科普：什么是太阳质量？

2018-10-10 浏览次数：0

太阳质量就是太阳的质量。或者,更准确地说,它是1.989 * 10 ^ 30公斤,大约333000个地球。
天文学家使用太阳质量作为基本的质量单位。由于太空中的大多数物体都是又大又重的——比如恒星、星系和黑洞——所以用太阳质量来描述这些宇宙物体比用一个小得多的单位(比如千克)来描述更有意义。

从太阳质量的角度来考虑物体，还能更直观地了解物体相对于太阳的质量。超大质量黑洞在银河系的中心,例如,大约是7.956 x 10 ^ 36公斤。这么大的一个数字比你说的黑洞有400万个太阳那么大要难想象得多。

多亏了艾萨克·牛顿爵士，计算太阳的质量也不是太难。太阳的质量决定了它的引力有多大。它的重力决定了像地球这样的行星的轨道距离和速度。

例如，如果太阳质量更大，引力更强，如果地球离太阳的距离相同，我们的星球就必须更快地绕轨道运行，否则它就会落入太阳。如果太阳质量较小，引力较弱，那么地球的轨道就会变慢，否则就会被甩出太阳系。

只要我们知道地球的轨道速度和到太阳的距离，牛顿方程就能计算出太阳的质量。天文学家使用基本几何学来计算这两个常数。据康奈尔大学称，地球以每小时6.7万英里(10.7万公里)的速度绕太阳运行，而根据国际天文学家联盟(International天文学家联盟)的数据，地球到太阳(称为一个天文单位)的距离为92,955807英里(149,597,870公里)。

17世纪末，牛顿计算了太阳和其他行星的相对质量。他的计算大部分是正确的，尽管他的地球相对重量的数值是错的。他发现太阳的质量是地球的169,282倍，而准确的数值是331,950。他算错了，因为他计算的地球—太阳距离依赖于对太阳视差的不准确测量，视差是太阳在天空中的明显移动，在地球轨道的不同位置观察到的。研究人员还发现，在撰写新版《原理》(Principia)时，他在抄写数字时犯了一个错误。

今天，天文学家可以用雷达精确测量太阳系天体之间的距离，而不用视差。通过测量卫星的雷达信号从另一颗行星反射回来所需要的时间，天文学家可以确定到那颗行星的距离。但由于太阳没有固体表面，雷达信号无法反弹。所以，为了测量地球和太阳的距离，天文学家首先必须测量到另一个物体的距离，比如金星。然后，通过三角测量，他们可以计算到太阳的距离。

把这个值和地球轨道的测量速度代入牛顿方程，通过一些简单的代数运算，就可以计算出太阳的质量。假设一个圆形轨道(地球轨道接近圆形),M = v(d / G)^ 2,d是离太阳的距离,v是地球的轨道速度,和G是引力常数。