科學(xué)家可以利用不同方法來(lái)觀測(cè)星體.我先介紹著名的幾種方法.
(1)三角視差法
河內(nèi)天體的距離又稱為視差,恒星對(duì)日地平均距離（a）的張角叫做恒星的三角視差(p),則較近的恒星的距離D可表示為：
sinπ＝a/D
若π很小,π以角秒表示,且單位取秒差距(pc),則有：D=1/π
用周年視差法測(cè)定恒星距離,有一定的局限性,因?yàn)楹阈请x我們愈遠(yuǎn),π就愈小,實(shí)際觀測(cè)中很難測(cè)定.三角視差是一切天體距離測(cè)量的基礎(chǔ),至今用這種方法測(cè)量了約10,000多顆恒星.
天文學(xué)上的距離單位除天文單位（AU）、秒差距(pc)外,還有光年(ly),即光在真空中一年所走過(guò)的距離,相當(dāng)94605億千米.三種距離單位的關(guān)系是：
1秒差距(pc)＝206265天文單位(AU)＝3.26光年＝3.09×1013千米
1光年(1y)＝0.307秒差距(pc)＝63240天文單位(Au)＝0.95×1013千米.
(2)分光視差法
對(duì)于距離更遙遠(yuǎn)的恒星,比如距離超過(guò)110pc的恒星,由于周年視差非常小,無(wú)法用三角視差法測(cè)出.于是,又發(fā)展了另外一種比較方便的方法--分光視差法.該方法的核心是根據(jù)恒星的譜線強(qiáng)度去確定恒星的光度,知道了光度（絕對(duì)星等M）,由觀測(cè)得到的視星等(m)就可以得到距離.
m - M= -5 + 5logD.
(3)造父周光關(guān)系測(cè)距法
大質(zhì)量的恒星,當(dāng)演化到晚期時(shí),會(huì)呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的脈動(dòng)現(xiàn)象,形成脈動(dòng)變星.在這些脈動(dòng)變星中,有一類脈動(dòng)周期非常規(guī)則,中文名叫造父.造父是中國(guó)古代的星官名稱.仙王座δ星中有一顆名為造父一,它是一顆亮度會(huì)發(fā)生變化的“變星”.變星的光變?cè)蚝芏?造父一屬于脈動(dòng)變星一類.當(dāng)它的星體膨脹時(shí)就顯得亮些,體積縮小時(shí)就顯得暗些.造父一的這種亮度變化很有規(guī)律,它的變化周期是5天8小時(shí)46分38秒鐘,稱為“光變周期”.在恒星世界里,凡跟造父一有相同變化的變星,統(tǒng)稱“造父變星”.
(4)譜線紅移測(cè)距法
20世紀(jì)初,光譜研究發(fā)現(xiàn)幾乎所有星系的都有紅移現(xiàn)象.所謂紅移是指觀測(cè)到的譜線的波長(zhǎng)(l)比相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)知的譜線的波長(zhǎng)(l0)要長(zhǎng),而在光譜中紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng),因而把譜線向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向的移動(dòng)叫做光譜的紅移,z=(l-l0)/ l0.1929年哈勃用2.5米大型望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到更多的河外星系,又發(fā)現(xiàn)星系距我們?cè)竭h(yuǎn),其譜線紅移量越大.
譜線紅移的流行解釋是大爆炸宇宙學(xué)說(shuō).哈勃指出天體紅移與距離有關(guān)：Z = H*d /c,這就是著名的哈勃定律,式中Z為紅移量；c為光速；d為距離；H為哈勃常數(shù),其值為50～80千米／(秒·兆秒差距).根據(jù)這個(gè)定律,只要測(cè)出河外星系譜線的紅移量Z,便可算出星系的距離D.用譜線紅移法可以測(cè)定遠(yuǎn)達(dá)百億光年計(jì)的距離