Расстояния до планет Солнечной системы были определены в XVII в. путем измерения т.н. горизонтального параллакса.
Это угол между направлением на небесный объект (лежащий на горизонте) с какой-либо точки земной поверхности и прямой, направленной из центра Земли.
Суть измерения заключается в применении известного по географии метода триангуляции. Так для определения, например, ширины какого-то отрезка реки сначала размечают базис (отрезок местности заведомо известной длины) на одной ее стороне. Затем выбирают на противоположном берегу реки цель для визирования (например, дерево), и наблюдают его с каждого конца базиса. Далее определяют углы между направлениями на цель и линией базиса. После указанных измерений с воображаемым треугольником, в котором известна одна сторона и два прилежащих к ней угла, определяют неизвестное расстояние:
Годовой параллакс
Расстояния к близким звездам определяют с помощью измерения их годового параллакса:
Диаметр Земли слишком мал, что бы обеспечить базис при измерении такого параллакса и расстояний даже до ближайших звезд. Поэтому астрономы используют в качестве базиса большую полуось орбиты Земли, она же является средним расстоянием от Земли до Солнца, равную 149 597 870,7 км. Данное расстояние в астрономии получило название астрономической единицы.
Астрономическая единица (а.е.) = 149 597 870,7 км
Наблюдая одну и ту же звезду с интервалом в полгода, определяют смещение звезды (его называют параллаксом) на фоне далеких «неподвижных» звезд. Далее действуют так же, как в случае измерения расстояний методом горизонтального параллакса.
Итак, годичный параллакс – угол, под которым со звезды было бы видно большую полуось земной орбиты. Расстояние же до звезды составит:
Годовые параллаксы даже ближайших звезд очень малы – десятые доли секунды дуги. Это позволяет вместо синусов углов в формульное выражение подставлять значение самих углов, представляя их в радианах.
Принимая во внимание, что астрономические расстояния крайне велики астрономами, в дополнение к уже упомянутой астрономической единице (а.е.), были введены новые меры расстояний – парсек (пк) и световой год (св. год)
1 пк = 206265 а.е. = 3,086·10 16 м
Световой год равен расстоянию, которое свет преодолевает за один год.
1 св. год = 9,46·10 15 м.
1 св. год ≈ 63240 а.е. ≈ 0,3066 пк
Тогда формулу, которая будет представлять расстояние до звезды в парсеках,
можем записать так:
Из данного выражения видно, что парсек – это расстояние, с которого большая полуось земной орбиты видна под углом 1" (одна секунда). Ни одна звезда в окрестности Солнца не лежит на таком расстоянии – годовые параллаксы всех известных звезд меньше одной секунды дуги.
Расстояния до звезд
Первое успешное измерение расстояния до звезды выполнил 1838 немецкий ученый Фридрих Бессель (1784-1846).
Он измерил параллакс двойной звезды 61 Лебедя. Ее смещение на небесной сфере составило 0,293 (секунды дуги), а расстояние до звезды – 11,1 св. л. или 3,4 пк.
Наибольший параллакс (0,763) имеет звезда α Кентавра. Она является ближайшей к Солнечной системе. На самом деле альфа Кентавра является системой из трех звезд. Две звезды находятся близко друг от друга, а третья – тусклый карлик – на 0,1 светового года ближе к Солнцу, чем два его крупных компаньона. Поэтому звезду назвали Проксима (с лат. Proxima – ближайшая)
Кентавра.
Метод годового параллакса можно применить только к звездам, лежащим относительно близко к Земле. Чем дальше от нас звезда, тем меньше ее параллакс. Для большинства звезд мы не наблюдаем видимого смещения на небесной сфере – они лежат очень далеко. Для них в астрономии разработаны другие методы определения расстояний.
Научная статья по астрономии на заказ от проверенных экспертов по низкой цене!
Комментарии