Что измеряют с помощью астрономических единиц


19-го декабря 2014 года была запущена «Гея» — спутник следующего поколения, который до 2020 года должен измерить высокоточные параллаксы примерно миллиарда звезд с точностью в 10 микросекунд дуги, то есть в 100 раз лучшей. Это диаметр волоса, видимый с расстояния около 2-х тысяч километров. Современная астрономия стимулирует развитие технических средств для очень точного измерения величин на небесной сфере — в том числе угловых. Но это почти предельная точность. Луч света от далекой звезды, проходя мимо других звезд, изменяет направление в соответствии с общей теорией относительности.

Мы с нетерпением ожидаем появления данных с «Геи». Однако даже такая точность измерений не позволяет нам определять расстояния до других галактик, тем более очень далеких. Приходится изобретать новые методы. Наиболее широкое распространение получил метод «стандартной свечи». Если у вас есть лампочка накаливания мощностью 100 ватт, освещенность, которую она создает с расстояния один метр, в четыре раза больше освещенности, создаваемой с расстояния два метра. Освещенность падает обратно пропорционально квадрату расстояния.


Звезды можно считать такими же лампочками. Две звезды одинакового размера и температуры должны излучать одинаковую энергию. Если нам известна эта энергия, то звезды подобного типа можно использовать для определения расстояний. Узнать полное энерговыделение звезды, или светимость, можно с помощью звезд, до которых известны расстояния, измеренные с помощью высокоточных тригонометрических параллаксов. Этот процесс называется калибровкой. Хотя любая звезда может быть «стандартной свечой», астрономам удобнее использовать звезды, которые чем-то выделяются среди других. Такими являются пульсирующие переменные звезды, или цефеиды.

Цефеида — это гигантский пульсирующий шар. Физики знают, что период собственных колебаний газового шара связан с его средней плотностью. Чем меньше плотность, тем больше период колебаний. Количество света, которое мы получаем от колеблющейся звезды, меняется строго периодично. Такие звезды легко распознать в других галактиках на фоне звезд постоянного блеска. Найдя цефеиду, период пульсаций которой равен 10 суткам, мы можем сравнить ее известное энерговыделение с видимым блеском и оценить расстояние до нее, а следовательно, до галактики.


Есть еще более яркие «стандартные свечи» — некоторые типы сверхновых звезд. Сверхновые представляют собой конечный результат эволюции массивных звезд или слияния белых карликов. Взрыв сверхновой на протяжении нескольких дней выделяет столько энергии, сколько Солнце выделит за всю свою жизнь — 10 миллиардов лет. Такие звезды светят почти как целая галактика и видны на самых границах нашей видимой Вселенной. Сравнив их известное энерговыделение с видимым блеском, мы определяем расстояние.

Поскольку это самые яркие объекты во Вселенной, изучение сверхновых звезд дает возможность изучать структуру Вселенной на больших масштабах и ее временную эволюцию. Одному из типов сверхновых звезд — взрывающимся белым карликам — удалось обнаружить новый темную энергию, за которую в 2011 году трое астрофизиков получили Нобелевскую премию.

Источник: postnauka.ru

Астрономическая единица (а. е. ) — исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии, в Системе постоянных IERS 1992 равная 149 597 870,610 км. Астрономическая единица приблизительно равна среднему расстоянию между центрами масс Земли и Солнца. В точности, астрономическая единица равна радиусу круговой орбиты, период обращения по которой, при пренебрежении всеми телами Солнечной системы кроме Солнца, был бы точно равен периоду обращения Земли. Большая полуось орбиты Земли равна 1,000000036406 а. е.
Применяется в основном для измерения расстояний между объектами Солнечной системы, внесолнечных систем, а также между компонентами двойных звёзд.


Со времён появления гелиоцентрической системы, а особенно кеплеровской небесной механики, относительные расстояния в Солнечной системе (исключая слишком близкую Луну) стали известны с хорошей точностью. Поскольку Солнце является центральным телом системы, а обращающаяся по почти круговой обрите Земля — местоположением наблюдателей, естественно было принять радиус этой орбиты за единицу изменения. Однако, не существовало способа надёжно измерить величину этой единицы, то есть сравнить её с земными масштабами. Солнце находится слишком далеко, чтобы с Земли надёжно измерить параллакс. Расстояние до Луны было известно, но исходя из известных в XVII веке данных оценить отношение расстояний до Солнца и Луны не удавалось — наблюдение за Луной не даёт требуемой точности, а отношение масс Земли и Солнца также не было известно.

В 1672 году Джованни Кассини совместно со своим сотрудником Жаном Рише измерили параллакс Марса. Поскольку параметры орбиты Земли и Марса были измерены с высокой точностью, появилась возможность определить величину астрономической единицы — в современных единицах 146 млн км.

Впоследствии проводились уточнённые измерения астрономической единицы при помощи прохождений Венеры по солнечному диску. Сближение астероида Эрос с Землёй в 1901 и измерения его параллакса позволили получить ещё более точную оценку.

Источник: otvet.mail.ru

Чему равна астрономическая единица


Точное значение астрономической единицы было установлено на 28-ой Генеральной ассамблее Международного астрономического союза в Пекине, в сентябре 2012 года. Отныне астрономическая единица равна 149 597 870 700 метрам или в километрах: 149 597 870,7. Свет от Солнца проходит это расстояние чуть более чем за 499 секунд.

Значение астрономической единицы менялось по мере совершенствования техники астрономических измерений.
Международная служба вращения Земли (IERS) в 2003 году определила астрономическую единицу равной 149 597 870 691 метру.
В более ранних источниках можно встретить другие значения, например во многих учебниках астрономическая единица равна 149597868 км.
Первая численная оценка астрономической единицы была сделана в 1672 году на основе измерений, проведённых Джованни Кассини и его сотрудником Жаном Рише — в их вычислениях асрономическая единица получилась равной примерно 140 млн км.

Астрономическая единица часто округляется до 150 миллионов километров. Это вполне оправданно, когда она используется просто для сравнительной оценки расстояний в Солнечной системе.
Например, радиус орбиты Нептуна в 30 а. е. и границы Облака Оорта в 50-100 тысяч а. е., дают хорошее представление о расстояниях внутри Солнечной системы.
А расстояние до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра, равное примерно 270 000 астрономических единиц, даёт правильное представление о трудностях межзвёздных путешествий…

Источник: kosmoved.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.