что такое параллакс звезды
Звездные параллаксы
До XVI в. ученые не особо стремились измерять расстояния до звезд, поскольку были уверены: абсолютно все светила — это что-то вроде украшения небесного купола, а так как Земля занимает центральное место во Вселенной, то звезды удалены от нее одинаково. К тому же путь до них слишком дальний— обычными приборами его не измеришь… Разумеется, подобные суждения были ошибочными, ив 1584 г. об этом впервые заявит итальянский ученый-философ Джордано Бруно (1548—1600). Из его труда «О бесконечности. Вселенной и мирах» люди наконец узнали о том, что никакого небесного купола не существует, космос не имеет ни конца ни края, а звезды — подобные Солнцу тела со своими системами планет, расположенные на разных расстояниях от Земли.
Идея объемного, трехмерного космического пространства не сразу нашла отклик в умах консервативных ученых, но все же подтолкнула их к размышлениям о том. как определить, насколько удалена от нас та или иная звезда. И физики, и астрономы бились над этой задачей вплоть до XIX в., но впустую.
В 1572 г. датский ученый Тихо Браге (1546—1601) впервые попытался определить путь от Земли до звезд методом параллакса— то есть зарисовать положение светила на небе в разное время, а затем измерить углы между этими позициями и позицией наблюдателя. Ученый исследовал таким образом 777 светил, но, очевидно, промахнулся с интервалом между замерами для каждой звезды и потому никаких параллаксов не обнаружил. Из этого он заключил: Земля неподвижна, а Коперник со своей гелиоцентрической системой явно что-то напутал. И вообще, разве могут звезды быть настолько далеки и настолько огромны?!
Между тем метод, использованный Браге, был очень эффективным. Если посмотреть на любой предмет сначала одним, а потом другим глазом, мы увидим, что наш объект находится немного в разных местах. Так же и со звездами. Но тут имеет смысл делать измерения раз в полгода — тогда получится, будто мы смотрим на звезду с противоположных сторон земного шара. Визуально светило значительно сместится на небосводе, так что мы сможем измерить угол между собой и двумя звездными положениями, идентичный тому углу, под которым со звезды виден весь диаметр земной орбиты. Чтобы узнать, под каким углом со светила видно радиус этой орбиты — то есть расстояние от нашей планеты до Солнца. — нужно разделить первый угол надвое, и получится тот самый параллакс. По нему вычислить расстояние до звезды уже не сложно, однако в XVI в. об этом попросту не знали…
Примерно через два столетия проблемой удаленности звезд занялся британский астроном Джеймс Брэдли (1692—1762). которому суждено было в будущем возглавить обсерваторию Гринвича. В качестве объекта наблюдений он выбрал звезду Гамма Дракона и целый год следил за ней. исправно зарисовывая смены ее расположения. В итоге оказалось, что звезда постоянно смещается влево-вправо на 20 секунд, однако эта цифра оказалась стишком большой для параллакса. Эксперимент не удался, зато Брэдли сделал вывод, что «неусидчивость» звезды вызвана наложением скорости, с которой распространяется ее свет, на скорость вращения Земли. А значит. Земля таки вертится вокруг Солнца.
Понадобилось еще 100 лет. чтобы усовершенствовать измерительные приборы, а затем повторить попытку. В конце 1830-х расстояния до звезд решили измерить одновременно трое ученых. Одним из них был русский геодезист и астроном Василий Струве (1793—1864). наблюдавший за самой яркой звездой созвездия Лиры — Вегой. Как и следовало. Струве зафиксировал положения Беги с промежутком в полгода и определил, что ее смещение составило четверть секунды, то есть радиус земной орбиты (дистанция между Землей и Солнцем) просматривается со светила под углом 0.125″, а параллакс равен десятимиллионной части окружности. По расчетам ученого, такой параллакс соответствовал расстоянию в 250 трлн км, или 26.5 светового года (1 световой год— путь, пройденный лучом света за год,— равен 9.5 трлн км). Это было громадное расстояние: обычный самолет преодолел бы его не менее чем за 40 млн лет (если бы. конечно, мог летать в космосе).
По примеру Струве немецкий астроном Фридрих Бессель проследил смещения 61-й звезды Лебедя, которая двигается по небосводу быстрее остальных светил. Чтобы определить параллакс звезды — 0,3 секунды — и расстояние до нее (около 11 световых лет), ученому пришлось провести около четырех сотен измерений. Но на этом он не остановился и измерил удаленность еще 50 000 звезд. Между тем в 1839 г. были обнародованы результаты работы шотландца Томаса Хендерсона. исследовавшего в Южной Африке самую близкую к экватору систему Альфа Центавра. Правда, величина найденного им параллакса (1,16 секунды) оказалась в 1.5 раза выше, чем на самом деле; да и вообще, дальнейшие измерения показали, что угол обзора радиуса земной орбиты со звезды не может превышать 1 секунды.
Что такое параллакс звезды
Годичным параллаксом звезды р называют угол, под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты (равную 1 а. е.), перпендикулярную направлению на звезду.
В 1837 г. впервые были осуществлены надежные измерения годичного параллакса. Русский астроном Василий Яковлевич Струве (1793-1864) провел эти измерения для ярчайшей звезды Северного полушария Веги (а Лиры). Почти одновременно в других странах определили параллаксы еще двух звезд, одной из которых была а Центавра. Эта звезда, которая с территории России не видна, оказалась ближайшей к нам. Даже у нее годичный параллакс составил всего 0,75″. Под таким углом невооруженному глазу видна проволочка толщиной 1 мм с расстояния 280 м. Поэтому неудивительно, что столь малые угловые смещения так долго не могли заметить.
Расстояние до ближайшей звезды, параллакс которой р = 0,75″, составляет D =206265″/0,75″= 270000 а. е. Единицами для измерения столь значительных расстояний являются парсек и световой год.
Если а принять за единицу, то, зная, что sin1=1/206265 получим:D=206265/p» астрономических единиц. Расстояния до звезд ввиду их громадности обычно выражают в световых годах или в парсеках.
Расстояние D до звезды в парсеках обратно величине ее годичного параллакса р, выраженного в секундах дуги:D=1/p».
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 · 1013 км.
Свет от ближайшей к нам яркой звезды (а Центавра) идет более четырех лет, а от других звезд еще дольше.
Чтобы представить себе громадность этого расстояния, вообразим, что с Земли к этой звезде вылетел реактивный самолет со скоростью 1000 км/ч. Этот самолет долетит до звезды только через 4,5 млн. лет.