雷达遥测(radarranging)

　　精确决定地球与太阳平均距离(一天文单位,1AU),是量测宇宙距离的基础.

　　由克卜勒定律,可以推算出金星与地球的最近距离约是0.28A.U..在金星最近地球时,用金星表面的雷达回波时间,可找出(误差小於一公里)

　　1AU=149,597,870公里≈1.5*108公里

　　测距适用范围：～1AU.

　　恒星视差法(stellarparallax)

　　以地球和太阳间的平均距离为底线,观测恒星在六个月间隔,相对於遥远背景恒星的视差.恒星的距离d

　　d(秒差距,pc)=1/p(视差角,秒弧)

　　1pc定义为造成一秒视差角的距离,等於3.26光年.地面观测受大气视宁度的限制,有效的观测距离约为100pc(～300光年).在地球大气层外的Hipparcos卫星与哈伯望远镜,能用视差法量测更远的恒星,范围可推广到1000pc.

　　测距适用范围：～1,000pc.

　　光谱视差法(spectroscopicparallax)

　　如果星体的视星等为mV,绝对星等MV,而以秒差距为单位的星体距离是d.它们间的关系称为距离模数

　　mV-MV=-5+log10d

　　如果知道恒星的光谱分类与光度分类,由赫罗图可以找出恒星的光度.更进一步,可以算出或由赫罗图读出恒星的绝对星等,代入距离模数公式,即可以找出恒星的距离.

　　因为主序星的分布较集中在带状区域,所以光谱视差法常用主序星为标的.利用邻近的恒星,校准光谱视差法的量测.另也假设远处的恒星的组成与各项性质,大致与邻近恒星类似.误差常在25%以上,.(注：本银河系直径约30Kpc)

　　测距适用范围：～7Mpc.

　　例：若某恒星的视星等为+15,其光谱判定为G2V的恒星‘i从赫罗图读出该星的绝对星等为+5,代入距离模数公式15-5=5logd-5,求出该星的距离d=1000pc=3260光年.

　　变星

　　位在不稳定带的后主序带恒星,其亮度有周期性的变化(周光曲线),而综合许多变星的周光关系,可以发现变星亮度变化周期与恒星的光度成正比(参见周光关系).用来做距离指标的变星种类主要有造父变星(I型与II型)与天琴座变星.

　　测定变星的光谱类别后,由周光图可以直接读出它的光度(绝对星等).由变星的视星等和绝对星,利用距离模数公式,

　　mV-MV=-5+log10d

　　即可定出变星的距离.目前发现,最远的造父变星在M100,距离我们约17Mpc.

　　测距适用范围：～17Mpc.

　　超新星

　　平均每年可以观测到数十颗外星系的超新星.大部份的超新星(I型与II型)的最大亮度多很相近,天文学家常假设它们一样,并以它们做为大距离的指标.

　　以造父变星校准超新星的距离,以找出I型与II型星分别的平均最大亮度.由超新星的光度曲线,可以决定它的归类.对新发现的超新星,把最大视亮度(mV)与理论最大绝对亮度(MV)带入距离模数公式,即可找出超新星的距离.

　　II型超新星受外层物质的干扰,平均亮度的不确定性较高,I型超新星较适合做为距离指标.

　　测距适用范围：>1000Mpc.

　　Tulley-Fisher关系

　　漩涡星系的氢21公分线,因星系自转而有杜卜勒加宽.由谱线加宽的程度,可以找出谱线的位移量Δλ,并求出星系的漩涡臂在视线方向的速度Vr,

　　Δλ/λo=Vr/c=Vsini/c

　　i为观测者视线与星系盘面法线的夹,由此可以推出漩涡星系的旋转速率.Tulley与Fisher发现,漩涡星系的光度与自转速率成正比,现在称为Tulley-Fisher关系.

　　量漩涡星系的旋转速率,可以知道漩涡星系的光度,用距离模数公式,就可以找出漩涡星系的距离.Tulley-Fisher关系找出的距离,大致与I型超新星同级,可互为对照.

　　注：现常观测红外线区谱线,以避免吸收.

　　测距适用范围：>100Mpc.

　　哈伯定律

　　几乎所有星系相对於本银河系都是远离的,其远离的径向速度可用都卜勒效应来测量星系的红位移,进而找出星系远离的速度.

　　1929年EdwinHubble得到远离径向速度与星系距离的关系

　　哈柏定律

　　Vr=H*d

　　其中

　　Vr=星系的径向远离速度

　　H=哈柏常数=87km/(sec*Mpc)

　　d=星系与地球的距离以Mpc为单位.

　　哈柏定律是一个很重要的距离指标,量得星系的远离速度,透过哈柏定律可以知道星系的距离.

　　例:

　　室女群(Vigrocluster)的径向远离速度为Vr＝1180km/sec,室女群与地球的距离为d=Vr/H=1180/70=16.8Mpc.

　　测距适用范围：宇宙边缘.

　　其他测距离的方法

　　红超巨星

　　假设各星系最亮的红超巨星绝对亮度都是MV=-8,受解析极限的限制,适用范围与光谱视差法相同.

　　测距适用范围：～7Mpc.

　　新星

　　假设各星系最亮的新星,绝对亮度都是MV=-8.

　　测距适用范围：～20Mpc.

　　HII区

　　假设其他星系最亮的HII区之大小,和本银河系相当.(定HII区的边界困难,不准度很高)

　　行星状星云

　　假设星系行星状星云,光度分布的峰值在MV=-4.48.

　　测距适用范围：～30Mpc.

　　球状星团

　　假设星系周围的球状星团,光度分布的峰值在MV=-6.5.

　　测距适用范围：～50Mpc.

　　Faber-Jackson关系、D-σ关系

　　Faber-Jackson关系与Tulley-Fisher关系类似,适用於椭圆星系.Faber-Jackson关系：椭圆星系边缘速率分布宽度σ的四次方与星系的光度成正比.

　　D-σ关系：椭圆星系边缘速率分布宽度σ与星系的大小D成正比.

　　测距适用范围：>100Mpc.

　　星系

　　假设其他更远的星系团,与室女星系团中最亮的星系都具有相同的光度MV=-22.83.

　　测距适用范围：～4,000Mpc.