Hvordan måle Stellar Avstander

Når avstanden du vil måle overgår egenskapene til instrumentene, må du ty til geometri. For å måle avstander til nærliggende stjerner, astrofysikere bruke metoden for trigonometriske parallaxes. Du kan se effekten ved å holde ut fingeren foran deg. Når man lukker det ene øyet, er fingeren i en posisjon i forhold til bakgrunnen, men sett gjennom det andre øyet, synes det å hoppe til en litt annen stilling. Hvert øye har et annet ståsted, og vi kan bruke dette prinsippet for å måle tilsynelatende bevegelse av objektet som blir observert.

Bruksanvisning

1 Legg merke til plasseringen av en nærliggende stjerne på himmelen, sier Proxima Centauri, ved hjelp av et teleskop. Ved hjelp av trigonometriske parallaxes vanligvis innebærer samtidige målinger fra to ulike ståsteder, men siden avstandene til stjernene er så stor, må du vente seks måneder, inntil jorden er på ekstreme andre siden av sin bane, for å se stjernen fra en vesentlig annen stilling.

2 Vis stjernen fra andre utsiktspunkt seks måneder senere. Dette viser den tilsynelatende bevegelse, det vil si bevegelsen av stjerne i forhold til bakgrunnen. Det er der variablene forurense målingen. Først vår atmosfære forvrenger lys, så måle denne lille bevegelse er vanskelig selv med de beste instrumenter. For det andre bakgrunns stjernene er i bevegelse også. Men fordi de er av en mye lavere magnitude forhold til målet stjerne, tilsynelatende bevegelse av denne bakgrunnen er umulig å oppdage.

3 Tegn din baseline på et stykke papir for å hjelpe deg å visualisere beregningen. Grunnlinjen strekker seg fra Jorden i første posisjon, gjennom solen til jorden på sin andre posisjon. Fullfør trekant ved å tegne linjer fra de to utsiktspunkt til et mål stjerne. Dette er bare for å hjelpe deg å forstå hva som blir målt. Du trenger ikke trekke til noen form for skala.

4 Finn parallax vinkel til målet stjerne. Med mindre du har instrumenter sensitive nok til å måle det selv, konsultere Hipparcos katalogen (tilgjengelig på nettet), som inneholder en liste over 100.000 nærliggende stjerner og deres parallax vinkler. Parallaksen Vinkelen er vinkelen skapt av de to linjer som strekker seg fra stjerne til de to jord stillinger. Fordi avstanden til stjernene er så stor og vårt grunn er så forholdsvis kort, er det parallax vinkel nesten ikke-eksisterende, mindre enn en bue andre. For å visualisere denne målingen, tenk på en sirkel med 360 grader. Hver grad (som allerede er ganske liten) er delt inn i seksti minutter. Hvert minutt er oppdelt i 60 sekunder. Den parallax vinkel til vår nærmeste stjerne, Proxima Centauri, er 0.772 buesekunder.

5 Beregn avstanden til stjernen ved hjelp av formelen d = 1 / p, der "d" er avstanden og "p" er parallax. Avstanden måles i parsecs, en måleenhet laget for så store avstander; du har kanskje hørt om det fra science fiction-romaner eller filmer. I vårt eksempel, kan vi beregne at Proxima Centauri er 1,3 parsecs unna Jorden.

Hint

• Den europeiske romfartsorganisasjonen katalogisert parallaxes i over 100 000 stjerner i begynnelsen av 1990 med rombaserte Hipparcos teleskop.
• Måling parallax nøyaktig med forbruker-nivå instrumenter er nesten umulig. Den Hipparcos Katalogen inneholder en liste over parallaxes nøyaktig innenfor .0001 buesekunder.