边的值如下。

恒星的空间速度可以通过勾股定理来计算。

空间速度是视向速度的平方与切向速度的平方和的平方根。