Könnten wir die Parallaxe Sterne nur anhand der Größe der Erde messen?

Stellen Sie sich zwei große Oberflächenobservatorien vor, vielleicht das "nördlichste" und das "südlichste" (idealerweise auf einer ähnlichen Länge).

Könnten sie für nahegelegene Sterne jeweils gleichzeitig ein Foto aufnehmen und eine Entfernungsmessung zu diesem Stern durchführen, die auf der Größe der Erde als Basis basiert?

(Ich weiß zu schätzen, dass beide Bereiche nur einige Tage warten müssen, bis sich ihr Blickwinkel um eine viel längere Grundlinienentfernung bewegt hat!)

Oder ist diese Entfernung viel zu kurz?

Was ist dann mit der minimalen Grundlinie, mit der wir mit unseren derzeit besten Teleskopen die nächsten Sterne parallaxen können? 100.000 km, eine Million? Viel mehr?

telescope parallax

— Fattie
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Antworten:

Im Prinzip ist das nicht unmöglich.

Das Gaia-Raumschiff, das hauptsächlich zur Messung von Sternpositionen entwickelt wurde, kann Parallaxen bis zu 10 kpc Entfernung mit einer Unsicherheit von 20% messen . Seine Grundlinie ist 2 AU; mal größer als der Durchmesser der Erde. Wenn also zwei Gaias auf jeder Seite der Erde platziert werden, können Parallaxen von Sternen bis zu einer Entfernung von , was bedeutet, dass Sie fast in der Lage wären, die Entfernung unseres nächsten Nachbarsterns Centauri zu messen , der bei 1,3 pc liegt. Sie müssten also nur Ihre Gaias ein wenig verbessern. $2.3\times10^{4}$ $10\,\mathrm{kpc} \,/\, 2.3\times10^{4} \simeq 0.4\,\mathrm{pc}$ $\alpha$

Dies ignoriert kleine Komplikationen wie die Atmosphäre, aber wenn Sie bereit sind, sie außerhalb der Atmosphäre zu platzieren, können Sie dies tun. Natürlich wäre es eine Art Zeitverschwendung, da wir bereits die Entfernungen zu den nächsten Sternen kennen, aber hey, machen Sie weiter.

— Pela
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Total geiler Kerl.

— Fattie

hoffte auf Alternativtext;)

— Michael

Wenn ich mich nicht irre, sollte es .

2.2 \times 10^{5}

$2.2\times 10^5$

— Martin Argerami

@MartinArgerami: Ich habe die Berechnung in meinem Kopf durchgeführt und war tatsächlich ein bisschen daneben, aber es war fast richtig: , nicht .

2 A U / 2 R_{\oplus} = 3 \times 10^{13} / 1.3 \times 10^{9} = 2.3 \times 10^{4}

$2\,\mathrm{AU} \,/\, 2R_\oplus = 3\times10^{13}/1.3\times10^{9} = 2.3\times10^4$

\times 10^{5}

$\times10^5$

— Pela

Ich hoffe, Sie haben die 1300 Megaeuros nicht auch in Ihrem Kopf gemacht. Die ESA wird sich darüber nicht freuen.

— Zephyr

Was Sie beschreiben, ist ein Interferometer, und tatsächlich haben wir bereits ein Interferometer mit einem von Ihnen beschriebenen Aufbau.

Wenn Sie es nicht wissen, besteht ein Interferometer aus zwei oder mehr Teleskopen, die durch einen gewissen Abstand voneinander getrennt sind und zusammenarbeiten, um ein Bild eines Objekts aufzunehmen. Nach den Grundprinzipien der Optik wird die effektive Größe Ihres Teleskops nicht von der kumulierten Gesamtgröße der zwei oder mehr Teleskope bestimmt, sondern von der physischen Trennung der Teleskope. Das heißt, wenn Sie ein Teleskop am Nordpol und ein anderes am Südpol haben, so dass beide gleichzeitig dasselbe Objekt beobachten können, dann haben Sie effektiv ein Teleskop, dessen Öffnung die Größe der Erde hat!

Wenn Sie Ihre Optik kennen, wissen Sie, dass eine größere Blende eine bessere Auflösung bedeutet. Das bereits existierende erdgroße Interferometer, auf das ich oben hingewiesen habe, wäre das Very Long Baseline Interferometer (VLBI). Dieses Teleskop kann mit einer Auflösung von weniger als einer Millisekunde messen!

Hier ist eine Liste von 70 Pulsaren , deren Parallaxe gemessen wurde, von denen ein großer Teil mit dem VLBI durchgeführt wurde.

Einige Notizen:

Das Konzept der Interferometrie ist äußerst komplex und in der Praxis schwer umzusetzen. Aufgrund der Physik ist es umso einfacher, interferometrische Systeme zu haben, je länger die Wellenlänge ist. Daher befinden sich die meisten Interferometer wie das VLBI im Mikrowellen- / Funkbereich. Das NPOI ist das einzige mir bekannte optische Interferometer, das es nur gibt, weil es vom US-Militär als Notwendigkeit für Satelliten und Navigation finanziert wird.
Technisch gesehen geht es um viel mehr als die kurze konzeptionelle Einführung, die ich oben gegeben habe, aber um ehrlich zu sein, müssen Sie ein ganzes Lehrbuch lesen, um den Prozess wirklich zu verstehen, und selbst für mich scheint einiges davon einfach magisch.
Bei der Untersuchung des VLBI sehen Sie möglicherweise Verweise auf den VLBA. Dies ist eine verwandte, aber eigenständige Sammlung von Teleskopen. Tatsächlich ist der VLBA das Very Long Baseline Array, das aus Teleskopen auf der ganzen Welt besteht, die Eigentum der Vereinigten Staaten sind und von diesen betrieben werden . Der VLBI umfasst jedoch alle Teleskope innerhalb des VLBA, aber auch andere Teleskope, die Eigentum anderer Länder sind und von diesen betrieben werden.

— Zephyr
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Hmm; Ich beschreibe kein Interferometer! :) Bei einer Parallaxenmessung machen Sie einfach zwei Fotos und vergleichen das "Wackeln" des nahe gelegenen Sterns (im Vergleich zum entfernten Hintergrund). {In Bezug auf Interferometer; optische Interferometer sind höchstens einige hundert Meter voneinander entfernt; Funkinterferometer sind unterschiedlich.} Der Zweck von Interferometern besteht darin, eine sehr hohe Auflösung zu erzielen (also die winzigen Lücken zwischen Binärdateien zu trennen und ähnliche Probleme anzugehen). Ich sehe nicht sofort, wie ein Interferometer verwendet werden kann, um Paare von Parallaxenfotos aufzunehmen. (Fortsetzung ...)

— Fattie

.. außer insofern, als Sie natürlich ein Interferometer wie jedes andere Teleskop verwenden könnten, um ein Paar Parallaxenfotos zu erstellen: Nehmen Sie im Januar und dann im Juli ein Foto (Radiogramm .. was auch immer) auf. Ich bin mir also nicht sicher, ob sich Interferometer als solche auf das Aufnehmen von Parallaxenpaarfotos beziehen?

— Fattie

Mir ist klar, dass das, was ich beschrieben habe, nicht genau das ist, was Sie fragen, aber ich denke, es ist effektiv. Sie haben zwar nicht über Interferometer gesprochen, aber Interferometer können verwendet werden, um effektiv das zu tun, wovon Sie sprechen, wenn sie die Erde als Basislinie verwenden (und nicht die Erdumlaufbahn, wie es die Standardpraxis ist). Es ist nicht genau das, was Sie vielleicht wollen, aber es ist so nah, wie ich es kenne, tatsächliche Techniken anzuwenden. Versuchen Sie, die Quellen in der von mir verknüpften Pulsarparallaxe zu überprüfen.

— Zephyr

@ JoeBlow Dies mag sich als nicht wirklich beantwortend für Ihre Frage herausstellen, erfüllt aber zumindest die Anforderung, die Erde als Basis für die Messung der Parallaxe zu verwenden.

— Zephyr