Расстояния до звезд
Как далеки от нас звезды?
Сколько бы мы ни вглядывались в небо темной ночью, простые наблюдения не дадут нам ответа на этот вопрос. Очевидно, что звезды очень далеки — они дальше солнца и луны (наш спутник частенько покрывает собой звезды), и, по всей вероятности, дальше всех планет. Но вот насколько далеко?
Николай Коперник был первым астрономом, который перевел рассуждения на эту тему в практическую плоскость. Как известно, Коперник построил теорию, согласно которой в центр мира помещалось Солнце, а не Земля. Это допущение помогло упростить теорию движения планет, а также объяснило некоторые странности в их поведении. Согласно Копернику Земля также вращалась вокруг Солнца — по широкой орбите с периодом в один год. Как следствие, звезды должны были видеться под разным углом в разные сезоны, скажем, весной и осенью, когда Земля находится на противоположных участках своей орбиты.
Коперник пытался найти эти смещения — параллаксы звезд, наблюдая за высотой нескольких избранных звезд на протяжении года. Но звезды не показывали никаких смещений. Очевидно, они находились слишком далеко для того, чтобы их параллаксы можно было заметить невооруженным глазом.
Даже изобретение телескопа не помогло астрономам решить этот вопрос. Параллаксы были настолько малы, что трудности при их определении многократно превышали возможности астрономов XVII-XVIII веков. Первые параллаксы были успешно измерены лишь около двухсот лет назад, после возникновения прецизионной техники наблюдений. Оказалось, что звезды находятся невероятно далеко — в несколько раз дальше, чем предполагали многие не самые оптимистические расчеты. Только вдумайтесь — даже свет, способный долететь от Земли до Луны менее чем за полторы секунды, тратит годы на путешествие от звезд к Земле! Столь большие расстояния невозможно себе даже представить!
Но и среди звезд есть такие, которые находятся к нам ближе, чем большинство, а есть такие, которые находятся дальше.
Возьмем для примера звезды Летнего треугольника — главного рисунка летнего неба. Две звезды из трех — Вега и Альтаир — относительно близки к нам. От Веги до Земли свет идет порядка 25 лет. Это эквивалентно расстоянию в 240 триллионов километров. Альтаир находится еще ближе — эта звезда входит в сотню ближайших звезд к Солнцу. Расстояние до нее измеряется 17 световыми годами.
Вега, Альтаир и Денеб — три звезды летнего треугольника, имеющие схожий блеск, но находящиеся от нас на разном расстоянии. Рисунок: Stellarium
Совсем другое дело Денеб, самая тусклая звезда в составе Летнего Треугольника, формирующая его левый верхний угол. Расстояние до Денеба столь велико, что обычным способом его не измерить — погрешность измерений велика. Для таких далеких космических объектов астрономам пришлось разработать специальные, косвенные, методы определения расстояний. Эти методы не очень точны на малых расстояниях, но хорошо работают на расстояниях в тысячи световых лет.
Оказалось, что расстояние до Денеба равняется 2750 световых лет. Эта звезда находится в 160 раз дальше от нас, чем Альтаир, и в 110 раз дальше Веги!
Сравнение Солнца (желтый кружок) и голубой звезды-сверхгиганта Денеба. Рисунок: Большая Вселенная
Денеб очень необычная звезда. Вега и Альтаир, помещенные на ее место, были бы совершенно не видны простым глазом, а Денеб наблюдается прекрасно, менее, чем вдвое уступая в блеске Альтаиру. Очевидно, яркость Денеба очень велика. Действительно, Денеб обладает совершенно фантастической светимостью — только 196000 солнц дадут такой же поток излучения, как эта голубовато-белая звезда! Посмотрите ночью на звездное небо: на нем вы не найдете звезд более высокой светимости. Ни одна из звезд, видимых невооруженным глазом (может быть, за исключением Ригеля), не светит так интенсивно, как Денеб.
Все эти ошеломительные факты о звездах стали известны исключительно благодаря тому, что мы научились определять расстояния в космосе. Но на достигнутом астрономы останавливаться не собираются: сейчас в космосе работает европейский космический телескоп Gaia, цель которого — собрать параллаксы более чем миллиарда звезд с невиданной точностью. Через несколько лет данные с Gaia помогут более точно вычислить расстояние до Денеба, и даже до еще более далеких звезд. Это позволит астрономам построить первую трехмерную карту Галактики.
Источник
Как определить расстояние до звёзд
Смотря на мерцающее ночное небо, нам кажется, что расстояние до звёзд не такое уж большое. А сами они малюсенькие точки во Вселенной. Однако это лишь видимость. По правде говоря, маленькими светила не назовёшь, а дистанция между нами, как громадная пропасть. Кроме того, расстояние между самими звездами также неимоверно огромное. Разумеется, для нашего понимания, но не для космического пространства.
Что интересно, в древние времена люди считали, что все небесные тела одинаково удалены друг от друга. Но благодаря изучению космоса, со временем, взгляды изменились.
звёзды в космосе
В чём измеряется расстояние между звездами
Действительно, интересно какими единицами астрономы измеряют расстояние до звезд?
На самом деле, расстояние до звезд, как и до любых других космических тел, измеряется не в привычных нам километрах, а в световых годах или парсеках.
Световой год подразумевает пройденное световым лучом расстояние за один год, при условии, что его скорость равна 300 тысяч км в секунду. Только представьте, один световой год соответствует 9,5 миллионам миллионов километров. Очевидно, что применение метров и километров при определении дистанций между звездами и расстоянии от Земли до них, очень-очень сложно и проблематично.
Хотя часто степень удалённости астрономических объектов настолько велик, что использование световых лет также неудобно. Поэтому для сокращения используют такую единицу измерения как парсек. Он равняется 3,26 светового года. Помимо этого, за единицу измерения могут использовать мегапарсек, который в один миллион раз больше обычного (то есть составляет 3 260 000 световых лет).
Летящая звезда
Методы и способы определения расстояния до звезд
Всегда и во всём человек ищет свойства, характеристики и отличительные черты. На сегодняшний день, мы способны рассчитать любой отрезок, применяя практические и теоретические приёмы.
А вот как определяют расстояние до звезд? Для этого чаще всего используют метод параллакса.
Параллакс — это изменение видимого положения объекта в отношении удалённого фона, которое напрямую зависит от положения наблюдателя.
В случае определения расстояния до звезд, наблюдение проводят с двух сторон от Солнца на протяжении 6 месяцев друг от друга. В результате полученное смещение светила даёт возможность оценивать дистанцию до него.
Что интересно, если бы звёздное тело было бы удалено от нашей планеты на 3,26 световых года или на 1 парсек, то его параллакс составлял бы 1 секунду дуги. Но, наверное, к счастью, нет ни одного настолько близко расположенного звёздного тела к нам.
расстояние до звезды
Другие способы определения расстояния до звёзд
Конечно, существуют и другие подходы. Так, например, определить расстояние до звезд можно с помощью фотометрического метода. При нём измеряют освещённость, которая возникает одинаковыми по силе и мощности источниками. Именно полученное значение освещённости обратно пропорциональна квадратам до удалённости тел друг от друга.
Помимо этого, определение расстояний до звезд возможно методом анализа спектра объектов. Для этого проводится исследование химического состава и физических характеристик, а также изучение спектров тела.
Итак, мы узнали в каких единицах измеряется и как определяют расстояние до звёзд.
Как известно, Солнце является самой близкой к нам звездой. Поэтому часто путь к нему указывают в км (149,6 млн км), что в переводе на световые года равно 8,3 световой минуте.
Как вы понимаете, расстояние между звездами и планетами нашей Солнечной системы имеет внушительные показатели. Например, степень удалённости планеты Плутон от Земли равна приблизительно 5 световым часам, а следующее близлежащее к нам светило (Проксима Центавра) располагается на расстоянии 4,2 световых года.
Проксима Центавра (одна из самых маленьких звёзд)
Представляете, сколько уже известно и доступно для нас, а сколько ещё предстоит узнать про нашу Вселенную!
Источник
30 ближайших к нам звезд
Ниже представлен список 30 ближайших к Земле звезд, отсортированный в порядке увеличения расстояния, включая Солнце. В список попали только 3 звезды 1-й величины: α Центавра, Сириус и Процион.
Только 7 звезд из списка мы можем рассмотреть без помощи оптического усиления – Сириус, Альфа Центавра, Эпсилон Эридана, Процион, Эпсилон Индейца, Тау Кита, 61 Лебедя. Все они имеют видимую величину в границах от 1,43 до 6,03. Большинство светил относятся к спектральному классу M (красный), их температура составляет 2600-3800 K. Горячие звезды – Сириус A, спектрального класса A (белый), 9940 K и Процион A, класс F (желто-белый), 6650 K.
Солнце – основа нашей системы – ближайшая к Земле звезда, которую, в отличие от всех остальных объектов, мы отчетливо видим ясным днем. В ночное же время становятся доступны для наблюдения остальные светила бескрайнего космоса. Некоторые из них – это не одинокие светила, а двойные и тройные звезды.
Солнце (Солнечная система) — 8,32 ± 0,16 св. мин
Проксима Центавра (Звездная система: α Центавра) — 4,2421 ± 0,0016 св. год
α Центавра A, α Центавра В (Звездная система: α Центавра) — 4,3650 ± 0,0068 св. год
Звезда Барнарда 5,9630 ± 0,01093 св. год
А, В (Звездная система: Луман 16) — 6,588 ± 0,062 св. год
WISE 0855–0714 — 7,18 св. год
Вольф 359 — 7,7825 ± 0,03906 св. год
Лаланд 21185 — 8,2905 ± 0,01487 св. год
Сириус A, Сириус В (Звездная система: Сириус) — 8,5828 ± 0,0289 св. год
Лейтен 726-8 А, Лейтен 726-8 В (Звездная система: Лейтен 726-8) — 8,7280 ± 0,0631 св. год
Росс 154 — 9,6813 ± 0,051210 св. год
Росс 248 — 10,322 ± 0,03611 св. год
WISE 1506+7027 — 10,521 св. год
ε Эридана — 10,522 ± 0,02713 св. год
Лакайль 9352 — 10,742 ± 0,03114 св. год
Росс 128 — 10,919 ± 0,04915 св. год
WISE 0350-5658 — 11,20816 св. год
EZ Водолея A, EZ Водолея B, EZ Водолея C (Звездная система: EZ Водолея)- 11,266 ± 0,171 св. год
Процион A, Процион B (Звездная система: Процион) — 11,402 ± 0,032 св. год
61 Лебедя A, 61 Лебедя В (Звездная система: 61 Лебедя) — 11,403 ± 0,02261 св. год
Струве 2398 A, Струве 2398 B (Звездная система: Струве 2398) — 11,525 ± 0,06928 св. год
Грумбридж 34 A, Грумбридж 34 В (Звездная система: Грумбридж 34) — 11,624 ± 0,039 св. год
ε Индейца А, ε Индейца В, ε Индейца C (Звездная система: ε Индейца ) — 11,824 ± 0,030 св. год
DX Рака -11,826 ± 0,12923 св. год
τ Кита — 11,887 ± 0,03324 св. год
GJ 1061 — 11,991 ± 0,05725 св. год
YZ Кита — 12,132 ± 0,13326 св. год
Звезда Лейтена — 12,366 ± 0,05927 св. год
Звезда Тигардена — 12,514 ± 0,12928 св. год
SCR 1845-6357 А, SCR 1845-6357 В (Звездная система: SCR 1845-6357 ) — 12,571 ± 0,054 св. год
Звезда Каптейна — 12,777 ± 0,04330 св. год
Лакайль 8760 — 12,870 ± 0,057 св. год
Источник
Какое расстояние от солнца до звезд созвездий
Энциклопедия Космоса. Вселенная и её устройство
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ КОСМОСА. ВСЕЛЕННАЯ И ЕЁ УСТРОЙСТВО
ЗВЕЗДЫ — ЭТО ТОЖЕ СОЛНЦА
Первым человеком, который понял, что все звезды — это тоже солнца, был итальянский ученый Джордано Бруно. Если бы можно было покинуть Солнечную систему и приблизиться к звездам, то мы бы убедились, что они представляют собой самосветящиеся газовые шары. Есть среди них сходные с Солнцем и размерами, и температурой поверхности, и цветом, зависящим от температуры. Но есть звезды, которые отличаются от Солнца — гиганты и сверхгиганты; или звезды, которые по размерам уступают не только Земле, но и Луне — карлики. У нашего Солнца, рядовой звезды, есть планетная система. Является ли оно исключительной звездой, или у других звезд тоже есть свои системы планет? Таких звезд, как наше Солнце, очень много, поэтому, возможно, и многие другие звезды обладают своими семействами планет. К сожалению, даже в самые большие телескопы невозможно рассмотреть планетные системы у самых близких звезд. Обнаружить другие планетные системы пока не удается и с помощью радиолокаторов. Открытие других планетных систем помогло бы лучше понять не только, как произошла наша Солнечная система, но и как возникла и развивалась в ней жизнь, поэтому ученые не прекращают свои исследования.
ДАЛЕКО ЛИ ДО ЗВЕЗД?
При наблюдении за какой-нибудь звездой с двух противоположных точек земного шара практически невозможно заметить различия в направлениях на звезду. Звезды находятся от Земли во много раз дальше, чем Луна, планеты, Солнце. Определить расстояние до ближайшей к нам звезды удалось русскому ученому В.Я.Струве. Это было более ста лет назад. Для этого ему пришлось наблюдать ее не с концов земного диаметра, а с концов прямой линии, которая в 23600 раз длиннее. Где же он мог взять такую прямую линию, которая на земном шаре не может уместиться? Оказывается, эта линия существует в природе. Это диаметр земной орбиты. За полгода земной шар перенесет нас на другую сторону от Солнца. Зная диаметр земной орбиты (а он вдвое больше среднего расстояния до Солнца), измерив углы, под которыми наблюдается звезда, можно вычислить расстояние до нее.
Самые близкие к нам звезды — Проксима Центавра и Альфа Центавра — находятся в 270 000 раз дальше от Земли, чем Солнце. Лучу света от этих звезд приходится лететь до Земли 4,5 года.
Расстояния до звезд огромны и измерять их километрами неудобно. Получается слишком большое число километров. И ученые ввели более крупную единицу измерения: световой год. Это такое расстояние, которое свет проходит в течение одного года.
Во сколько раз эта единица измерения больше, чем километр? 300000 км/с надо умножить на число секунд в году. Получим приблизительно 10 триллионов километров. Значит, один световой год больше одного километра в 10 триллионов раз (10 000 000 000 000).
Звезды могут находиться от нас на расстояниях, равных десяткам, сотням, тысячам световых лет и более.
МОЖНО ЛИ ДОЛЕТЕТЬ ДО ЗВЕЗД?
До Плутона — самой дальней планеты Солнечной системы космический аппарат летит немногим больше десяти лет. А можно ли долететь до Большой Медведицы или Кассиопеи? Долететь до созвездий невозможно. Каждое созвездие — это тот участок неба, который виден с Земли. Из-за очень большого расстояния нам кажется, что звезды расположены рядом. На самом деле звезды, входящие в одно созвездие, находятся на разных расстояниях от Земли. Эти расстояния огромны, и поэтому звезды при приближении к ним будут расступаться, как деревья в лесу. А если вы захотите долететь до звезды? Теоретически это возможно. Но с какой же скоростью надо двигаться и сколько лет добираться, например, до Сириуса? Если со скоростью света (300 000 км/с, самой большой скоростью в природе), то потребуется почти девять лет. А до Веги — 27. А до Полярной звезды расстояние пятьсот световых лет, т.е. луч света от Полярной звезды к Земле летит 500 лет. Это значит, что если эта звезда потухнет, то на Земле узнают об этом через 500 лет, а сейчас мы видим ее такой, какой она была 500 лет назад.
В настоящее время не придумали еще таких летательных аппаратов, которые смогли бы мчаться со световой скоростью или близкой к ней. Если придумать способ двигаться со скоростью света, то полет к звездам будет возможен.
ПОЧЕМУ ЗВЕЗДЫ СВЕТЯТ ПО-РАЗНОМУ?
Долгое время думали, что звезды светят по-разному потому, что расположены от нае на разных расстояниях и чем больше расстояние до звезды, тем меньше ее яркость. Однако выяснилось, что даясе если бы звезды находились на равных расстояниях от Земли, то имели бы различный видимый блеск. Видимый блеск звезды зависит не только от расстояния, но и от температуры звезды, размеров ее поверхности. Астрономы сравнивают звезды, используя специальную единицу измерения — абсолютную звездную величину. Она позволяет вычислить истинное излучение звезды. Например, чтобы сравнить светимость двух разных источников света, их надо поместить на одинаковом расстоянии от точки наблюдения, с помощью прибора (фотометра) измерить величину их излучения и затем сравнить. Наше Солнце — самая яркая звезда на небе, так как это ближайшая к нам звезда. Видимый блеск Солнца превосходит блеск любой звезды. Но если бы Солнце и другие звезды поместить на стандартное расстояние, то оказалось бы, что Солнце далеко не самая яркая звезда. В астрономии всегда необходимо отличать видимое, кажущееся от действительного, истинного. Расчеты показывают, что, например, Солнце по видимому блеску превосходит Полярную звезду в 370 000 000 000 раз, но действительная светимость звезды больше солнечной в 4570 раз, т.е. если бы Полярная и Солнце находились от Земли на одинаковом расстоянии, то Полярная светила бы ярче Солнца в 4570 раз. Светимость звезд зависит от их размеров и температуры.
КАКАЯ ЗВЕЗДА САМАЯ ЯРКАЯ?
Всего на небе находится 20 наиболее ярких звезд. Несколько особенно ярких звезд по своему блеску превышают блеск звезд 1-й звездной величины. Для этих звезд пришлось ввести отрицательные звездные величины. Для точного обозначения яркости звезд приходится прибегать к дробям. Самая яркая звезда северного полушария неба — Бега — имеет блеск 0,1 звездной величины, а самая яркая звезда всего неба — Сириус — имеет блеск минус 1,3 звездной величины.
Для всех звезд, видимых невооруженным глазом, и для многих более слабых точно измерена их звездная величина, Сириус более чем в 1000 раз ярче любой самой слабой звезды, которую можно наблюдать на небе.
В обычный театральный бинокль хорошо видны звезды до 7-й звездной величины, в призменный полевой бинокль — до 9-й звездной величины, в телескоп же видны и более слабые звезды. В современные телескопы можно наблюдать звезды до 18-й звездной величины. На фотографиях, снятых с помощью крупнейших телескопов, можно увидеть звезды до 23-й звездной величины. Они в 6 000 000 раз слабее по блеску самых слабосветящихся звезд, которые мы видим невооруженным глазом.
И если невооруженному глазу доступно всего лишь 3000 видимых над горизонтом звезд, то в самые мощные современные телескопы можно наблюдать миллиарды звезд.
ОДИНАКОВЫЕ ЛИ ПУТИ СОВЕРШАЮТ ЗВЕЗДЫ ПО НЕБУ?
Наблюдая за движением звезд, мы заметим, что звезды в восточной, части неба, т.е. слева от небесного меридиана, поднимаются над горизонтом. Пройдя через небесный меридиан и попав в западную часть неба, они начинают опускаться к горизонту. Значит, когда они проходили через небесный меридиан, то в этот момент достигли своей наибольшей высоты над горизонтом. Астрономы называют наивысшее положение над горизонтом верхней кульминацией данной звезды. Самое низкое положение над горизонтом называется нижней кульминацией. Астрономы поделили все звезды по виду их небесных движений на три группы.
1. Звезды незаходящие. Они, двигаясь вокруг полюса, никогда не заходят за горизонт, т.е.видны всю ночь, и в течение всего года у них можно наблюдать верхнюю и нижнюю кульминации.
2. Звезды восходящие и заходящие, у них видна только верхняя кульминация.
3. Звезды невосходящие, невидимые, все время находящиеся за горизонтом.
Если путешествовать по Земному шару вдоль меридиана, то можно заметить, как меняются суточные пути звезд на небесной сфере. Допустим, мы находимся на Северном полюсе. Все звезды северного полушария будут описывать круги по небу вокруг полюса мира и будут незаходя-щими в течение всей долгой (в полгода) полярной ночи. А теперь будем двигаться на юг. В умеренных широтах часть звезд не заходит за горизонт — это звезды, принадлежащие группе околополярных созвездий, другая часть звезд восходит и заходит. А если мы попадем на экватор, то там все звезды восходят и заходят перпендикулярно плоскости горизонта. Каждая звезда проходит над горизонтом ровно половину своего пути. Ось мира расположена в плоскости горизонта. Наблюдатели на экваторе при условии хорошей видимости в принципе могли бы видеть все звезды, если бы ночь длилась все 24 часа и не восходило бы Солнце.
ПОЧЕМУ МЕНЯЕТСЯ ВИД ЗВЕЗДНОГО НЕБА В ТЕЧЕНИЕ ГОДА?
В разные времена года по вечерам можно наблюдать разные созвездия. Отчего это происходит?
Солнце, как показывают наблюдения, не только движется вместе со всеми звездами в течение суток, восходя на востоке и заходя на западе, но еще и медленно перемещается среди звезд в обратном направлении, т.е. с запада на восток, переходя из созвездия в созвездие. То созвездие, в котором в данный момент находится Солнце, мы наблюдать не можем, так как оно восходит вместе с Солнцем и движется по небу днем, т.е. тогда, когда звезды не видны. Солнце своими лучами «гасит» звезды не только того созвездия, где оно находится, но и все другие. Поэтому наблюдать их нельзя. Путь, по которому Солнце перемещается среди звезд в течение года, называется эклиптикой. Он проходит по двенадцати так называемым зодиакальным созвездиям, в каждом из которых Солнце ежегодно бывает приблизительно по одному месяцу.
Годичное движение Солнца среди звезд — кажущееся. На самом деле движется сам наблюдатель вместе с Землей вокруг Солнца, поэтому и кажется, что Солнце переходит из одного созвездия в другое. И если мы будем в течение года по вечерам наблюдать звезды, то обнаружим, что вид звездного неба постепенно изменяется. Мы сможем познакомиться с созвездиями, видимыми в различное время года.
Источник