Tanuljunk Természetismeret

Csillagászati távolságmérés: alapelvek és a kezdetek (2022)

Kiss László

MTA CsFK, Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet

Csillagászati távolságmérésMértékegységek:

•  Fényév: az a távolság, amelyet a fény egy év alatt tesz meg. A fény terjedési sebessége:300.000 km/s, így egy év alatt 9,5 * 1012  km-t tesz meg, ez egy fényév.
•  Csillagászati egység (CsE): A Naprendszer vizsgálatakor használatos távolságegység, amely megegyezik a Föld Nap körüli ellipszispályája fél nagytengelyének hosszával, azaz a közepes Nap – Föld távolsággal, ami 149.600.000 km. (Egy CsE közelítőleg 150 millió km.)
•  Parszek (parsec = pc): 1 parsec távolságban van tőlünk az az égitest, amelyről nézve a Föld Naptól mért közepes távolsága merőleges rálátás esetén 1 ívmásodperc nagyságú szögben látszik. (Az évi parallaxis az a szög, amely alatt a csillagból nézve a Földpálya sugara merőleges rálátás esetén látszik.)1 parsec = 3,26 fényév = 206.265 CsE = 3,1 * 1013 km

Távolságok parszekben

Általában egy csillag környezetéhez (mint például a mi Naprendszerünk) tartozó objektumok esetében a parszek törtrészével fejezzük ki a távolságokat.

  • Egy csillagászati egység (CsE) – a Föld távolsága a Naptól 4,85×10−6 parszek.
  • A legtávolabbi űrszonda – Voyager–1 5,1×10−4 parszekre volt a Földtől 2008 márciusában. Ezt a távolságot a Voyager kb. 30 év alatt tette meg.
  • Az Orth-felhő becsült átmérője – mintegy 0,6 parszek.

Parszekek és kiloparszekek

Azoknak a távolságoknak a nagyságrendje esik a parszek tartományba, amelyek szomszédos csillagok között mérhetők, vagy azok között a csillagok között, amelyek egy galaxisnak ugyanabban a spirálkarjában vagy ugyanabban a gömbhalmazban helyezkednek el. Az ezer parszek távolságot kiloparszeknek (kpc) nevezzük. A csillagászok rendszerint a kiloparszeket használják a galaxisok egyes részei közti távolság mérésére, vagy egy galaxiscsoporton belüli távolság mérésére.

  • Egy parszek megközelítőleg 3,262 fényév
  • A Földhöz legközelebbi csillag (a Napot leszámítva) a Proxima Centauri:
    1,29 parszek távolságra van
  • A Tejút közepe körülbelül 8 kiloparszekre van a Földtől (8 000 pc)
  • A Tejút átmérője körülbelül 30 kiloparszek (100 000 fényév)
  • Az Androméda-galaxis (M31) kissé kevesebb, mint 800 kiloparszekre van a Földtől

Többszörösei

  • kiloparszek (kpc) a parszek ezerszerese
  • megaparszek (Mpc) a parszek milliószorosa
  • gigaparszek (Gpc) a milliárdszorosa

Fényévben:

  • 1 parszek = 3,26 fényév
  • 1 kiloparszek (kpc) = 3260 fényév
  • 1 megaparszek (Mpc) = 3 260 000 fényév
  • 1 gigaparszek (Gpc) = 3 260 000 000 fényév

8,6 kpc a Föld és a galaxisunk középpontjának távolsága.

Nagy távolságok, megaparszekek és gigaparszekek

Az egymillió parszek távolságot megaparszeknek (Mpc) nevezzük.
A csillagászok általában a szomszédos galaxisok és galaxishalmazok távolságát mérik megaparszekben.

Egy gigaparszek (Gpc) egy milliárd parszek.
Ez az egyik legnagyobb távolságmérték, amit használnak. A csillagászok a gigaparszeket általában a nagy léptékű struktúrák mérésére használják, mint pl. a galaxishalmazok közti távolságok, valamint a kvazárok távolságának mérésére.

  • Az Androméda Galaxis 0,77 Mpc távolságra van a Földtől
  • A legközelebbi nagy galaxishalmaz, a Virgo-halmaz, kb. 16,5 Mpc távolságra van a Földtől
  • Az RXJ1242-11 galaxis, aminek egy szupernehéz fekete lyuk magja kell legyen, kb. 200 Mpc távolságra van a Földtől
  • A megfigyelhető univerzum határa (sugara) kb. 14 Gpc (46,5 ezer millió fényév)

 

A csillagászati távolságmérés története

Az első sikeres csillagászati távolságmérést Friedrich Bessel német csillagász és matematikus végezte el 1838-ban, aki a földpálya átmérőjét mint alapvonalat használta a 61 Cygni távolságának meghatározásához. A csillag parallaxisának ismeretében könnyen kiszámítható a távolság, ugyanis a definíció szerint a parallaxis reciproka a távolság: d = 1 π ″ {\displaystyle d={\frac {1}{\pi ”}}} , ahol d a távolság parszekben, π a parallaxis ívmásodpercben. Egyéb távolságegységekre szükség esetén a megfelelő képletekkel lehet átszámítani.

A parszek kifejezést először egy 1913-as csillagászati publikációban említették. A mértékegység elnevezésén több tudós vitatkozott. Sir Frank Watson Dyson (1868–1939) angol királyi csillagász határozottan azon a véleményen volt, hogy ennek a távolságegységnek nevet kell adni. Ő az astront, Carl Ludwig Vilhelm Charlier (1862–1934) svéd csillagász a siriometert, Herbert Hall Turner (1861–1930) angol csillagász és földrengéskutató pedig a parsec-et javasolta. Az utóbbi mértékegység van használatban 1913 óta.

Az asztrometriában a parallaxis módszer az alapvető mérési módszer a távolság meghatározáshoz. A földi telepítésű távcsövek mérési pontossága korlátozott, körülbelül 0,01 ívmásodperc, és csak azoknál a csillagoknál, amelyek 100 parszeknél közelebb vannak. Ez azért van így, mert a Föld légköre eltorzítja a csillagok képét. Az űrbe telepített távcsöveket ez a hatás nem érinti, így ezek pontosabb távolságmérési eredményeket adnak.

A Hipparcos műhold, amit az Európai Űrügynökség (ESA) helyezett pályára 1989 és 1993 között, mintegy 100 000 csillag parallaxisát mérte meg, átlagosan 0,97 milliívmásodperces pontossággal, és ezzel 1000 parszek távolságig pontos méréseket szolgáltatott a csillagok távolságára. Az ESA Gaia űrtávcsöve 2013 végén indult, és egymilliárd csillag távolságát fogja megmérni 20 mikroívmásodperc  (!) pontosságon belül.

%d bloggers like this: