Entfernung zu Sternen berechnen

Ich habe gerade einen Vortrag von Carl Sagan gesehen. Er sprach davon, die Entfernung zu den Sternen herauszufinden; es hat mich interessiert, mehr über das Thema zu erfahren.

Soweit ich weiß, können das Inverse Quadratgesetz und die Parallaxe verwendet werden. Kann jemand diese erweitern? Insbesondere in Bezug auf das, was ich tun könnte, um die Entfernung von der Erde zu Proxima Centauri zu messen.

star distances

— FunctionR
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Damit Sie das inverse Quadratgesetz verwenden können, müssen Sie zuerst den Abstand kennen (es sei denn, Sie verwenden eine so genannte Standardkerze).

— Astromax

Verwenden Sie für Proxima Centauri einfach die Parallaxe. Notieren Sie die Position von Proxima Centauri (gegenüber den "Fixsternen" weiter entfernt) in einem Abstand von 6 Monaten und ermitteln Sie die Entfernung anhand des Winkelabstands und des Durchmessers der Erdumlaufbahn (ca. 186 Millionen Meilen).

— barrycarter

Wie ich in den Kommentaren unten ausgeführt habe, ist die hier akzeptierte Antwort für Standardtechniken zur Bestimmung der Entfernung zu Sternen in der Astronomie kaum relevant. Relevante Informationen können stattdessen gefunden werden, z. B. in dieser Referenz: en.wikipedia.org/wiki/Spectroscopic_parallax

— Alexey Bobrick

@barrycarter Es ist fast so einfach, aber nicht ganz - siehe unten.

— Rob Jeffries

Antworten:

Eine Möglichkeit, Abstand zu einer Ansammlung von Sternen zu finden, besteht darin, auf einen RRLyrae im Haufen zu hoffen . Da es sich bei RRLyrae um Standardkerzen handelt , können Sie den Abstand mit dem inversen Quadratgesetz extrahieren.

rrlyraePeriod

— Astromax
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Was machst du, wenn es keine RRLyrae gibt?

— FunctionR

Was machst du, wenn du kein RRLyrae hast und du jenseits der Distanz bist, die Parallaxe verwendet werden kann? Ich hoffe auf eine andere Art von variablem Stern oder Supernovae, um sie als Standardkerze zu verwenden, würde ich sagen. Darüber hinaus bin ich mir nicht ganz sicher. Alles, was zu lokal ist, wird sich nicht in vorhersehbarer Weise mit dem Universum ausdehnen, um seine Rotverschiebung mit der Entfernung in Beziehung zu setzen. Alle Sterne, die wir zu sehen hoffen, sind leider lokal (in unserer eigenen Milchstraße; abgesehen von Supernovae).

— Astromax

Hmm - ich bin mir nicht sicher, warum eine richtige Antwort herabgestimmt wurde. Sie hätten einfach sagen können, dass es häufigere Techniken gibt. Noch besser wäre es gewesen, eine eigene Antwort zu finden.

— Astromax

@astromax, entschuldige, dass du deine Antwort runtergestimmt hast, ich meine es nicht schlecht. Ich betone jedoch, dass dies keine korrekte Antwort auf die Frage ist und fast keine Rolle spielt. Die Standardtechnik ist wie oben beschrieben und die Parallaxe ist die zweithäufigste Methode. Worüber Sie hier sprechen, ist besser geeignet, um die Abstände zu Galaxien und Sternhaufen zu bestimmen.

— Alexey Bobrick

Ich persönlich behalte mir das Downvoting für falsche Antworten vor - nicht relevante Antworten, die unvollständig oder nicht unbedingt die beste Antwort sind.

— Astromax

Die aktuell akzeptierte Antwort ist nicht relevant, um die Entfernung zu einem Stern wie Proxima Centauri zu ermitteln.

So funktioniert Parallaxe Sie messen die Position eines Sterns in einem Feld von Sternen, die (vermutlich) viel weiter entfernt sind. Du machst das zweimal, getrennt von 6 Monaten. Sie berechnen dann den Winkel, den der Stern gegenüber seinen Hintergrundsternen verschoben hat. Dieser Winkel ist Teil eines großen Dreiecks mit einer Basis, die dem Durchmesser der Erdumlaufbahn um die Sonne entspricht. Die Trigonometrie sagt Ihnen dann, wie weit die Erde von der Sonne entfernt ist. [In der Praxis führen Sie viele Messungen mit beliebiger zeitlicher Trennung durch und kombinieren sie alle.]

$\tan (\theta) = 3.08\times10^{16}$

$10^{-5}$ $10^{-4}$

Parallaxe - wie unter http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/21c/earth_universe/earth_stars_galaxiesrev4.shtml dargestellt

Parallaxe, entnommen aus der BBC "Bitesize Website"

In Wirklichkeit ist es etwas schwieriger, da Sterne aufgrund ihrer Bewegung in unserer Galaxie relativ zur Sonne auch eine "Eigenbewegung" über den Himmel haben. Dies bedeutet, dass Sie mehr als zwei Messungen durchführen müssen, um diese Bewegungskomponente am Himmel herauszufiltern. Bei Proxima Centauri ist die Bewegung gegen die Hintergrundsterne aufgrund der Eigenbewegung größer als die Parallaxe. Die beiden Komponenten sind jedoch deutlich zu erkennen und zu trennen (siehe unten). Es ist die (halbe) Amplitude der gekrümmten Bewegung im Bild darunter, die der Parallaxe entspricht. Die Eigenbewegung ist nur der konstante lineare Trend in Bezug auf die Hintergrundsterne.

HST-Bilder des Weges von Proxima Centauri gegen Hintergrundsterne. Die grüne Kurve zeigt den gemessenen und vorhergesagten Weg des Sterns über das Hintergrundfeld in den nächsten Jahren.

HST-Bilder von Proxima Centauri

Parallaxenmessungen eignen sich am besten für Sterne in der Nähe, da der Parallaxenwinkel größer ist. Für weiter entfernte Sterne oder solche ohne Parallaxenmessung gibt es eine Reihe von Techniken. Bei isolierten Sternen wird am häufigsten versucht, den Sterntyp anhand seiner Farbe (n) oder vorzugsweise anhand eines Spektrums zu bestimmen, das seine Temperatur und Schwerkraft erkennen lässt. Daraus kann man die absolute Leuchtkraft des Objekts abschätzen und dann aus seiner beobachteten Helligkeit die Entfernung berechnen. Dies ist als photometrische Parallaxe oder spektroskopische Parallaxe bekannt .

— Rob Jeffries
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Für nahe Objekte funktioniert die Parallaxenmethode perfekt. Für größere Entfernungen werden die bereits erwähnten Standardkerzen verwendet. Die Helligkeit von RR Lyrae, Supernovae Typ Ia, könnte berechnet werden, daher können wir mit der Lichtmenge, die wir von diesen Objekten erhalten, die Entfernung abschätzen. Für noch weiter entfernte Objekte wird die Rotverschiebungsmethode verwendet, um die Entfernung zu berechnen, in der ein bestimmter Linienübergang mit einer bestimmten Frequenz (z. B. Eisenemission) gemessen wird, und die Frequenzverschiebung, die durch die Expansion des Universums verursacht wird (ein beschriebenes Phänomen) mathematisch) gibt uns einen Hinweis auf die Entfernung des Objekts.

— Gast
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