Как измеряют расстояние к звездам?

1

Зачем это вообще нужно?

Прежде всего, это важно для изучения свойств звезды. Зная расстояние к звезде, легко можно определить ее светимость.

Таким образом стало ясно, например, что Солнце является не особо-то и ярким объектом в нашей галактике, уступая ярчайшей звезде ночного неба, Сириусу, в 22 раза, а второй по яркости, Канопусу, - аж в 14 тысяч раз!

2

Как это сделать?

Существует много различных способов, и нет одного универсального.

Близким звездам хорошо подходят одни методы, дальним — совсем другие. Мы рассмотрим некоторые из них.

3

Параллаксы

Самый простой и наглядный метод - метод измерения параллакса звезды. Ничего сложного в этом нет. Если поднести карандаш на уровень своих глаз и посмотреть на него сначала одним глазом, а затем другим, то нетрудно заметить, что карандаш сместился относительно более дальних предметов. Это перемещение и будет называться параллаксом. Со звездами все работает так же, но для точного результата расстояние между точками наблюдения, базис, приходится брать больше.

В случае с орбитальными телескопами, потратив несколько месяцев на ожидание, мы можем получить базис размером с диаметр Земной орбиты!

4

«Стандартные свечи» Вселенной

Ни для кого не секрет, что звезды, бывает, взрываются, высвобождая огромное количество энергии. Тогда такую звезду называют сверхновой. Интерес вызывают сверхновые типа Ia, являющиеся результатом взрыва белого карлика — «остаток» звезды, закончившей свой нормальный жизненный цикл. Интересны они тем, что мощность их взрывов почти не отличается, следовательно истинная светимость также. Тогда, зная мощность взрыва, остается измерить видимый блеск сверхновой, наблюдаемый с Земли. Сравнив эти два значения, мы и узнаем требуемое нам расстояние.

Неудобно лишь одно: никогда не знаешь откуда ждать вспышки, поэтому и неизвестно, расстояние к какой сверхновой, а следовательно и галактике, мы получим.

5

Красные смещения

Самый “дальнобойный” способ. Измеряя красные смещения, можно определить расстояния до самых дальних уголков Вселенной.

Все мы знаем обычный спектр солнечного света, который выглядит как обыкновенная радуга: цвета идут от красного к синему. У каждого химического элемента есть свой спектр излучения в виде таких линий. И для каждого из них записано расположение этих линий. Измеряя спектры различных звезд, где присутствуют самые разные элементы, удается увидеть, что их линии как бы сдвигаются к красной стороне спектра. То есть длина волны увеличивается, а это влечет за собой снижение энергии. Поэтому способ и назван «красным смещением».

 

Эдвину Хабблу, в честь которого назван известный космический телескоп, удалось из этого сложить общую картину и показать, сопоставив спектры галактик с расстояниями до них, что скорость удаления галактики пропорциональна расстоянию до нее.

Образование космологического красного смещения можно представить так: рассмотрим свет — электромагнитную волну, идущую от далёкой галактики. В то время как свет летит через космос, пространство расширяется. Вместе с ним расширяется и волна. Соответственно, изменяется и длина волны. Если за время полёта света пространство расширилось в два раза, то и длина волны увеличивается в два раза.

Тот же Хаббл благодаря красному смещению доказал расширение Вселенной. Поэтому чем больше человечество ждет с межзвездными перелетами, тем дальше придется лететь в будущем.