Mintha távoli csillagok lennének. A Földtől látható legtávolabbi csillagok. A szomszédos bolygók távolságának meghatározására szolgáló módszer
És más bolygók. Az égre nézve megállapíthatták, hogy a Hold az égen haladva eltakarja egyik vagy másik csillagot, de maguk a csillagok soha nincsenek előttük. Néha a bolygók elfedik a csillagokat. Ez arra utal, hogy a csillagok távolabb helyezkednek el, mint a bolygók.
De hogyan tovább? akkor is rámutatott, hogy a csillagok nagyon messze vannak a Földtől, és ezért nem vehetjük észre a csillagok helyzetének elmozdulását. De szükségszerűen a Föld mozgásának köszönhető a világűrben lévő csillagokkal együtt.
A csillagászoknak körülbelül három évszázad után nem sikerült ilyen csillagmozgásokat látniuk. Bár ebben az időszakban nagy előrelépés történt az égbolt megfigyelésére szolgáló műszerek feltalálásában, valamint a megfigyelések pontosságában. A 18. század közepén. híres tudósok, Bradley (Angliában) és Lambert (Németországban) megállapították, hogy a legközelebbi csillagok távolsága sokszor nagyobb, mint a Földtől a. De nem sikerült megtudniuk a csillagok pontos távolságát.
A tudománytörténetben először V. Ya. Struve mért. Sokszor megmérte Vega helyzetét, és arra a következtetésre jutott, hogy Vega hat hónap alatt körülbelül 1/4 ívmásodperces szöggel elmozdult. Ilyen kis szögben a Vegától a Föld pályájának átmérőjét kell látni - más szóval a Föld és a Nap közötti távolság kétszeresét, és ennek a távolságnak ívmásodperc 1/8 szögben kell lennie.
Ismeretes, hogy egy kört 360 fokban 60 ívpercenként osztanak fel minden fokban, percenként 60 másodperccel. Ez azt jelenti, hogy 1 296 000 ívmásodperc van a körben.
Ha a Föld Vegától mért pályájának sugara körülbelül 1/8 másodperces szöget zár be, vagy körülbelül 1/10000000 kört (ezt a szöget a csillagászok a csillag parallaxisának nevezik), akkor a csillag távolsága kb. 250 billió kilométer.
Természetesen kellemetlen ilyen számokat használni. A csillagászok általában nagyobb hosszegységeket használnak ilyen esetekben. Például fényév... Ez egy rövid megjelölés arra a távolságra, amelyet egy fénynyaláb a Föld évével egyenlő időszakban körülbelül 300 000 km / s sebességgel megtesz. Egy fényév nagyjából 9,5 billió kilométer. Röviden a következőképpen írható fel: 9,5 x 10 km 12. hatványáig.
A csillagászok egy másik rendszert is használnak a csillagoktól való távolság mérésére. Ha a kör 1 296 000 ívmásodpercet tartalmaz, akkor a radián 206 265 ívmásodperc (57 °, 3). Ha a Föld pályájának sugara valamilyen égitestről egy kör 1 másodperces szögében látható lenne, akkor ez azt jelezné, hogy az ilyen testtől való távolság 206 265 -ször nagyobb, mint a Föld pályájának sugara, és egyenlő körülbelül 31 billió km -re vagy 374 fényévre. Ezt az értéket parallaxis-másodpercnek, ill parsec.
A Vega 8 parszeknyire, azaz 26,5 fényévnyire található tőlünk. Ahhoz, hogy ekkora távolságot repüljön, a TU-154-es repülőgépnek negyvenmillió évre lenne szüksége.
A Vega valóban az egyik csillag viszonylag közel hozzánk, de nem a legközelebb. A legfényesebb csillagok közül a legközelebb hozzánk a Kentaur csillagkép alfacsillagja áll, amely nem látható Oroszország területéről. Látható a déli országokban. A belőle származó fény 4,3 évig jut hozzánk.
A mai napig így határozták meg a sok ezer csillag távolságát.
De minden olyan pontossággal, amelyet a csillagászok elértek a csillagparallaxisok mérésekor, ez a módszer csak a viszonylag közeli csillagok távolságának meghatározására alkalmazható. A tőlünk több száz, ezer és tízezer fényévnyire lévő távoli csillagok számára ez nem megfelelő: a szögek olyan elhanyagolhatónak bizonyulnak (másodperc századok és ezredrészek), hogy nem is mérhetők. A csillagászok más megbízható módszereket is találtak a távolabbi csillagok távolságának mérésére. Ennek eredményeképpen ma már akár több tízezer egyedi csillag távolsága is ismert, és a még nagyobb számú csillagok közötti távolság hozzávetőlegesen megbecsülhető.
Ha a csillagok elképzelhetetlenül nagy távolságból láthatók, akkor óriási fényerővel (fényerővel) kell rendelkezniük. A csillagok olyan napok, amelyek nagyon távol vannak tőlünk. Némelyikük sokkal több fényt bocsát ki, mint a mi hatalmas
Milyen messze vannak tőlünk a csillagok?
Bármennyire is nézünk az égre egy sötét éjszakán, az egyszerű megfigyelések nem adnak választ erre a kérdésre. Nyilvánvaló, hogy a csillagok nagyon távol vannak - messzebb vannak, mint a nap és a hold (műholdunk gyakran lefedi a csillagokat), és minden valószínűség szerint messzebb, mint az összes bolygó. De itt milyen messze?
Nicolaus Copernicus volt az első csillagász, aki gyakorlatilag átültette a témával kapcsolatos érvelést. Mint tudják, Kopernikusz elméletet épített, amely szerint a Napot a világ középpontjába helyezték, nem a Földet. Ez a feltevés segített leegyszerűsíteni a bolygómozgás elméletét, és megmagyarázta viselkedésük néhány furcsaságát is. Kopernikusz szerint a Föld is a Nap körül forgott - széles pályán, egyéves periódussal. Következésképpen, a csillagokat különböző szögekből kellett látni különböző évszakokban mondjuk tavasszal és ősszel, amikor a Föld a pályája ellentétes részein van.
Kopernikusz megpróbálta megtalálni ezeket az eltolásokat - csillagok parallaxisai néhány csillag magasságának megfigyelésével egész évben. De a csillagok nem mutattak elmozdulást. Nyilvánvalóan túl messze voltak ahhoz, hogy a parallaxisukat szabad szemmel látni lehessen.
Még a távcső feltalálása sem segített a csillagászoknak megoldani ezt a problémát. A parallaxisok olyan kicsik voltak, hogy meghatározásuk nehézségei sokszor nagyobbak voltak, mint a XVII-XVIII. Századi csillagászok képességei. Az első parallaxisokat csak körülbelül kétszáz évvel ezelőtt, a precíziós megfigyelési technikák megjelenése után sikerült megmérni. Kiderült, hogy a csillagok hihetetlenül távol vannak - sokszor távolabb, mint sokan nem a legoptimistább számításokat feltételezték. Gondoljunk csak bele - még a fény is, amely kevesebb, mint másfél másodperc alatt elrepül a Földről a Holdra az évek egy utazáson a csillagoktól a Földig! Ilyen nagy távolságokat elképzelni sem lehet!
De még a csillagok között is vannak olyanok, amelyek közelebb állnak hozzánk, mint a legtöbb, és vannak olyanok, amelyek távolabb vannak.
Vegyük például a csillagokat - a nyári égbolt fő rajzát. Két csillag a háromból Vegaés Altair- viszonylag közel vannak hozzánk. A Vegától a Földig a fény körülbelül 25 évet vesz igénybe. Ez 240 trillió kilométer távolságnak felel meg. Az Altair még közelebb van - ez a csillag a Naphoz legközelebb álló száz csillag egyike. A távolságot 17 fényévben mérik.
Vega, Altair és Deneb a nyári háromszög három csillaga, amelyek hasonló ragyogással rendelkeznek, de különböző távolságra vannak tőlünk. Minta: Stellarium
Ez teljesen más kérdés Deneb, a nyári háromszög leghalványabb csillaga, amely a bal felső sarkát alkotja. A Deneb távolsága olyan nagy, hogy nem mérhető a szokásos módon - a mérési hiba nagy. Az ilyen távoli űrobjektumok esetében a csillagászoknak speciális, közvetett módszereket kellett kidolgozniuk a távolságok meghatározására. Ezek a módszerek nem túl pontosak rövid távolságokon, de jól működnek több ezer fényév távolságban.
Kiderült, hogy Deneb távolsága 2750 fényév. Ez a csillag az 160 -szor távolabb tőlünk, mint Altair, és 110 -szer távolabb Vegától!
A Nap (sárga kör) és a kék szuperóriás csillag, Deneb összehasonlítása. Minta: Nagy Univerzum
Deneb egy nagyon szokatlan sztár. A helyére helyezett Vega és Altair szabad szemmel teljesen láthatatlanok lennének, és Deneb tökéletesen megfigyelhető, kevesebb mint kétszer olyan fényes, mint Altair. Nyilvánvaló, hogy Deneb fényereje nagyon magas. Valójában a Deneb teljesen fantasztikus fényerővel rendelkezik - mindössze 196 000 nap biztosítja ugyanazt a sugárzási fluxust, mint ez a kékesfehér csillag! Nézz a csillagos égre éjszaka: nem találsz rajta nagyobb fényerősségű csillagokat. A szabad szemmel látható csillagok egyike sem (talán Rigel kivételével) ragyog olyan intenzíven, mint Deneb.
Mindezek az elképesztő tények a csillagokról csak azért váltak ismertté, mert megtanultuk, hogyan határozzuk meg a távolságokat az űrben. A csillagászok azonban nem állnak meg itt: most az európai űrteleszkóp az űrben dolgozik. Gaia, amelynek célja példátlan pontossággal több mint egymilliárd csillag parallaxisának összegyűjtése. Néhány év múlva a Gaia adatai segítenek pontosabban kiszámítani a Deneb és a még távolabbi csillagok közötti távolságot. Ez lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy elkészítsék a galaxis első háromdimenziós térképét.
Hozzászólás megtekintése: 5 985
Sok csillag sokkal nagyobb, mint a Nap
Fénysugarak a csillagokból
Űrhajósok pályán
Lefekvés előtt nagyon szeretek nézni a csillagos ég szépségét. Úgy tűnik, hogy fent, az örök béke és nyugalom királysága van. Csak nyúlja ki a kezét, és a csillag a zsebében van. Őseink azt hitték, hogy a csillagok befolyásolhatják sorsunkat és jövőnket. De nem mindenki válaszol arra a kérdésre, hogy mi is ő. Próbáljuk meg kitalálni.
A csillagok a galaxisok fő "lakossága". Például közülük több mint 200 milliárd ragyog csak a galaxisunkban. Minden csillag egy hatalmas izzó izzó gázgolyó, mint a mi Napunk. A csillag azért ragyog, mert óriási energiát szabadít fel. Ezt az energiát nagyon magas hőmérsékleten nukleáris reakciók állítják elő.
Sok csillag sokkal nagyobb, mint a Nap. Földünk pedig porszem a Naphoz képest! Képzeld el, hogy a Nap egy futball -labda, és a Föld bolygónk ehhez képest kicsi, mint egy tűhegy! Miért látjuk a Napot ilyen kicsinek? Ez egyszerű - mert nagyon messze van tőlünk. És a csillagok nagyon kicsinek tűnnek, mert azok
sokkal -sokkal tovább. Például egy fénysugár repül a leggyorsabban a világon. Körül tud repülni az egész Földön, mielőtt még egy szem pislogni is jutna. Tehát a Nap olyan messze van, hogy a sugara hozzánk repül 8 percre. És a többi legközelebbi csillag sugarai 4 évig repülnek hozzánk! A legtávolabbi csillagok fénye évmilliók alatt száll a Földre! Most kiderül, milyen messze vannak tőlünk a csillagok.
De ha a csillagok napok, akkor miért ragyognak olyan halványan? Minél távolabb van a csillag, annál szélesebbek a sugarai, és a fény szétszóródik az égen. És ezeknek a sugaraknak csak egy kis része jut el hozzánk.
Bár a csillagok szétszórva vannak az égen, csak éjszaka látjuk őket, nappal pedig a levegőben szétszórt erős napfény hátterében nem láthatóak. A Föld bolygó felszínén élünk, és mintha a légtenger fenekén lennénk, amely állandóan izgatott és forrong, megtöri a fénysugarakat a csillagoktól. Emiatt úgy tűnik számunkra, hogy pislognak és remegnek. De a pályán keringő űrhajósok a csillagokat színes, villogó pontoknak látják.
Ezen égitestek világa nagyon változatos. Vannak óriási csillagok és szuperóriások. Például az Alfa csillag átmérője 200 000 -szer nagyobb, mint a Nap átmérője. Ennek a csillagnak a fénye 1200 év alatt megteszi a Földet. Ha lehetséges lenne repülővel repülni az óriás egyenlítője körül, 80 ezer évbe telne. Vannak törpecsillagok is, amelyek mérete jelentősen elmarad a Naptól, sőt a Földtől is. Az ilyen csillagok anyagát rendkívüli sűrűsége jellemzi. Így a Kuiper „fehér törpe” anyagának egy literje körülbelül 36 ezer tonnát nyom. Egy ilyen anyagból készült gyufa súlya körülbelül 6 tonna.
Nézz a csillagokra. És látni fogja, hogy nem mindegyik egyforma színű. A csillag színe a felületük hőmérsékletétől függ - több ezer és több tízezer fok között. A vörös csillagokat "hidegnek" tekintik. A hőmérsékletük "csak" 3-4 ezer fok körül mozog. A Nap felszínének sárga-zöld színű hőmérséklete eléri a 6 ezer fokot. A fehér és kékes csillagok a legmelegebbek, hőmérsékletük meghaladja a 10-12 ezer fokot.
Ez érdekes:
Néha lehet nézni, ahogy a csillagok lehullanak az égről. Azt mondják, ha hullócsillagot látunk, kívánnunk kell, és az biztosan valóra válik. De amit hullócsillagnak tekintünk, az csak a világűrből repülő kis kövek. Bolygónk felé repülve egy ilyen kő egy léghéjjal ütközik, és ugyanakkor annyira felforrósodik, hogy csillagként világít. Hamarosan a "csillag", mielőtt elérné a Földet, kiég és kialszik. Ezeket az "űrlényeket" meteoroknak nevezik. Ha a meteor egy darabja eléri a felszínt, akkor azt meteoritnak nevezik.
Az év egyes napjain a szokásosnál sokkal gyakrabban jelennek meg meteorok az égen. Ezt a jelenséget meteorzápornak hívják, vagy azt mondják, hogy "csillag eső".
Több mint hatezer fényévnyire van a Föld felszínétől egy gyorsan forgó neutroncsillag – a Black Widow pulzár. Van egy társa, egy barna törpe, amelyet erős sugárzásával folyamatosan feldolgoz. 9 óránként körözik egymást. Ha bolygónkról távcsövön keresztül figyeli őket, azt gondolhatja, hogy ez a halálos tánc nem érint téged, csak egy külső szemtanúja vagy ennek a "bűnnek". Azonban nem az. Az akció mindkét résztvevője magához vonz.
És te is húzod őket - billió kilométerekre, a gravitáció segítségével. A gravitáció a vonzerő bármely két tömegű tárgy között. Ez azt jelenti, hogy Világegyetemünk bármely tárgya vonz minden más tárgyat benne, és ugyanakkor vonzza is azt. Csillagok, fekete lyukak, emberek, okostelefonok, atomok - mindez állandó kölcsönhatásban van. Akkor miért nem érezzük ezt a vonzást több milliárd különböző irányból?
Csak két oka van - a tömeg és a távolság. A két tárgy közötti vonzási erő kiszámítására használható egyenletet először Isaac Newton fogalmazta meg 1687-ben. A gravitáció megértése azóta némileg fejlődött, de a legtöbb esetben Newton klasszikus gravitációs elmélete alkalmazható a gravitáció erejének számítására ma is.
Ez a képlet így néz ki - a két tárgy közötti vonzóerő megállapításához meg kell szorozni az egyik tömegét a másik tömegével, a kapott eredményt megszorozni a gravitációs állandóval, és mindezt el kell osztani a négyzetével az objektumok közötti távolság. Mint látjuk, minden nagyon egyszerű. Még kísérletezhetünk is egy kicsit. Ha megduplázza egy tárgy tömegét, a gravitációs erő megduplázódik. Ha kétszer távolítja el egymástól a tárgyakat, akkor a vonzóerő egynegyede lesz annak, ami korábban volt.
A gravitációs erő közte és a Föld között a bolygó középpontja felé húz, és ezt az erőt súlyának érzed. Ez az érték 800 Newton, ha tengerszinten áll. De ha elmész a Holt -tengerhez, akkor az kis százalék százalékkal megnő. Ha egy bravúrt hajt végre, és felmászik az Everest tetejére, az érték csökkenni fog - ismét rendkívül jelentéktelenül.
A Föld gravitációs ereje a körülbelül 400 kilométeres magasságban található ISS -re hat, majdnem ugyanolyan erővel, mint a bolygó felszínén. Ha ezt az állomást egy hatalmas, álló oszlopra állítanák fel, aminek az alapja a Földön állna, akkor a rá ható gravitációs erő körülbelül 90%-a annak, amit érzünk. Az űrhajósok nulla gravitációban vannak azon egyszerű oknál fogva, hogy az ISS folyamatosan esik a bolygónkra. Szerencsére az állomás olyan sebességgel halad, amely lehetővé teszi, hogy elkerülje a Földdel való ütközést.
Tovább repülünk - a Holdra. Ez már 400 000 kilométerre van otthonról. A Föld gravitációja itt csak az eredeti 0,03% -a. De a műholdunk gravitációja teljesen érezhető, ami hatszor kevesebb, mint amit megszoktunk. Ha úgy döntesz, hogy még tovább repülsz, a Föld gravitációja le fog esni, de soha nem fogsz tudni teljesen megszabadulni tőle.
Amikor bolygónk felszínén tartózkodik, sokféle tárgy vonzását érzi - mind nagyon távoli, mind közvetlen közelében. A nap például fél newton erejével magához húz. Ha több méter távolságra van okostelefonjától, akkor nem csak a kapott üzenetek ellenőrzésének vágya vonzza, hanem több piconewton ereje is. Ez nagyjából megegyezik a gravitációs erővel, amely közted és a 2,5 millió fényévnyire lévő Androméda-galaxis között húzódik, és tömege több billiószorosa a Napnak.
Ha teljesen meg akarsz szabadulni a gravitációtól, bevethetsz egy nagyon trükkös trükköt. A környező tömegek folyamatosan maguk felé húznak minket, de hogyan fognak viselkedni, ha egy nagyon mély gödröt ásunk közvetlenül a bolygó közepéig, és lemegyek oda, valahogy elkerülve az összes veszélyt, amely ezen a hosszú úton előfordulhat? Ha azt képzeljük, hogy egy ideálisan gömb alakú Föld belsejében van egy üreg, akkor a falaihoz való vonzóerő minden oldalról azonos lesz. És a tested hirtelen súlytalanságban, felfüggesztett állapotban találja magát - pontosan ennek az üregnek a közepén. Tehát lehet, hogy nem érzi a Föld gravitációját - de ehhez pontosan benne kell lennie. Ezek a fizika törvényei, és semmit sem lehet tenni ellenük.
A csillagászatban a távolság meghatározása általában attól függ, hogy milyen messze van az égitest. Bizonyos módszerek csak viszonylag közeli tárgyakhoz használhatók, például velünk szomszédos bolygókhoz. Mások távolabbiak, például csillagok vagy akár galaxisok számára. Ezek a módszerek azonban általában kevésbé pontosak.
Hogyan lehet meghatározni a távolságot az űrben lévő tárgytól
A szomszédos bolygók távolságának meghatározására szolgáló módszer
A Naprendszerben ez viszonylag egyszerű: a bolygók mozgását itt a Kepler -törvények szerint számítják ki, a közeli bolygók és aszteroidák távolságát pedig radarmérésekkel lehet kiszámítani. Nagyon könnyű így beállítani a távolságot.
A Kepler-törvények a Naprendszeren belül működnek
Hogyan mérik a csillagok távolságát
A hozzánk viszonylag közel lévő csillagok esetében meghatározható az úgynevezett parallaxis. Ebben az esetben meg kell figyelni, hogyan változik a csillag helyzete a Föld csillagunk körüli forradalma következtében a tőlünk jóval távolabbi csillagokhoz képest. A mérés pontosságától függően meglehetősen pontos és közvetlen távolságmeghatározás lehetséges.
A csillagok parallaxisától való távolság kiszámítása
Ha ez nem felel meg, megpróbálhatja meghatározni a csillag típusát a spektrumból, hogy következtetést vonjon le a valódi fényességtől való távolságra. Ez már egy közvetett módszer, mivel bizonyos feltételezéseket kell tenni a csillaggal kapcsolatban.
Távolságok mérése a csillagok spektrumától
Ha ezt a módszert lehetetlen alkalmazni, akkor a tudósok megpróbálnak boldogulni a "távolság skálával". Ugyanakkor csillagokat keresnek, amelyek fényességét pontosan tudjuk a galaxisunk megfigyeléseiből. Az ilyen tárgyakat "standard gyertyáknak" nevezik. Ezek például a cefeida csillagok, amelyek fényereje rendszeresen változik. Az elmélet szerint ezeknek a változásoknak a sebessége a csillag maximális fényességétől függ.
Cefeida távolságok kiszámítása
Ha ilyen cefeidákat találunk egy másik galaxisban, és megfigyelhetjük, hogyan változik egy csillag fényessége, akkor meghatározzuk a maximális fényességét, majd a tőlünk való távolságát. A szokásos gyertya másik példája a szupernóva robbanás egy bizonyos típusa, amely a csillagászok szerint mindig ugyanolyan maximális fényerővel rendelkezik.
A szokásos gyertya szupernóva robbanás lehet
Azonban még ennek a módszernek is vannak korlátai. Ezután a csillagászok a vöröseltolódást használják a galaxisok spektrumában.
A galaxisból kiáramló fény hullámhosszának növelése vörös színűvé teszi a spektrumot, az úgynevezett vöröseltolódást.
Ebből kiindulva kiszámítható a galaxis eltávolításának sebessége, amely a Hubble törvény szerint közvetlenül összefügg a galaxis Földtől való távolságával.
