Годичный параллакс. Годичный звёздный параллaкc.
Годичный параллакс. Годичный звёздный параллaкc.
Гoдичный параллaкс звезды - это изменение координaт звезды, вызванное измeнением полoжения наблюдателя из-за обращeния земли вoкруг солнца. Является доказaтельством движения зeмли вокруг солнца и основным мeтoдом измeрения расстояний до звeзд. Величина годичнoго параллaкcа данной звезды равна yглу, под котоpым бoльшая полуось земнoй орбиты видна с pаcстояния этой звезды. Ввиду огромныx рaсcтояний до звёзд годичные паpaллаксы дaжe у ближaйших из них не превосходят доли секунды дyги.
Оcновные положения.
Ввиду обращeния земли вокруг солнца положeния звезд нa небе дoлжны испытывать параллактическoе cмещение. Bидимая формa траектории звезды на нeбe имеет формy эллипса, большая полуось котоpого паpаллельна эклиптике.
Eсли звезда наблюдaется вблизи эклиптики, то максимaльный параллaктический угол, т. е. yгол, образованный звездой, землёй и сoлнцем, наxодитcя из cоотношения.
sin p = a/r, где a - расcтояние мeжду зeмлёй и солнцем, r - расстояние от солнца до звезды. Лишь в том случае, если звезда наблюдается вблизи полюса эклиптики, то пaрaллактический угол вычисляeтся по формуле.
tan p = a/r.
Пoскольку гoдичные параллаксы звезд чрeзвычайно малы, cинус и тангенс углa p рaвны значeнию сaмого этого yгла, выраженнoго в радианах. Поэтому в любом случае параллакc пропopциoнален расстоянию от земли до солнца (одна астрономическая единица) и обратно пропoрционален раcстоянию до звезды. Внимание! Только в том случае, если расстояние дo звезд измерять в парсеках, а yглы - в секундaх дуги, то связь между пaраллaксом и расстоянием выражается фoрмулой.
p=1/r (1? 1/206 265 радиан, 1 пк? 206 265 а. е. . tаким обpазoм, при параллаксе в 1" pаcстояние до звезды paвно одному парсеку.
На прaктике при измерении звёздных параллаксов обычно определяют положение звeзды относительно других, cущeственно болеe слабых звезд, котоpые предполагаютcя гoраздо более удалёнными, чем исследуемая звезда (дифференциальный метод измepeния годичных параллаксов.
Помимо годичного параллаксa, в настоящее время существуют и другие методы oпрeделения расстояния до звёзд, но в конечном итоге все они требуют калибровки с помощью пaраллактического метода.
В чем измеряется параллакс?
Величина параллакса равна углу, под которым со звезды видна большая полуось земной орбиты (перпендикулярная лучу зрения). ... Расстояние до объекта, годичный параллакс которого равен 1 угловой секунде, называется парсек (1 парсек = 3,085678·1016 м).
Что такое параллакс в астрономии?
Параллакс (в астрономии) Параллакс (параллактическое смещение) в астрономии, видимое перемещение светил на небесной сфере, обусловленное перемещением наблюдателя в пространстве вследствие вращения Земли (суточный П.), обращения Земли вокруг Солнца (годичный П.) и движения Солнечной системы в Галактике (вековой П.).
Галактика. Галактики
Галактикой называют крупные формирования звезд, газа, пыли, которые удерживаются вместе силой гравитации. Эти крупнейшие соединения во Вселенной могут различаться формой и размерами. Большая часть космических объектов входит в состав определенной галактики. Это звезды, планеты, спутники, туманности, черные дыры и астероиды. Некоторые из галактик обладают большим количеством невидимой темной энергии. Из-за того, что галактики разделяет пустое космическое пространство, их образно называют оазисами в космической пустыне. В этом разделе космического портала Kvant.Space публикуются статьи о галактиках и их составляющих.
Таблица характеристик основных видов галактик
| Эллиптическая галактика | Спиральная галактика | Неправильная галактика | |
|---|---|---|---|
| Сфероидальный компонент | Галактика целиком | Есть | Очень слаб |
| Звёздный диск | Нет или слабо выражен | Основной компонент | Основной компонент |
| Газопылевой диск | Нет | Есть | Есть |
| Спиральные ветви | Нет или только вблизи ядра | Есть | Нет |
| Активные ядра | Встречаются | Встречаются | Нет |
| Процент от общего числа галактик | 20% | 55% | 5% |
Наша галактика
Ближайшая к нам звезда Солнце относится к миллиарду звезд в галактике Млечный путь. Посмотрев на ночное звездное небо, тяжело не заметить широкую полосу, усыпанную звездами. Скопление этих звезд древние греки назвали Галактикой.
Если бы у нас была возможность посмотреть на эту звездную систему со стороны, мы бы заметили сплюснутый шар, в котором насчитывается свыше 150 млрд. звезд. Наша галактика имеет такие размеры, которые тяжело представить в своем воображении. Луч света путешествует с одной ее стороны на другую сотню тысяч земных лет! Центр нашей Галактики занимает ядро, от которого отходят огромные спиральные ветви, заполненные звездами. Расстояние от Солнца до ядра Галактики составляет 30 тысяч световых лет. Солнечная система расположена на окраине Млечного пути.
Звезды в Галактике несмотря на огромное скопление космических тел встречаются редко. Например, расстояние между ближайшими звездами в десятки миллионов раз превышает их диаметры. Нельзя сказать, что звезды разбросаны во Вселенной хаотично. Их местоположение зависит от сил гравитации, которые удерживают небесное тело в определенной плоскости. Звездные системы со своими гравитационными полями и называют галактиками. Кроме звезд, в состав галактики входит газ и межзвездная пыль.
Состав галактик.
Вселенную составляет также множество других галактик. Наиболее приближенные к нам отдалены на расстояние 150 тыс. световых лет. Их можно увидеть на небе южного полушария в виде маленьких туманных пятнышек. Их впервые описал участник Магеллановой экспедиции вокруг мира Пигафетт. В науку они вошли под названием Большого и Малого Магеллановых Облаков.
Ближе всего к нам расположена галактика под названием Туманность Андромеды. Она имеет очень большие размеры, поэтому видна с Земли в обычный бинокль, а в ясную погоду – даже невооруженным глазом.
Само строение галактики напоминает гигантскую выпуклую в пространстве спираль. На одном из спиральных рукавов за ¾ расстояния от центра находится Солнечная система. Все в галактике кружится вокруг центрального ядра и подчиняется силе его гравитации. В 1962 году астрономом Эдвином Хабблом была проведена классификация галактик в зависимости от их формы. Все галактики ученый разделил на эллиптические, спиральные, неправильные и галактики с перемычкой.
В части Вселенной, доступной для астрономических исследований, расположены миллиарды галактик. В совокупности их астрономы называют Метагалактикой.
Галактики Вселенной
Галактики представлены крупными группировками звезд, газа, пыли, удерживаемых вместе гравитацией. Они могут существенно отличаться по форме и размерам. Большинство космических объектов относятся к какой-либо галактике. Это черные дыры, астероиды, звезды со спутниками и планетами, туманности, нейтронные спутники.
Большинство галактик Вселенной включают огромное количество невидимой темной энергии. Так как пространство между различными галактиками считается пустотным, то их нередко называют оазисами в пустоте космоса. Например, звезда по имени Солнце – одни из миллиардов звезд в галактике «Млечный Путь», находящейся в нашей Вселенной. В ¾ расстояния от центра данной спирали находится Солнечная система. В этой галактике все беспрерывно движется вокруг центрального ядра, которое подчиняется его гравитации. Однако и ядро тоже движется вместе с галактикой. При этом все галактики двигаются на сверхскоростях. Астроном Эдвин Хаббл в 1962 году провел логическую классификацию галактик Вселенной с учетом их формы. Сейчас галактики разделяются на 4 основные группы: эллиптические, спиральные, галактики с баром (перемычкой) и неправильные. Какая самая большая галактика в нашей Вселенной?Наиболее крупной галактикой во Вселенной является линзовидная галактика сверхгиганских размеров, находящаяся в скоплении Abell 2029.
Видео Годичный параллакс. Часть 1: определение
Горизонтальный параллакс. История
Суточным (геоцентрическим) параллаксом называется угол, под которым виден земной радиус с определенного небесного тела. Кроме того, выделяют понятие горизонтального параллакса. Горизонтальным параллаксом называется угол, под которым виден экваториальный радиус Земли из центра определенного небесного тела при нахождении последнего на истинном горизонте (истинный горизонт — мысленно воображаемый большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии в точке наблюдения). Различия понятий суточного и горизонтального параллакса связаны с несферичностью Земли (так полярный радиус Земли короче экваториального радиуса на 21 км).
Суточный параллакс сыграл очень важную роль в истории астрономии, как наиболее простой и достоверный способ определения расстояния до объектов Солнечной Системы. Фактически этот метод являлся единственным геометрическим методом измерения расстояний в Солнечной Системе вплоть до радиолокации, лазерной локации и методов радиоинтерференции сигналов межпланетных станций. Базой суточного параллакса является земной радиус. Самым большим суточный параллакс является у Луны (57 угловых минут) и у Солнца (9 угловых минут). У всех планет Солнечной Системы суточный параллакс подвержен регулярным изменениям и значительно меньше угловой минуты (у Венеры 0.1-0.6 угловых минут, у Марса 0.1-0.4 угловых минут, у Юпитера и Сатурна меньше 0.1 угловой минуты, а у Урана и Нептуна меньше одной угловой секунды).
Первыми параллакс Луны и Солнца определили древнегреческие астрономы на основе наблюдений лунных затмений, которые позволяли определять параллакс Луны из одного и того же места. Так древнегреческий астроном Гиппарх Никейский (180-125 годы до нашей эры) в 129 году до нашей эры оценил параллакс Солнца в 7 угловых минут (максимальная величина угла, который неразличим невооруженным глазом). Похожие расчеты выполнил до него другой древнегреческий астроном Аристарх Самосский (310-230 годы до нашей эры).
С другой стороны, александрийский астроном Клавдий Птолемей (100-170 годы нашей эры) полагал, что расстояние до Луны зависит от её фаз. Это говорит о больших разногласиях среди астрономов Древнего мира по поводу оценок параллаксов Луны и Солнца. Позже ошибка Птолемея о зависимости размера параллакса Луны от её фаз стала одним из основных объектом критики птолемевской системы мира. Так юный Николай Коперник (1473-1543 годы нашей эры) во время учебы в Италии проводил измерения параллакса Луны вместе со своим учителем Новарой. Наблюдения положения Луны во время затмения яркой звезды Альдебаран из Болоньи 9 марта 1497 года показали, что параллакс Луны не зависит от её фазы. В последующие века началось широкое использование одновременных наблюдений из северного и южного полушария для точного измерения параллаксов Луны, Солнца и Марса. К примеру, в 18 веке такие наблюдения осуществлялись в обсерватории мыса Доброй Надежды в южной части Африки и Берлинской обсерватории.
Парсек. Что такое парсек
«Недалеко, парсеков сто!», – так один из персонажей мультфильма «Тайна третьей планеты» обозначил расстояние от Луны до планеты, куда он советует отправиться профессору Селезневу и его спутникам. Насколько же далеко предстояло лететь героям?
Расстояние между космическими объектами не сопоставимы с земными, и можно было бы «утонуть в нулях», измеряя их в километрах. Потому и потребовались астрономам специальные единицы измерения расстояний, и одна из них – парсек.
Что означает это слово
Слово «парсек» – это, составленное из двух слов: параллакс и.Секунда в данном контексте – это нене времени, а угла. Как известно, углы измеряются в градусах, каждый из которых делится на 60 частей, именуемых, а каждаяподразделяется на 60 секунд.Параллакс – это смещение объекта относительно фона, определяемой положением наблюдателя. Астрономы имеют дело с тремя видами параллакса – суточным, годичным и вековым. Применительно к парсеку интерес представляет именно годичный.Определяя годичный параллакс той или иной звезды, астрономы вычисляют, каково расстояние от Земли до нее. Для этого нужно построить воображаемый прямоугольный треугольник. Гипотенузой в нем будет расстояние от этой звезды до Солнца, а одним из катетов – большая полуось орбиты Земли. Размер угла в этом треугольнике, соответствующего звезде – это и есть годичный параллакс.Расстояние до звезды, при котором размер этого угла составляет одну секунду, называется парсеком. Международноеэтой единицы – pc, а в русскоязычнойего обозначают как пк.
Чему равен парсек
Когда говорят о больших расстояниях в космических масштабах, часто измеряют их в. Эта единица измерения соответствует расстоянию, которое световой луч пройдет за год, и равняется она 9 460 730 472 580,8 км. Внушительная величина, но парсек еще больше!Парсек – это 3,2616 светового года,, это 30,8568 трлн км. Именно этой единицей измерения, а вовсе не световым годом обычно пользуются профессиональные астрономы. Расстояние в световых годах чаще указывают в научно-популярных публикациях или фантастических романах и фильмах.Но даже такой единицы измерения оказалось недостаточно для нужд исследования космоса. Пришлось ввести единицы, равныеи миллиону парсеков – килопарсек (кпк) и мегапарсек (Мпк).Таким образом, расстояние, которое предложили преодолеть героям «Тайны третьей планеты», оказывается весьма внушительным. 100 пк – это больше 326 световых лет! Впрочем, современная астрономия знает и более значительные расстояния. Например, расстояние до скопления Девы – ближайшего к Земле скопления галактик – составляет 18 Мпк.
Светимость
Светимость — название ряда физических величин .
В фотометрии светимость — это световая величина , представляющая собой световой поток излучения, испускаемого с малого участка светящейся поверхности единичной площади . Она равна отношению светового потока, исходящего от рассматриваемого малого участка поверхности, к площади этого участка:
где dΦv — световой поток, испускаемый участком поверхности площадью d S . Светимость в Международной системе единиц (СИ) измеряется в лм /м². 1 лм/м² — это светимость поверхности площадью 1 м2, излучающей световой поток, равный 1 лм.
Аналогом светимости в системе энергетических фотометрических величин является энергетическая светимость (излучательность). Её определение аналогично определению светимости, но вместо светового потока Φvиспользуется поток излучения Фe. Единица энергетической светимости в СИ — Вт /м².
Светимость в астрономии — полная энергия , излучаемая астрономическим объектом ( планетой , звездой , галактикой и т. п.) в единицу времени . Измеряется в абсолютных единицах ( СИ — Вт ; СГС — эрг /с) либо в единицах светимости Солнца ( L ☉ = 3,86⋅1033 эрг /с = 3,86⋅1026Вт).
Светимость астрономического объекта не зависит от расстояния до объекта, от него зависит только видимая звёздная величина . Светимость — одна из важнейших звёздных характеристик, позволяющая сравнивать между собой различные типы звёзд на диаграммах «спектр — светимость» , «масса — светимость». Светимость звезд главной последовательности можно приближенно рассчитать по формуле:
Светимость самых ярких звёзд в миллионы раз превышает светимость Солнца.
В экспериментальной физике элементарных частиц светимостью называют параметр ускорителя , характеризующий интенсивность столкновения частиц пучка с частицами фиксированной мишени (интенсивность столкновения частиц двух встречных пучков в случае коллайдеров ). Светимость L измеряется в см−2·с−1. При умножении сечения реакции на светимость получается средняя частота протекания этого процесса на данном коллайдере N˙process=L⋅σprocess{\displaystyle {\dot {N}}_{\text{process}}=L\cdot \sigma _{\text{process}}}
.
Светимость Большого адронного коллайдера во время первых недель работы пробега была не более 1029частиц/см²·с, но она продолжает постоянно повышаться. Целью является достижение номинальной светимости в 1,7⋅1034частиц/см²·с, что по порядку величины соответствует светимостям BaBar ( SLAC , США) и Belle ( KEK , Япония ). Коллайдеру KEKB принадлежит мировой рекорд светимости для ускорителей с встречными пучками — 2,11⋅1034см−2·с−1.
Как найти расстояние до звезды через параллакс?
Расстояние D до звезды в парсеках обратно величине ее годичного параллакса р, выраженного в секундах дуги: Например, если параллакс ближайшей звезды 0",75=(4/3) секунды дуги, то расстояние до нее составляет (4/3) парсека. 1 парсек = 3,26 светового года = 206 265 астрономических единиц = 3*10^13 км.