Cât de departe de stea. Cele mai îndepărtate stele vizibile de pe Pământ

Cât de departe sunt stelele de noi?

Indiferent cât de mult privim cerul într-o noapte întunecată, observațiile simple nu ne vor oferi un răspuns la această întrebare. Evident, stelele sunt foarte îndepărtate - sunt mai departe decât soarele și luna (satelitul nostru acoperă adesea stelele) și, după toate probabilitățile, mai departe decât toate planetele. Dar aici cât de departe?

Nicolaus Copernic a fost primul astronom care a pus în practică discuțiile pe această temă. După cum știți, Copernic a construit o teorie conform căreia Soarele, și nu Pământul, a fost plasat în centrul lumii. Această presupunere a ajutat la simplificarea teoriei mișcării planetare și a explicat, de asemenea, unele dintre ciudateniile în comportamentul lor. Potrivit lui Copernic, Pământul s-a învârtit și în jurul Soarelui - pe o orbită largă cu o perioadă de un an. Ca o consecință, stelele trebuiau să fie văzute din unghiuri diferite în diferite anotimpuri, să zicem, primăvara și toamna, când Pământul se află în părți opuse ale orbitei sale.

Copernic a încercat să găsească aceste deplasări - paralaxele stelelor, observând altitudinile câtorva stele selectate pe tot parcursul anului. Dar stelele nu au prezentat nicio schimbare. Se pare că erau prea departe pentru ca paralaxele lor să fie văzute cu ochiul liber.

Nici măcar inventarea telescopului nu i-a ajutat pe astronomi să rezolve această problemă. Paralaxele au fost atât de mici încât dificultățile de a le determina de multe ori au depășit capacitățile astronomilor din secolele XVII-XVIII. Primele paralaxe au fost măsurate cu succes abia acum aproximativ două sute de ani, după apariția tehnologiei de observare de precizie. S-a dovedit că stelele sunt incredibil de departe - de câteva ori mai departe decât au presupus multe calcule nu cele mai optimiste. Gândește-te doar la asta - chiar și lumina care poate călători de la Pământ la Lună în mai puțin de o secundă și jumătate petrece ani într-o călătorie de la stele pe Pământ! Este imposibil să-ți imaginezi distanțe atât de mari!

Dar chiar și printre stele sunt cele care sunt mai aproape de noi decât majoritatea, și sunt cele care sunt mai departe.

Să luăm ca exemplu stelele - modelul principal al cerului de vară. Două stele din trei - VegaŞi Altair- relativ aproape de noi. Lumina călătorește de la Vega pe Pământ timp de aproximativ 25 de ani. Aceasta este echivalentă cu o distanță de 240 de trilioane de kilometri. Altair este și mai aproape - această stea este una dintre cele mai apropiate sute de stele de Soare. Distanța până la acesta este măsurată de 17 ani lumină.

Vega, Altair și Deneb sunt trei vedete ale triunghiului verii, având strălucire similară, dar situate la distanțe diferite de noi. Model: Stellarium

Este o cu totul altă chestiune Deneb, cea mai slabă stea din Triunghiul de Vară, formându-și stânga colțul de sus. Distanța până la Deneb este atât de mare încât nu poate fi măsurată în mod obișnuit - eroarea de măsurare este mare. Pentru astfel de obiecte spațiale îndepărtate, astronomii au fost nevoiți să dezvolte metode speciale, indirecte, pentru determinarea distanțelor. Aceste metode nu sunt foarte precise la distanțe scurte, dar funcționează bine la distanțe de mii de ani lumină.

S-a dovedit că distanța până la Deneb este de 2750 de ani lumină. Această stea este localizată De 160 de ori mai departe de noi decât Altair și de 110 de ori mai departe decât Vega!

Comparația Soarelui (cerc galben) și steaua supergigantă albastră Deneb. Model: univers mare

Deneb este o vedetă foarte neobișnuită. Vega și Altair, așezate în locul lui, ar fi complet invizibile cu ochiul liber, dar Deneb este observat frumos, mai puțin de jumătate din strălucirea lui Altair. Evident, luminozitatea lui Deneb este foarte mare. Într-adevăr, Deneb are o luminozitate absolut fantastică - doar 196.000 de sori vor da același flux de radiații ca această stea alb-albăstruie! Priviți cerul înstelat noaptea: nu veți găsi acolo stele cu luminozitate mai mare. Niciuna dintre stelele vizibile cu ochiul liber (cu posibila excepție a lui Rigel) nu strălucește la fel de intens ca Deneb.

Toate aceste fapte uimitoare despre stele au devenit cunoscute doar pentru că am învățat să determinăm distanțele în spațiu. Dar astronomii nu se vor opri aici: un telescop spațial european operează acum în spațiu Gaia, care își propune să colecteze paralaxele a peste un miliard de stele cu o precizie fără precedent. În câțiva ani, datele de la Gaia vor ajuta la calcularea mai precisă a distanței până la Deneb și chiar la stele și mai îndepărtate. Acest lucru va permite astronomilor să construiască prima hartă tridimensională a galaxiei.

Vizualizări ale postării: 5.985

Anticii credeau că toate stelele se aflau la aceeași distanță de Pământ, atașate de o sferă de cristal. În antichitate, Pământul era considerat centrul fix al Universului, în jurul căruia se învârteau Soarele, Luna, planetele și stelele. Natura corpurilor cerești era necunoscută în acel moment și doar câțiva filozofi credeau că stelele sunt, de fapt, sori îndepărtați.

Această idee a început să se răspândească abia după apariția învățăturilor lui Copernic în secolul al XVI-lea. Pentru a explica neregularitățile în mișcarea planetelor pe cer, Copernic a sugerat că în centrul Universului nu se afla Pământul, ci Soarele, în jurul căruia se învârteau planetele. Pământul, după ce și-a pierdut statutul de centru, a devenit doar una dintre planete: acum nu se odihnea nemișcat, ci se învârtea în jurul Soarelui pe o orbită. Atunci unii oameni de știință au avut ideea să măsoare distanțele până la stele. Metoda propusă de ei se numește metoda paralaxei anuale.

Ideea era simplă și era următoarea. Dacă măsurați constant poziția unei stele pe cer, veți observa cum steaua descrie elipse minuscule în spațiu cu o perioadă de 1 an. Deplasarea stelei ar trebui să se producă datorită mișcării Pământului pe orbita sa în jurul Soarelui, iar magnitudinea sa va fi mai mare, cu cât steaua este mai aproape de noi. Cunoscând magnitudinea unghiului de deplasare sau, cu alte cuvinte, paralaxa stelei, puteți găsi cu ușurință distanța până la aceasta folosind formula D=a/sin(p), unde a este semiaxa majoră a orbitei pământului. , iar p este valoarea paralaxei, măsurată în secunde de arc.

În ciuda simplității metodei, oamenii de știință pentru o lungă perioadă de timp nu au putut detecta paralaxele în stele. Unii au considerat că aceasta este o dovadă că teoria lui Copernic era greșită, dar majoritatea credeau că stelele sunt pur și simplu prea departe pentru ca noi să sperăm să le determinăm paralaxa.

Abia în secolul al XIX-lea, odată cu apariția unei noi generații de telescoape care a făcut posibilă măsurarea unghiurilor foarte mici, oamenii de știință au reușit să determine în mod fiabil distanțele până la unele stele. Primul care a măsurat paralaxa a fost marele astronom rus, primul director al Observatorului Pulkovo, Vasily Yakovlevich Struve în 1837. Observând steaua Vega, a constatat că paralaxa ei era 0”, 125. Acesta este un unghi complet nesemnificativ. Este suficient să spunem că în acest unghi o persoană va fi vizibilă cu ochiul liber de la o distanță de 3000 de kilometri!

Acum a fost posibil să se calculeze distanța până la această stea. Dacă distanța de la Pământ la Soare (a) este luată ca 1, atunci D=1/sin(0”,125), care este egal cu 1650000. Această cifră arată de câte ori Vega este mai departe de Pământ decât Soare. Este incomod să măsori astfel de distanțe colosale în kilometri, așa că astronomii folosesc parsec-uri. Un parsec este distanța de la care semiaxa majoră a orbitei Pământului, perpendiculară pe linia vizuală, este vizibilă la un unghi de 1". Distanța în parsec este egală cu inversul paralaxei. Deoarece paralaxa lui Vega este doar 1. /8 dintr-o secundă de arc, distanța până la stea este de 8 parsecs.

Aceasta este o valoare foarte mare. Lumina, care se deplasează cu o viteză de 300.000 km/s, va acoperi această distanță în 26 de ani. Asta înseamnă că lumina pe care o vedem de la Vega a fost emisă de stea acum 26 de ani!

Astăzi, oamenii de știință cunosc paralaxele a peste o sută de mii de stele. Metoda anuală de paralaxă a permis astronomilor să determine distanțele exacte până la stele pe o rază de aproximativ o sută de parsecs, sau 320 de ani lumină, de la Soare. Distanțele până la stele mai îndepărtate sunt determinate prin alte metode indirecte. Dar se bazează pe aceeași metodă de paralaxă anuală.

În mai 2015, telescopul Hubble a înregistrat un focar al celei mai îndepărtate și, prin urmare, cea mai veche galaxie cunoscută până în prezent. Radiația a durat până la 13,1 miliarde de ani lumină pentru a ajunge pe Pământ și a fi detectată de echipamentele noastre. Potrivit oamenilor de știință, galaxia s-a născut la aproximativ 690 de milioane de ani după Big Bang.

S-ar putea crede că dacă lumina din galaxia EGS-zs8-1 (și anume, acesta este numele elegant pe care i-au dat-o oamenii de știință) ar zbura către noi timp de 13,1 miliarde de ani, atunci distanța până la ea ar fi egală cu cea pe care o va parcurge lumina. pe parcursul acestor 13,1 miliarde de ani.

Galaxy EGS-zs8-1 este cea mai îndepărtată galaxie descoperită până în prezent

Dar nu trebuie să uităm unele caracteristici ale structurii lumii noastre, care vor afecta foarte mult calculul distanței. Faptul este că universul se extinde și o face într-un ritm accelerat. Se pare că, în timp ce lumina a călătorit 13,1 miliarde de ani pe planeta noastră, spațiul s-a extins din ce în ce mai mult, iar galaxia s-a îndepărtat de noi din ce în ce mai repede. O reprezentare vizuală a procesului este prezentată în figura de mai jos.

Luând în considerare expansiunea spațiului, cea mai îndepărtată galaxie EGS-zs8-1 se află în prezent la aproximativ 30,1 miliarde de ani lumină distanță de noi, ceea ce este un record printre toate celelalte obiecte similare. Este interesant că până la un anumit punct vom descoperi din ce în ce mai multe galaxii îndepărtate, a căror lumină nu a ajuns încă pe planeta noastră. Este sigur să spunem că recordul galaxiei EGS-zs8-1 va fi doborât în ​​viitor.

Acesta este interesant: Există adesea o concepție greșită cu privire la dimensiunea universului. Lățimea sa este comparată cu vârsta sa, care este de 13,79 miliarde de ani. Acest lucru nu ia în considerare faptul că universul se extinde într-un ritm accelerat. Conform estimărilor aproximative, diametrul universului vizibil este de 93 de miliarde de ani lumină. Dar există și o parte invizibilă a universului pe care nu o vom putea vedea niciodată. Citiți mai multe despre dimensiunea universului și galaxiile invizibile în articolul „“.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.

Cât de des privim cerul fascinați, uimiți de frumusețea stelelor sclipitoare! Ei par să fie împrăștiați pe cer și ne fac semn cu strălucirea lor misterioasă. În mintea noastră apar multe întrebări, dar un lucru este clar: stelele sunt foarte departe. Dar ce se află în spatele cuvântului „foarte”? Cât de departe sunt stelele de noi? Cum poți măsura distanța până la ei?

Dar mai întâi, să înțelegem însuși conceptul de „stea”.

Ce înseamnă cuvântul „stea”?

O stea este un corp ceresc (un obiect material format în mod natural în spațiul cosmic) în care au loc reacții termonucleare. O reacție termonucleară este un tip de reacție nucleară în care plămânii nuclee atomice se combină în altele mai grele din cauza energie cinetică mişcarea lor termică.

O stea tipică este Soarele nostru..

Mai simplu spus, stelele sunt bile uriașe luminoase de gaz (plasmă). Ele se formează în principal din hidrogen și heliu prin interacțiune - compresie gravitațională. Temperatura din adâncurile stelelor este enormă, măsurată în milioane de Kelvin. Dacă doriți, puteți converti această temperatură în grade Celsius, unde °C = K−273,15. La suprafață este, desigur, mai mică și se ridică la mii de kelvin.

Stelele sunt principalele corpuri ale Universului, deoarece conțin cea mai mare parte a materiei luminoase din natură.

Cu ochiul liber putem vedea aproximativ 6.000 de stele. Toate acestea stele vizibile(inclusiv cele vizibile prin telescoape) sunt localizate în grupul local de galaxii (adică galaxiile Calea Lactee, Andromeda și Triangulum).

Cea mai apropiată stea de Soare este Proxima Centauri. Este situat la 4,2 ani lumină de centru sistem solar. Dacă această distanță este convertită în kilometri, atunci va fi de 39 de trilioane de kilometri (3,9 10 13 km). Un an lumină este egal cu distanța parcursă de lumină într-un an - 9.460.730.472.580.800 de metri (sau 200.000 km/sec.).

Cum măsoară distanța până la stele?

După cum am văzut deja, stelele sunt foarte departe de noi, așa că aceste bile luminoase uriașe ni se par a fi puncte luminoase mici, deși multe dintre ele pot fi de multe ori mai mari decât Soarele nostru. Este foarte incomod să operezi cu numere atât de mari, așa că oamenii de știință au ales o altă metodă, relativ simplă, dar mai puțin precisă de măsurare a distanței până la stele. Pentru a face acest lucru, observați o anumită stea de la doi poli ai Pământului: sud și nord. În acest tip de observație, steaua este deplasată la o mică distanță față de observația opusă. Această schimbare se numește paralaxă. Deci, paralaxa este o schimbare a poziției aparente a unui obiect față de un fundal îndepărtat, în funcție de poziția observatorului.

Vedem asta în diagramă.

Fotografia arată fenomenul de paralaxă: reflexia unui felinar în apă este deplasată semnificativ în raport cu Soarele practic neschimbat.

Cunoscând distanța dintre punctele de observare D ( baza) și unghiul de deplasare α în radiani, puteți determina distanța până la obiect:

Pentru unghiuri mici:

Pentru a măsura distanța față de stele, este mai convenabil să folosiți paralaxa anuală. Paralaxa anuală- unghiul la care semiaxa majoră a orbitei pământului este vizibilă de la stea, perpendicular pe direcția față de stea.

Paralaxele anuale sunt indicatori ai distanțelor față de stele. Este convenabil să exprimați distanța față de stele în parsecs (ps). Se numește distanța a cărei paralaxă anuală este egală cu 1 secundă de arc parsec(1 parsec = 3,085678 10 16 m). Cea mai apropiată stea Proxima Centauri are o paralaxă de 0,77″, prin urmare distanța până la ea este de 1,298 pc. Distanța până la steaua α Centauri este de 4/3 ps.

Galileo Galilei a sugerat, de asemenea, că dacă Pământul se rotește în jurul Soarelui, acest lucru poate fi văzut prin variabilitatea paralaxei pentru stelele îndepărtate. Dar cu instrumentele care existau la acea vreme era imposibil să se detecteze deplasarea paralactică a stelelor și să se determine distanțele până la acestea. Iar raza Pământului este prea mică pentru a servi drept bază pentru măsurarea deplasării paralactice.

Primele încercări reușite de a observa paralaxa anuală a stelelor au fost făcute de un remarcabil astronom rus V. Da Struve pentru steaua Vega (α Lyrae), aceste rezultate au fost publicate în 1837. Cu toate acestea, măsurători fiabile din punct de vedere științific ale paralaxei anuale au fost efectuate pentru prima dată de un matematician și astronom german. F. V. Besselîn 1838 pentru steaua 61 Cygni. Prin urmare, prioritatea descoperirii paralaxei anuale a stelelor este recunoscută de Bessel.

Măsurând paralaxa anuală, puteți determina în mod fiabil distanțele până la stele situate nu mai mult de 100. ps, sau 300 de ani lumină. Distanțele până la stele mai îndepărtate sunt în prezent determinate prin alte metode.

Multe stele sunt mult mai mari decât Soarele

Raze de lumină care emană din stele

Astronauții pe orbită

Înainte de culcare, îmi place foarte mult să privesc frumusețea cer înstelat. Se pare că acolo sus există o împărăție a păcii și liniștii eterne. Doar întinde mâna și steaua este în buzunar. Strămoșii noștri credeau că stelele ne pot influența destinul și viitorul. Dar nu toată lumea poate răspunde la întrebarea ce sunt. Să încercăm să ne dăm seama.

Stelele sunt principala „populație” de galaxii. De exemplu, numai în galaxia noastră există peste 200 de miliarde. Fiecare stea este o minge uriașă de gaz fierbinte și strălucitoare, ca Soarele nostru. O stea strălucește pentru că eliberează o cantitate colosală de energie. Această energie este produsă de reacții nucleare la temperaturi foarte ridicate.

Multe dintre stele sunt mult mai mari decât Soarele. Și Pământul nostru este un fir de praf în comparație cu Soarele! Imaginează-ți că Soarele este o minge de fotbal, iar planeta noastră Pământ este mică în comparație, ca un cap de ac! De ce vedem Soarele atât de mic? Este simplu - pentru că este foarte departe de noi. Și stelele par foarte mici pentru că sunt
mult, mult mai departe. De exemplu, o rază de lumină călătorește mai repede decât orice pe lume. Poate zbura în jurul întregului Pământ înainte ca tu să clipești din ochi. Deci, Soarele este atât de departe încât raza sa călătorește până la noi timp de 8 minute. Iar razele celorlalte stele cele mai apropiate zboară către noi timp de 4 ani întregi! Lumina celor mai îndepărtate stele zboară pe Pământ timp de milioane de ani! Acum devine clar cât de departe sunt stelele de noi.

Dar dacă stelele sunt Sorii, atunci de ce strălucesc atât de slab? Cu cât steaua este mai departe, cu atât razele ei diverg mai late, iar lumina este împrăștiată pe cer. Și doar o mică parte din aceste raze ajunge la noi.

Deși stelele sunt împrăștiate pe tot cerul, le vedem doar noaptea, iar ziua pe fundalul luminii strălucitoare împrăștiate în aer. lumina soarelui nu sunt vizibile. Trăim pe suprafața planetei Pământ și ne aflăm ca în fundul unui ocean de aer, care este constant agitat și fierbinte, refractând razele stelelor. Din această cauză, ni se par că clipesc și tremură. Dar astronauții aflați pe orbită văd stelele ca niște puncte colorate, care nu clipesc.

Lumea acestor corpuri cerești este foarte diversă. Există stele gigantice și supergiganți. De exemplu, diametrul stelei Alpha este de 200 de mii de ori mai mare decât diametrul Soarelui. Lumina de la această stea parcurge distanța până la Pământ în 1200 de ani. Dacă ar fi posibil să zbori în jurul ecuatorului gigantului într-un avion, ar dura 80 de mii de ani. Există, de asemenea, stele pitice, care au dimensiuni semnificativ mai mici decât Soarele și chiar și Pământul. Materia unor astfel de stele este neobișnuit de densă. Astfel, un litru de substanță „pitică albă” Kuiper cântărește aproximativ 36 de mii de tone. Un chibrit făcut dintr-o astfel de substanță ar cântări aproximativ 6 tone.

Aruncă o privire mai atentă la stele. Și vei vedea că nu sunt toate de aceeași culoare. Culoarea unei stele depinde de temperatura de pe suprafața sa - de la câteva mii la zeci de mii de grade. Stelele roșii sunt considerate „reci”. Temperatura lor este „doar” de aproximativ 3-4 mii de grade. Temperatura suprafeței Soarelui, care este de culoare galben-verde, ajunge la 6 mii de grade. Stelele albe și albăstrui sunt cele mai fierbinți, temperaturile lor depășesc 10-12 mii de grade.

Acesta este interesant:

uneori poți privi stelele căzând din cer. Se spune că atunci când vezi o stea căzătoare, ar trebui să-ți pui o dorință și cu siguranță se va împlini. Dar ceea ce credem ca fiind stele căzătoare sunt doar roci mici care zboară din spațiul cosmic. Când se apropie de planeta noastră, o astfel de piatră se ciocnește de plicul de aerși în același timp devine atât de fierbinte încât începe să strălucească ca o stea. Curând, „steaua”, înainte de a ajunge pe Pământ, arde și se stinge. Acești „extratereștri spațiali” se numesc meteori. Dacă o parte a meteoritului ajunge la suprafață, se numește meteorit.

În unele zile ale anului, meteorii apar pe cer mult mai des decât de obicei. Acest fenomen se numește ploaie de meteoriți sau ei spun că „plouă stele”.