که از ما دور هستند. آیا ستاره ها از ما دور هستند؟ دورترین ستاره

چقدر شیفته به آسمان خیره می شویم، شگفت زده از زیبایی ستاره های چشمک زن! به نظر می رسد آنها در سراسر آسمان پراکنده شده اند و با درخشش مرموز خود به ما اشاره می کنند. سوالات زیادی در ذهن ما ایجاد می شود، اما یک چیز واضح است: ستاره ها بسیار دور هستند. اما پشت کلمه "خیلی" چیست؟ فاصله ستاره ها از ما چقدر است؟ چگونه می توانید فاصله آنها را اندازه گیری کنید؟

اما ابتدا بیایید مفهوم "ستاره" را درک کنیم.

کلمه "ستاره" به چه معناست؟

ستاره یک جرم آسمانی است (یک جسم مادی که به طور طبیعی در فضای بیرونی شکل گرفته است) که در آن واکنش های گرما هسته ای رخ می دهد. واکنش گرما هسته ای نوعی واکنش هسته ای است که در آن هسته های اتمی سبک به دلیل انرژی جنبشی حرکت حرارتی خود به هسته های سنگین تر تبدیل می شوند.

یک ستاره معمولی خورشید ما است..

به زبان ساده، ستارگان، توپ‌های بزرگ درخشانی از گاز (پلاسما) هستند. آنها عمدتاً از هیدروژن و هلیوم از طریق تعامل - فشرده سازی گرانشی تشکیل می شوند. دمای اعماق ستارگان بسیار زیاد است که با میلیون ها کلوین اندازه گیری می شود. اگر بخواهید، می توانید این دما را به درجه سانتیگراد تبدیل کنید، که در آن °C = K−273.15. در سطح، البته کمتر است و به هزاران کلوین می رسد.

ستارگان اجسام اصلی کیهان هستند، زیرا حاوی بخش عمده ای از مواد درخشان در طبیعت هستند.

با چشم غیرمسلح می توانیم حدود 6000 ستاره را ببینیم. همه این ستارگان قابل مشاهده (از جمله آنهایی که از طریق تلسکوپ قابل مشاهده هستند) در گروه محلی کهکشان ها (به عنوان مثال، کهکشان های راه شیری، آندرومدا و مثلث) قرار دارند.

نزدیکترین ستاره به خورشید پروکسیما قنطورس است. در فاصله 4.2 سال نوری از مرکز منظومه شمسی قرار دارد. اگر این فاصله به کیلومتر تبدیل شود، 39 تریلیون کیلومتر (3.9 10 13 کیلومتر) خواهد بود. یک سال نوری برابر است با مسافت طی شده توسط نور در یک سال - 9,460,730,472,580,800 متر (یا 200,000 کیلومتر در ثانیه).

چگونه فاصله ستاره ها را اندازه می گیرند؟

همانطور که قبلاً دیدیم، ستارگان از ما بسیار دور هستند، بنابراین این توپ های درخشان به نظر ما نقاط نورانی کوچکی هستند، اگرچه بسیاری از آنها می توانند چندین برابر بزرگتر از خورشید ما باشند. کار با چنین اعداد عظیمی بسیار ناخوشایند است، بنابراین دانشمندان روش دیگری، نسبتا ساده، اما کمتر دقیق را برای اندازه گیری فاصله تا ستاره ها انتخاب کردند. برای انجام این کار، ستاره خاصی را از دو قطب زمین مشاهده کنید: جنوب و شمال. در این نوع رصد، ستاره با فاصله کمی به رصد مقابل منتقل می شود. این تغییر اختلاف منظر نامیده می شود. بنابراین، اختلاف منظر تغییر در موقعیت ظاهری یک جسم نسبت به یک پس زمینه دور بسته به موقعیت ناظر است.

این را در نمودار می بینیم.

عکس پدیده اختلاف منظر را نشان می دهد: انعکاس فانوس در آب به طور قابل توجهی نسبت به خورشید تقریباً بدون تغییر تغییر می کند.

دانستن فاصله بین نقاط مشاهده D ( پایه) و زاویه جابجایی α بر حسب رادیان، می توانید فاصله تا جسم را تعیین کنید:

برای زوایای کوچک:

برای اندازه گیری فاصله تا ستاره ها، استفاده از اختلاف منظر سالانه راحت تر است. اختلاف منظر سالانه- زاویه ای که در آن نیم محور اصلی مدار زمین از ستاره عمود بر جهت ستاره قابل مشاهده است.

اختلاف منظر سالانه نشانگر فاصله ستاره ها است. بیان فاصله تا ستاره ها در پارسک راحت است (ps).فاصله ای که اختلاف منظر سالانه آن برابر با 1 ثانیه قوس است نامیده می شود پارسک(1 پارسک = 3.085678 10 16 متر). نزدیکترین ستاره پروکسیما قنطورس دارای اختلاف منظر 0.77 اینچ است، بنابراین فاصله تا آن 1.298 pc است. فاصله تا ستاره α قنطورس 4/3 است ps.

گالیله گالیله همچنین پیشنهاد کرد که اگر زمین به دور خورشید بچرخد، این را می توان با تغییر اختلاف منظر برای ستارگان دور مشاهده کرد. اما با ابزارهایی که در آن زمان وجود داشت، تشخیص جابجایی پارالکسی ستارگان و تعیین فاصله تا آنها غیرممکن بود. و شعاع زمین آنقدر کوچک است که نمی تواند مبنایی برای اندازه گیری جابجایی پارالاکسی باشد.

اولین تلاش های موفقیت آمیز برای مشاهده اختلاف منظر سالانه ستارگان توسط یک ستاره شناس برجسته روسی انجام شد V. Ya. Struveبرای ستاره Vega (α Lyrae)، این نتایج در سال 1837 منتشر شد. با این حال، اندازه گیری های علمی قابل اعتماد اختلاف منظر سالانه برای اولین بار توسط یک ریاضیدان و ستاره شناس آلمانی انجام شد. F. V. Besselدر سال 1838 برای ستاره 61 Cygni. بنابراین، اولویت کشف اختلاف منظر سالانه ستارگان توسط بسل تشخیص داده می شود.

با اندازه گیری اختلاف منظر سالانه، می توانید به طور قابل اعتماد فاصله ستاره هایی را که بیش از 100 قرار دارند تعیین کنید. psیا 300 سال نوری فاصله تا ستاره های دورتر در حال حاضر با روش های دیگری تعیین می شود.

در گستره وسیع اینترنت به نوعی به تصویر زیر برخوردم.

البته این دایره کوچک در وسط کهکشان راه شیری نفس گیر است و باعث می شود به چیزهای زیادی فکر کنید، از سست بودن وجود گرفته تا اندازه بی حد و حصر جهان، اما هنوز این سوال پیش می آید که این همه چقدر درست است؟

متأسفانه سازندگان تصویر شعاع دایره زرد را نشان نداده اند و قضاوت از روی چشم تمرینی مشکوک است. با این حال، نویسندگان توییتر @FakeAstropix سؤالی مشابه من پرسیدند و ادعا کردند که این تصویر برای حدود 99 درصد از ستارگان قابل مشاهده در آسمان شب درست است.

سوال دیگر این است که بدون استفاده از اپتیک چند ستاره در آسمان می توانید ببینید؟ اعتقاد بر این است که تا 6000 ستاره را می توان با چشم غیر مسلح از سطح زمین مشاهده کرد. اما در واقعیت، این عدد بسیار کمتر خواهد بود - اولاً، در نیمکره شمالی ما از نظر فیزیکی نمی توانیم بیش از نیمی از این مقدار را ببینیم (همین مورد برای ساکنان نیمکره جنوبی صدق می کند) و ثانیاً، ما در حال صحبت هستیم. در مورد شرایط مشاهده ایده آل، که در واقع دستیابی به آنها عملا غیرممکن است. فقط به آلودگی نوری در آسمان نگاه کنید. و وقتی صحبت از دورترین ستارگان قابل مشاهده به میان می آید، در بیشتر موارد برای مشاهده آنها به شرایط ایده آل نیاز داریم.

اما با این حال، کدام یک از نقاط سوسو زدن کوچک در آسمان از ما دورتر است؟ این لیستی است که من تاکنون موفق به جمع آوری آن شده ام (البته اگر خیلی چیزها را از دست دادم اصلاً تعجب نمی کنم، بنابراین خیلی سخت قضاوت نکنید).

دنب- درخشان ترین ستاره صورت فلکی ماکیان و بیستمین ستاره درخشان در آسمان شب، با قدر ظاهری 1.25+ (محدوده دید برای چشم انسان 6+، حداکثر 6.5+ برای افرادی با دید واقعا عالی در نظر گرفته شده است. ). این ابرغول آبی-سفید که بین 1500 (آخرین برآورد) تا 2600 سال نوری از ما فاصله دارد، به این معنی است که نور دنب که می بینیم در فاصله زمانی بین تولد جمهوری روم و سقوط امپراتوری روم غربی منتشر شده است.

جرم دنب حدود 200 برابر جرم ستاره ما است و درخشندگی آن 50000 برابر بیشتر از حداقل خورشیدی است. اگر او به جای سیریوس بود، درخشان تر از ماه کامل در آسمان ما می درخشید.

VV Cephei A- یکی از بزرگترین ستاره های کهکشان ما. بر اساس برآوردهای مختلف، شعاع آن از 1000 تا 1900 برابر شعاع خورشیدی بیشتر است. 5000 سال نوری از خورشید فاصله دارد. VV Cephei A بخشی از یک سیستم دوتایی است - همسایه آن به طور فعال ماده ستاره همراه خود را به سمت خود می کشد. قدر ظاهری VV قیفئوس A تقریباً 5+ است.

پی سواناز ما در فاصله 5000 تا 6000 سال نوری قرار دارد. این یک ابرغول متغیر آبی روشن با درخشندگی 600000 برابر خورشید است. به این دلیل شناخته شده است که در طول دوره مشاهدات، قدر ظاهری آن چندین بار تغییر کرده است. این ستاره برای اولین بار در قرن هفدهم کشف شد، زمانی که به طور ناگهانی قابل مشاهده شد - سپس قدر آن +3 بود. پس از 7 سال، درخشندگی ستاره به قدری کاهش یافت که دیگر بدون تلسکوپ قابل مشاهده نبود. در قرن هفدهم، چندین چرخه دیگر از افزایش شدید و سپس کاهش شدید درخشندگی به دنبال داشت که به همین دلیل حتی به آن نوا دائمی لقب گرفت. اما در قرن هجدهم ستاره آرام شد و از آن زمان قدر آن تقریباً +4.8 بوده است.

P قو قرمز رنگ شده است

مو Cepheiهمچنین به عنوان ستاره گارنت هرشل، یک ابرغول سرخ، احتمالاً بزرگترین ستاره قابل مشاهده با چشم غیر مسلح شناخته می شود. درخشندگی آن از 60000 تا 100000 برابر خورشیدی فراتر می رود؛ شعاع طبق برآوردهای اخیر می تواند 1500 برابر بیشتر از خورشید باشد. Mu Cephei در فاصله 5500-6000 سال نوری از ما قرار دارد. این ستاره در پایان عمر خود قرار دارد و به زودی (با معیارهای نجومی) به یک ابرنواختر تبدیل خواهد شد. قدر ظاهری آن از +3.4 تا +5 متغیر است. اعتقاد بر این است که یکی از قرمزترین ستاره های آسمان شمالی است.

ستاره پلاسکتاین منظومه در فاصله 6600 سال نوری از زمین در صورت فلکی مونوسروس قرار دارد و یکی از پرجرم ترین منظومه های ستاره ای دوگانه در کهکشان راه شیری است. جرم ستاره A 50 جرم خورشیدی و درخشندگی آن 220000 برابر بیشتر از ستاره ماست. ستاره B تقریباً همان جرم را دارد، اما درخشندگی آن کمتر است - "فقط" 120000 خورشیدی. قدر ظاهری ستاره A +6.05 است، به این معنی که از نظر تئوری می توان آن را با چشم غیر مسلح دید.

سیستم ایتا کارینادر فاصله 7500 تا 8000 سال نوری از ما قرار دارد. این ستاره از دو ستاره تشکیل شده است، یکی از آنها - یک متغیر آبی روشن، یکی از بزرگترین و ناپایدارترین ستارگان در کهکشان ما با جرم حدود 150 خورشیدی است که 30 مورد از آن را ستاره قبلاً از دست داده است. در قرن هفدهم، اتا کارینا دارای قدر چهارم بود؛ تا سال 1730 به یکی از درخشان‌ترین صورت فلکی کارینا تبدیل شد، اما در سال 1782 دوباره بسیار کم‌نور شد. سپس، در سال 1820، درخشندگی ستاره به شدت شروع به افزایش کرد و در آوریل 1843 به قدر ظاهری 0.8- رسید و به طور موقت پس از سیریوس، دومین درخشان در آسمان شد. پس از این، درخشندگی اتا کارینا به سرعت کاهش یافت و در سال 1870 این ستاره با چشم غیرمسلح نامرئی شد.

با این حال، در سال 2007، روشنایی ستاره دوباره افزایش یافت، به قدر 5+ رسید و دوباره قابل مشاهده شد. درخشندگی فعلی این ستاره حداقل یک میلیون خورشیدی تخمین زده می شود و به نظر می رسد نامزد اصلی برای ابرنواختر بعدی در کهکشان راه شیری باشد. حتی برخی معتقدند که قبلا منفجر شده است.

رو کاسیوپیایکی از دورترین ستاره هایی است که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. این یک ابرغول زرد بسیار کمیاب است که درخشندگی آن نیم میلیون برابر خورشید و شعاع آن 400 برابر بیشتر از ستاره ماست. بر اساس برآوردهای اخیر، در فاصله 8200 سال نوری از خورشید قرار دارد. معمولاً قدر آن 4.5+ است، اما به طور متوسط ​​هر 50 سال یک بار ستاره برای چندین ماه کم نور می شود و دمای لایه های بیرونی آن از 7000 به 4000 درجه کلوین کاهش می یابد. آخرین مورد از این دست در پایان سال 2000 - آغاز سال 2001 رخ داد. طبق محاسبات، ستاره در طول این چند ماه موادی را که جرم آن 3 درصد جرم خورشید بود به بیرون پرتاب کرد.

V762 Cassiopeiaاحتمالاً دورترین ستاره ای است که با چشم غیرمسلح از زمین قابل مشاهده است - حداقل بر اساس داده های موجود در حال حاضر. اطلاعات کمی در مورد این ستاره وجود دارد. به عنوان یک ابرغول سرخ شناخته شده است. طبق آخرین داده ها، در فاصله 16800 سال نوری از ما قرار دارد. قدر ظاهری آن از +5.8 تا +6 متغیر است، بنابراین می توانید ستاره را در شرایط ایده آل ببینید.

در خاتمه شایان ذکر است که در تاریخ مواردی وجود داشته که مردم توانسته اند ستاره های بسیار دورتری را رصد کنند. به عنوان مثال، در سال 1987، یک ابرنواختر که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده بود، در ابر ماژلانی بزرگ، واقع در فاصله 160000 سال نوری فوران کرد. نکته دیگر این است که برخلاف تمام ابرغول های ذکر شده در بالا، می توان آن را در مدت زمان بسیار کوتاه تری مشاهده کرد.

". اطلاعات بسیار جالب و آموزنده در مورد اینکه چگونه می توانید فاصله یک جسم روی زمین را فقط با استفاده از چشم خود تعیین کنید. در مجموع چندین روش برای تعیین فواصل روی زمین توضیح داده شده است، اما برای موضوع ما اندازه گیری فاصله تا ستاره ها، تنها یکی از نتیجه‌گیری‌ها برای ما مهم است، که بیان می‌کند وقتی یک جسم N برابر بیشتر از چیزی که از ما بود حرکت می‌کند،به صورت بصری N برابر کاهش می یابد. و بالعکس، چند بار یک شی را نزدیکتر کنیم، چند برابر آنبه صورت بصری افزایش خواهد یافت. آن ها اگر جسمی را می گیرید، طول فیزیکی آن را اندازه بگیرید (بگذارید چوبی به طول 1 متر باشد)، فاصله آن را با این جسم اندازه بگیرید (بگذارید 0.1 متر باشد)، سپس این جسم را در فاصله 4 متری از جایی که در آن قرار دارد بردارید. بود، سپس از نظر بصری 4 برابر کوچکتر می شود! همه چیز بسیار ساده است. با دانستن این وابستگی، می توانید فاصله تا یک جسم روی زمین را کاملاً دقیق تعیین کنید، اگرچه باید اندازه فعلی آن را بدانید. اما اگر در مورد یک ماشین یا یک شی آشنا مشابه صحبت می کنیم، این مشکلی نیست.

اکنون ما با دانستن این رابطه معکوس سادهفاصله و اندازه اشیا، بیایید سعی کنیم "مبانی اصول" را تغییر دهیم و محاسبه کنیمتقریبی فاصله تا نزدیکترین ستاره ها

شکاکان بلافاصله خواهند گفت که این قوانین نوری ممکن است در فواصل کیهانی کار نکنند، بنابراین ابتدا اجازه دهید با بررسی حقایق شناخته شده شروع کنیم: خورشید 400 برابر بزرگتر از ماه است. فاصله زمین تا خورشید نیز به خوبی شناخته شده است - حدود 150 میلیون کیلومتر. زیرا در آسمان ما، خورشید و ماه از نظر بصری یکسان هستند (این به وضوح در طی یک خورشید گرفتگی یا ماه گرفتگی کامل قابل مشاهده است)، به نظر می رسد که ماه باید 400 برابر از خورشید به ما نزدیکتر باشد. و این هم تایید میشه! یاندکس برای کمک به ما: از زمین تا ماه 384467 کیلومتر! بیایید بررسی کنیم که آیا فرمول وابستگی کار می کند یا خیر؛ برای انجام این کار، 150 میلیون کیلومتر را بر 384467 تقسیم کنید و 390 برابر کنید! آن ها معلوم می شود که مکانیک آسمانی کاملاً دقیق عمل می کند و قانون نوری رابطه معکوس بین اندازه ظاهری یک جسم و فاصله کاملاً رعایت شده است.

اکنون باید یک شیء شایسته برای مطالعه پیدا کنیم. البته این خورشید ما خواهد بود. اولاً ما فاصله تا خورشید را می دانیم. ثانیا، همانطور که دانشمندان به ما می گویند، خورشید ما فقط یک کوتوله زرد "معمولی" است و تعداد زیادی ستاره مشابه کلاس G2 در آسمان وجود دارد - تقریباً 10٪ از کل ستارگان.و .

اکنون مهمترین چیز: معلوم می شود که اگر ستاره هایی در آسمان داشته باشیم (و آنها وجود دارند) که به گفته دانشمندان تقریباً برابر با اندازه خورشید ما هستند - اکنون بیایید قراردادها را کنار بگذاریم، پارامترهای دقیق عبارتند از برای ما چندان مهم نیست، مهم این است که ستاره تقریباً به اندازه خورشید است - یعنی. اگر بدانیم خورشید چند برابر استبه صورت بصری بزرگتر از این ستاره، می توانیم فاصله واقعی تا این ستاره را محاسبه کنیم! ساده است! قیاس کامل با ماه و خورشید.

اکنون ستاره ای را می گیریم که (به گفته دانشمندان) پارامترهای بسیار نزدیک به خورشید ما دارد: به عنوان مثال، 18 عقرب (18 عقرب) - مجرد در صورت فلکی ، که در فاصله حدودی قرار دارد 45,7 از زمین شی مورد توجه است که ویژگی های آن بسیار شبیه به .

بنابراین، "توسط ستاره متعلق به دسته است و یک "دو" است : جرم - 1.01 جرم خورشیدی، شعاع - 1.02 شعاع خورشیدی، درخشندگی - 1.05 درخشندگی خورشیدی”...

بگذارید توضیح بدهم، این ستاره 18 عقرب با چشم غیر مسلح در آسمان دیده می شود. در هر صورت، اگر دانشمندان توانستند ستاره ای را - ظاهراً با طیف - توصیف کنند، شکی نخواهیم داشت - این ستاره "دوقلو" خورشید ما است.

ستارگان بسیار بیشتری وجود دارند که از نظر اندازه با ستاره نور روز ما قابل مقایسه هستند. به عنوان مثال آلفا قنطورس، زتا رتیکولی و غیره. درک نکته اصلی مهم است: ستارگان قابل مشاهده زیادی در آسمان وجود دارد که اندازه آنها، به گفته اخترشناسان، نزدیک به اندازه خورشید است.

اکنون، در واقع، خود آزمایش فکری:

ما باید قرص خورشید و قرص یک ستاره را با هم مقایسه کنیم، که همانطور که می دانیم از نظر اندازه، مشابه نزدیک آن است. قرص خورشید چند بار از ستاره بزرگتر است، ستاره چند برابر دورتر از خورشید (آزمایش ماه)!

بیایید روزی را در نظر بگیریم که خورشید در اوج خود است (این ادراک بصری ماست) و سعی کنیم "تخمین بزنیم" که خورشید چند برابر بزرگتر از "همنام" خود (که فقط در شب قابل مشاهده است) خواهد بود.

بنابراین، بیایید فرض کنیم که روی قرص مرئی خورشید در نقطه اوج، 1000 ستاره می توانند قرار بگیرند (از یک لبه قرص تا لبه دیگر). در واقع، ممکن است موارد بیشتری وجود داشته باشد، اما من این را فرض خواهم کرد زیرا ویکی ادعا می کند که اکثریت قریب به اتفاق ستارگان بسیار کوچکتر از خورشید هستند، به این معنی که در میان ستارگان شب روشن در آسمان شب می تواند تعداد زیادی "نوزاد" وجود داشته باشد و این به طور خودکار فاصله آنها را کاهش می دهد - به عنوان مثال، نه 1000 بار، بلکه فقط 100 یا حتی کمتر!

حالا بیایید فاصله تا ستاره را محاسبه کنیم. 150 میلیون* 1000. می گیریم: 150.000.000.000 کیلومتر. = 150 میلیارد کیلومتر حالا بیایید محاسبه کنیم که چقدر طول می کشد تا نور این فاصله را طی کند. بالاخره از حداقل سال نوری به ما می گویند!!! بنابراین، می دانیم که سرعت نور 300000 کیلومتر بر ثانیه است. بنابراین، ما به سادگی 150,000,000,000 کیلومتر را بر 300,000 کیلومتر بر ثانیه تقسیم می کنیم و زمان را بر حسب ثانیه بدست می آوریم: 500,000 ثانیه. این فقط 5787 روز عادی است! آن ها نور چنین ستاره ای تنها چند روز به ما خواهد رسید...

حالا بیایید محاسبه کنیم که چقدر طول می کشد تا روی یک موشک با سرعت مثلاً 10 کیلومتر بر ثانیه پرواز کنیم. پاسخ 15 میلیارد ثانیه خواهد بود. اگر به سال تبدیل شود، این برابر است: 475.64 سال زمینی! البته، این رقم شگفت انگیز است، اما هنوز یک سال نوری نیست! این یک هفته حداکثر نور است! آن ها نور ستارگانی که در آسمان می بینیم «تازه ترین» است. وگرنه یک آسمان خالی سیاه می دیدیم. اما، اگر هنوز آن را در ستاره ها می بینیم، ستاره ها بسیار نزدیک تر هستند. اگر فرض کنیم که بیش از صد ستاره در امتداد قطر نمی توانند روی خورشید قرار بگیرند، آنگاه پرواز تا نزدیکترین ستاره تنها حدود 50 سال است!

ارزیابی اطلاعات

پست هایی با موضوعات مشابه

از اثرات انفجارهای ابرنواختر غفلت کنید ستاره ها.مثلا در مورد برخوردهای زمین...فقط در چقدر دوردر گذشته آخرین مورد اتفاق افتاد ... "مودار" یا "شگی" ( ستاره). در ضمن این کلمه... وارد نشد... پس کهدر مااکنون هزاره است ...

تعیین فاصله در نجوم معمولاً به این بستگی دارد که جرم آسمانی چقدر فاصله دارد. برخی از روش ها را فقط می توان برای اجرام نسبتا نزدیک، به عنوان مثال، سیارات همسایه ما استفاده کرد. برخی دیگر برای موارد دورتر مانند ستاره ها یا حتی کهکشان ها هستند. با این حال، این روش ها عموماً دقت کمتری دارند.

نحوه تعیین فاصله تا یک جسم در فضا

روشی برای تعیین فاصله سیارات همسایه

در منظومه شمسی، این کار نسبتاً ساده است: حرکت سیارات در اینجا با استفاده از قوانین کپلر محاسبه می شود، و فاصله سیارات و سیارک های نزدیک را می توان با استفاده از اندازه گیری های رادار محاسبه کرد. به این ترتیب تعیین فاصله بسیار آسان است.

قوانین کپلر در منظومه شمسی اعمال می شود.

نحوه اندازه گیری فاصله تا ستاره ها

برای ستاره های نسبتا نزدیک به ما، به اصطلاح اختلاف منظر را می توان تعیین کرد. در این مورد، باید مشاهده کرد که چگونه موقعیت ستاره در نتیجه چرخش زمین به دور ستاره ما نسبت به ستاره های بسیار دورتر از ما تغییر می کند. بسته به دقت اندازه گیری، تعیین نسبتاً دقیق و مستقیم فاصله امکان پذیر است.

محاسبه فاصله از اختلاف منظر ستاره

اگر این مناسب نیست، می توانید سعی کنید نوع ستاره را از طیف تعیین کنید تا بر اساس روشنایی واقعی آن در مورد فاصله آن نتیجه گیری کنید. این در حال حاضر یک روش غیر مستقیم است، زیرا شما باید مفروضات خاصی در مورد ستاره داشته باشید.

اندازه گیری فواصل با استفاده از طیف ستارگان

اگر بکارگیری این روش غیرممکن باشد، دانشمندان سعی می کنند به «مقیاس فاصله» بسنده کنند. در عین حال، آنها به دنبال ستاره هایی هستند که روشنایی آنها دقیقاً از رصدهای کهکشان ما مشخص است. به چنین اشیایی "شمع استاندارد" می گویند. آنها، برای مثال، ستارگان قیفاووسی هستند که درخشندگی آنها به طور متناوب تغییر می کند. بر اساس این نظریه، سرعت این تغییرات به حداکثر روشنایی ستاره بستگی دارد.

محاسبه فاصله از قیفاووس

اگر چنین قیفاووسی در کهکشانی دیگر یافت شوند و بتوان مشاهده کرد که چگونه روشنایی ستاره تغییر می کند، آنگاه حداکثر روشنایی آن و سپس فاصله آن از ما مشخص می شود. نمونه دیگری از یک شمع استاندارد، نوع خاصی از انفجار ابرنواختری است که اخترشناسان معتقدند همیشه حداکثر روشنایی آن یکسان است.

یک شمع استاندارد می تواند یک انفجار ابرنواختری باشد

با این حال، حتی این روش نیز محدودیت هایی دارد. سپس ستاره شناسان از تغییر رنگ قرمز در طیف کهکشان ها استفاده می کنند.

افزایش طول موج نوری که از یک کهکشان می آید، رنگ قرمزتری در طیف به آن می دهد که به آن انتقال به سرخ می گویند.

بر اساس آن می توان سرعت حذف یک کهکشان را محاسبه کرد که به طور مستقیم - طبق قانون هابل - با فاصله این کهکشان از زمین ارتباط دارد.

وقتی ستاره‌های دوردست را تصور می‌کنیم، معمولاً به فاصله‌های ده‌ها، صدها یا هزاران سال نوری فکر می‌کنیم. همه این نورها متعلق به کهکشان ما هستند - کهکشان راه شیری. تلسکوپ های مدرن قادر به تشخیص ستاره های کهکشان های نزدیک هستند - فاصله تا آنها می تواند به ده ها میلیون سال نوری برسد. اما قابلیت‌های فن‌آوری رصد تا کجا گسترش می‌یابد، به‌ویژه زمانی که طبیعت کمک می‌کند؟ کشف حیرت انگیز اخیر ایکاروس، دورترین ستاره جهان که تا به امروز شناخته شده است، امکان رصد پدیده های کیهانی بسیار دور را نشان می دهد.

کمک طبیعت

پدیده ای وجود دارد که به واسطه آن ستاره شناسان می توانند دورترین اجرام کیهان را مشاهده کنند. یکی از پیامدهای نظریه نسبیت عام نامیده می شود و با انحراف پرتو نور در میدان گرانشی همراه است.

اثر عدسی به این صورت است که اگر هر جسم عظیمی بین ناظر و منبع نور در خط دید قرار گیرد، آنگاه با خم شدن در میدان گرانشی آن، تصویری مخدوش یا چندگانه از منبع ایجاد می‌کنند. به بیان دقیق، پرتوها در میدان گرانشی هر جسمی منحرف می‌شوند، اما قابل‌توجه‌ترین اثر، البته، توسط عظیم‌ترین تشکل‌های کیهان - خوشه‌های کهکشانی - ایجاد می‌شود.

در مواردی که یک جسم کیهانی کوچک، مانند یک ستاره، به عنوان یک عدسی عمل می کند، تشخیص اعوجاج بصری منبع تقریبا غیرممکن است، اما روشنایی آن می تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد. این رویداد میکرولنزینگ نامیده می شود. در تاریخ کشف دورترین ستاره از زمین، هر دو نوع عدسی گرانشی نقش داشتند.

کشف چگونه اتفاق افتاد؟

کشف ایکاروس با یک تصادف خوشحال کننده تسهیل شد. ستاره شناسان در حال مشاهده یکی از MACS دوردست J1149.5+2223 بودند که تقریباً پنج میلیارد سال نوری از ما فاصله داشت. این به عنوان یک عدسی گرانشی جالب است که به لطف پیکربندی خاص آن، پرتوهای نور به روش های مختلف خم می شوند و در نهایت فواصل مختلفی را به سمت ناظر طی می کنند. در نتیجه، عناصر منفرد از تصویر لنز منبع نور باید عقب بیفتند.

در سال 2015، ستاره شناسان منتظر انفجار مجدد ابرنواختر رفسدال بودند که در چارچوب این اثر، در کهکشانی بسیار دور پیش بینی شده بود، که نور آن 9.34 میلیارد سال طول می کشد تا به زمین برسد. واقعه مورد انتظار در واقع اتفاق افتاد. اما در تصاویر 2016-2017 که توسط تلسکوپ هابل گرفته شد، علاوه بر ابرنواختر، چیز دیگری نیز کشف شد که کمتر جالب نبود، یعنی تصویری از ستاره ای متعلق به همان کهکشان دور. بر اساس ماهیت روشنایی، مشخص شد که این یک ابرنواختر، یک انفجار پرتو گاما نیست، بلکه یک ستاره معمولی است.

دیدن یک ستاره منفرد در چنین فاصله وسیعی به لطف یک رویداد میکرولنزینگ در خود کهکشان امکان پذیر شد. یک جسم، به احتمال زیاد ستاره دیگری، با جرمی به ترتیب خورشید، به طور تصادفی از مقابل ستاره عبور کرد. او البته نامرئی باقی ماند، اما میدان گرانشی او درخشندگی منبع نور را افزایش داد. این پدیده همراه با اثر عدسی خوشه MACS J1149.5+2223، روشنایی دورترین ستاره مرئی را تا 2000 افزایش داد!

ستاره ای به نام ایکاروس

این ستاره تازه کشف شده با نام رسمی MACS J1149.5+2223 LS1 (Lensed Star 1) و نام خود - ایکاروس - داده شد. رکورددار قبلی که لقب پرافتخار دورترین ستاره رصد شده را یدک می کشید، صد برابر نزدیکتر است.

ایکاروس بسیار روشن و داغ است. این یک ابرغول آبی از کلاس طیفی B است. ستاره شناسان توانستند ویژگی های اصلی ستاره را تعیین کنند، مانند:

• جرم - حداقل 33 جرم خورشیدی؛
• درخشندگی - تقریباً 850000 برابر بیشتر از خورشید؛
• دما - از 11 تا 14 هزار کلوین؛
• فلز (محتوای عناصر شیمیایی سنگین تر از هلیوم) حدود 0.006 خورشیدی است.

سرنوشت دورترین ستاره

همانطور که می دانیم، رویداد میکرولنزینگ که ایکاروس را قابل مشاهده کرد، 9.34 میلیارد سال پیش رخ داد. سن کیهان در آن زمان تنها حدود 4.4 میلیارد سال بود. عکس این ستاره نوعی تصویر ثابت در مقیاس کوچک از آن دوران بسیار دور است.

در طی زمانی که بیش از 9 میلیارد سال پیش طول کشید تا نور ساطع شده به زمین سفر کند، انبساط کیهانی جهان کهکشانی را که دورترین ستاره در آن زندگی می کرد به فاصله 14.4 میلیارد سال نوری سوق داد.

خود ایکاروس، بر اساس ایده های مدرن در مورد تکامل ستارگان، مدت ها پیش وجود نداشت، زیرا هر چه ستاره پرجرم تر باشد، طول عمر آن باید کوتاه تر باشد. این امکان وجود دارد که بخشی از ماده ایکاروس به عنوان ماده ساختمانی برای ستارگان جدید و احتمالاً سیارات آنها عمل کرده باشد.

آیا دوباره او را خواهیم دید

علیرغم این واقعیت که یک عمل تصادفی میکرولنزینگ یک رویداد بسیار کوتاه مدت است، دانشمندان این شانس را دارند که ایکاروس را دوباره و حتی با روشنایی بیشتر ببینند، زیرا در خوشه عدسی بزرگ MACS J1149.5+2223 بسیاری از ستارگان باید نزدیک به خط دید ایکاروس-زمین، و عبور از این پرتو می تواند هر یک از آنها باشد. البته امکان دیدن ستاره های دور دیگر نیز به همین صورت وجود دارد.

یا شاید روزی ستاره شناسان به اندازه کافی خوش شانس باشند که یک انفجار بزرگ را ثبت کنند - یک انفجار ابرنواختر، که به زندگی دورترین ستاره پایان داد.