天体测量

测量恒星的位置和其他会运动天体的距离和动态

天体测量学或天文测量学（Astrometry）是天文学中最古老也是最基础的一个分支，主要以测量恒星的位置和其他会运动天体的距离和动态。他是传统科学中的一个子科目，后来发展出以定性研究为主体的位置天文学。天体测量学的历史，在西方可以追溯到依巴谷(Hipparchus)，他编辑了第一本的星表，列出了肉眼可见的恒星并发明了到今天仍沿用的视星等的尺标。现代的天体测量学建立在白塞耳的基本星表上，这是以布拉德雷在西元1750至1762年间的测量为基础，提供了3,222颗恒星的平均位置。

概念介绍

除了提供天文学家基本的参考坐标系作为她们在天文观测报告之用外，天体测量学也是天体力学、恒星动力学和星系天文学等学门的基础。在观测天文学中，天体测量的技术协助鉴别出各种天体独特的运动。他的设备也用于守时(keeping time)，因为协调世界时(UTC)是在确切观测地球自转的基础上，以闰秒的调整与原子时间取得协调与一致。天体测量学也与极端复杂的宇宙距离阶梯有所关联，因为他用于建立视差以估计在银河系内恒星的距离。

发展历史

古时候人们为了辨别方向、确定时间，创造出日晷和圭表来。古代天文学家为了测定星星的方位和运动，又设计制造了许多天体测量的仪器。通过对星空的观察，将星空划分成许多不同的星座，并编制了星表。通过对天体的测量和研究形成了早期的天文学。直到十六世纪中叶，哥白尼提出了日心体系学说，从只是单纯描述天体位置、运动的经典天体测量学，发展成寻求造成这种运动力学机制的天体力学。

到18世纪末，人们已经掌握越来越多有关恒星的知识，但有一个很重要的问题还留着空白，那就是恒星究竟有多远？19世纪30年代，终于由德天文学家贝塞耳（1784—1846年）等人找到了答案。

贝塞耳是个杰出的观测人才，他是天体测量学的奠基者，在测量恒星的距离上表现更为突出。

他采用视差的方法来测量恒星距离。这就需要选择一颗比较近的合适的星作为观测对象。贝塞耳所选择的是天鹅座61号星，这是颗肉眼刚能看到的不太亮的星，它的自行比较大，说明它很可能是颗距离比较近的星。另外，天鹅座61号星的赤纬比较高，一年中的大部分时间里都可以对它进行观测。

对这颗恒星的位置进行观测和测量，是从1834年9月开始的，由于后来插进来了好几件工作，如研究柏林天文台摆钟钟摆的长度，迎接1835年哈雷彗星回归和进行观测，测量和计算纬度1°的弧长等，对天鹅座61号星视差的测量中断了一段时间。大量观测工作是在1837—1838年间做的。经过归算，贝塞耳把这颗星的周年视差定为0〃．3136，约相当于10．3光年。天鹅座61号星的视差为0〃．294，相当于11光年强，比贝塞耳得出的数值大了不到1光年，可以说他的测量达到了非常精确的程度。天鹅座61号星是个双星系统，组成双星的两颗子星互相绕着公共重心运动，贝塞耳很不容易地确定了这一点，这是主要的，他给出的两子星绕转周期为540多年，这比测定的700年周期小了一些。

就在贝塞耳测量天鹅座61号星的距离的前后，另外两颗亮星的距离也被测定出来，一颗是南天的半人马座α星，中名南门二，是由英国天文学家在南非测定的；另一颗是天琴座的织女星，是由俄国天文学家在爱沙尼亚测定的。这三人中，贝塞耳第一个公布了自己的测量结果，赢得了最早测定恒星距离的光荣。

1844年，贝塞耳发现大犬座α星（天狼星）和小犬座α星（南河三）的自行显得有些不规则，他断言这是因为它们各有颗暗伴星的缘故。他是正确的，这两颗暗伴星都是白矮星，后来分别在1862年和1892年被发现。贝塞耳也对天王星的运动作了探索和研究，他完全有可能成为给出海王星位置的第一位天文学家，遗憾的是，先是他的助手去世，接着他自己也病倒了，1846年在柯尼斯堡与世长辞。

贝塞耳在数学、天文学方面的贡献很多。他测定过木星的质量，在日食和彗星理论上有建树，在地球形状理论方面的成就是提出了贝塞耳地球椭球体。他不仅重新订正了《布拉得雷星表》，还编制了到9等星为止的、包括75000多颗星的基本星表，这就是由后人加以扩充、出版的著名《波恩巡天星表》。

对贝塞耳的最恰当的评论来自奥伯斯，他称赞对天鹅座61号星的测量是“把我们对宇宙的概念放在可靠的基础之上”，并说他自己对科学发展所作的最大贡献是识别和推荐了具有非凡才干的贝塞耳。第1552号小行星被命名为“贝塞耳”小行星，这是对贝塞耳的最好纪念。

发展历程

日晷曾有效的测量时间。

中国最古老的河南登封观星台是大型的圭表，在没有钟表和日历的时代，以日影的长短来订四时。

星盘被发明用来测量天体的高度角。

天体测量的应用导致球面几何学的发展。

第谷小心的测量行星运动，导致刻卜勒推论出地球绕着太阳公转的哥白尼原理。

六分仪戏剧化的被用于测量天体间的角度。

布拉德雷以精确的中星仪测量出年周光行差，证明了地球绕日公转。

电子藕荷放大器(CCD)的发展，并且在1980年代被天文学家所接受，改进了专业天文学家在观测工作上的精确度。

发展出低价位的电子藕荷放大器与应用软件，并且大规模的应用在望远镜上，使得业余天文学家也能够观察和发现小行星。