Як вимірюють відстані в астрономії

0 Comments

Астрономія 11 клас

Зорі розташовані в мільйони разів далі, ніж Сонце, тому горизонтальні паралакси зір відповідно в мільйони разів менші, і виміряти такі малі кути ще нікому не вдавалося. Для вимірювання відстаней до зір астрономи змушені визначати річні паралакси, які пов’язані з орбітальним рухом Землі навколо Сонця (рис. 13.1.). У точці С розташоване Сонце; А, В — положення Землі на орбіті з інтервалом 6 місяців; ВС=1 а. о.— відстань від Землі до Сонця (велика піввісь земної орбіти); S — зоря, до якої треба визначити відстань; ZBSC=p — річний паралакс зорі.

Відстань від Землі до зорі визначається з прямокутного трикутника CBS:

Річний паралакс можна вимірювати тільки протягом кількох місяців, поки Земля, а разом із нею і телескоп, рухаючись навколо Сонця, не перемістяться у космічному просторі.

Річні паралакси зір астрономи намагалися визначати ще за часів М. Коперника, що могло стати незаперечним доказом обертання Землі навколо Сонця та утвердженням геліоцентричної системи світу. Але тільки у 1837 р. В. Струве в Пулковській астрономічній обсерваторії (Росія) визначив річний паралакс зорі Вега (а Ліри). Найбільший паралакс має найближча до нас зоря Проксіма Кентавра — р = 0,76″, але її в Європі не видно. З яскравих зір, які можна бачити в Україні, найближче до нас перебуває зоря Сіріус (а Великого Пса), річний паралакс якої р = 0,376″.

Рис. 13.1. Річний паралакс визначає кут, під яким було б видно від зорі велику піввісь земної орбіти (1 а. о.) в перпендикулярному до променя зору напрямку

Відстань до зір вимірюють у світлових роках (див. §1), але в астрономії ще використовують одиницю парсек (пк) — відстань, для якої річний паралакс р – 1″ (парсек — скорочення від паралакс- секунда).

Співвідношення між парсеком та світловим роком таке: 1 пк~3,26 св. року.

Якщо річний паралакс вимірюється кутовими секундами, то відстань до зір у парсеках можна виразити такою формулою:

АСТРОНОМІЯ – ДИТЯЧА ЕНЦИКЛОПЕДІЯ – ФОЛІО 2005

Як ми вже мали нагоду впевнитися, астрономія — це наука дуже великих чисел. Саме тому простір у космічних масштабах незручно вимірювати звичайними одиницями. Достатньо сказати, що навіть найближча відстань, з якою можуть оперувати астрономи — відстань від Землі до Місяця — сягає приблизно 380 000 кілометрів.

Давайте порівняємо. Середньостатистична людина (наприклад, саме ви) може пішки пройти за годину близько п’яти кілометрів. Звичайно, відстані, які ви покриваєте на автомобілі або інших засобах пересування, ви навряд чи будете вимірювати у метрах, бо саме метр є одиницею виміру відстані за інтернаціональною системою СІ.

Астрономія має справу з реєстрацією світла та інших різновидів електромагнітного випромінювання, що приходить від віддалених об’єктів. За ту ж годину світло у вакуумі проходить

1 080 000 000 кілометрів! І навіть Сонце ми бачимо таким, яким воно було понад 8 хвилин тому. Тож з метою полегшення обчислень та зручнішого уявлення відстаней у Всесвіті створено цілу систему похідних позасистемних одиниць виміру.

Відстані в межах Сонячної системи найчастіше вимірюють за допомогою так званої астрономічної одиниці (скорочено — а. о.). Одна астрономічна одиниця дорівнює середній відстані від Землі до Сонця, що в числовому вираженні сягає 149 600 000 кілометрів. Звичайно, зручність використання такої одиниці закінчується з перетинанням уявної межі планетарної Сонячної системи, бо навіть хмара Оорта простягається на відстані близько 60 000 астрономічних одиниць!

Наступним за величиною йде світловий рік. Дуже розповсюджена хибна думка про те, що світловими роками вимірюють якісь фантастично довгі періоди часу. Важливо не плутати це поняття зі звичайним роком, що є дійсно одиницею вимірювання часу. Світловими роками астрономи вимірюють досить великі відстані, наприклад, віддалення між зірками: між Сонцем і найближчою зіркою Проксимою Центавра — трохи більше 4 світлових років. Фізичне значення світлового року дуже просте: це та відстань, яку проходить світло у вакуумі за один рік. Ми знаємо, що швидкість світла у вакуумі складає близько 300000 км/с. Тоді один світловий рік дорівнюватиме 9 460 000 000 000 кілометрів! (Або за стандартною схемою запису, що прийнята у наукових обчисленнях,

9,46х10 12 км). Найчастіше світловий рік використовується для представлення відстаней між зірками у межах однієї галактики та розмірів самих галактик.

Проте і це ще не все. Для вимірювання міжгалактичних відстаней широко використовується ще більша одиниця довжини — парсек (позначається — пк). Це — скорочення від більш наукового та менш зручного терміна паралакс-секунда. Один парсек — це та відстань, з якої орбіту Землі буде видно під кутом зору в одну кутову секунду. Він дорівнює 3,09-10 13 кілометрів, або приблизно 3,26 світлового року. Також існують похідні від цих одиниць. Так, наприклад, для вимірювання дуже великих відстаней у Всесвіті використовують кілопарсек (1 кпк = 1 000 пк) та мегапарсек (1 Мпк = 1 000 000 пк).

Один парсек — це відстань, з якої орбіту Землі видно під кутом 1″

Найбільший астрономічний об’єкт у Всесвіті зареєстрований у зоряних каталогах на початку 80-х років XX століття і має позначення ЗС 345. Цей квазар віддалений на 5 мільярдів світлових років від Землі. Німецькі астрономи за допомогою 100- метрового радіотелескопа та приймача радіочастоти принципово нового типу отримали змогу виміряти такий далекий об’єкт космосу. Результати досліджень були надто непередбачуваними, і вчені спочатку сумнівалися, чи можна їм довіряти. Це більше скидалося на жарт, бо квазар мав у поперечнику 78 мільйонів світлових років! Незважаючи на дуже велике віддалення, при спостереженні цей об’єкт удвічі більший за місячний диск.

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.