КласТека · твоя школа онлайн
Як астрономи вимірюють Всесвіт
Відстані, паралакс, зоряні величини, спектри, Доплер, телескопи й екзопланети.
Відстані в космосі: а. о., світловий рік, парсек
Коли використовують астрономічну одиницю, світловий рік і парсек.
Одиниці
- 1 а. о. — середня відстань від Землі до Сонця.
- Світловий рік — відстань, яку світло проходить у вакуумі за один рік.
- Парсек — відстань, з якої 1 а. о. видно під кутом 1 кутової секунди.
Співвідношення
- 1 пк ≈ 3,26 світлового року.
- Астрономічні одиниці зручні для Сонячної системи.
- Світлові роки й парсеки — для міжзоряних та галактичних масштабів.
Річний паралакс і відстані до зір
Геометричний метод визначення відстаней до близьких зір.
Ідея
- Через рух Землі навколо Сонця близька зоря видимо зміщується на тлі далеких зір.
- Половина максимального кутового зміщення — річний паралакс p.
- Чим менший паралакс, тим далі зоря.
Формула
- d(пк) = 1 / p(кут. с).
- Якщо p = 0,5″, то d = 2 пк.
- Метод є геометричним і не залежить від світності зорі.
Видима й абсолютна зоряна величина
Чим видима яскравість відрізняється від власної світності зорі.
Видима величина
- Характеризує, наскільки яскравим об’єкт здається із Землі.
- Менше числове значення означає яскравіший об’єкт.
- Може бути від’ємною для дуже яскравих об’єктів.
Абсолютна величина
- Характеризує, яким був би блиск об’єкта на стандартній відстані 10 парсеків.
- Дозволяє порівнювати власну яскравість різних зір без впливу відстані.
Спектри в астрономії
Неперервний, емісійний і поглинальний спектри та що з них дізнаються.
Типи
- Неперервний спектр дає гаряче щільне тіло.
- Емісійний спектр містить яскраві лінії випромінювання розрідженого газу.
- Спектр поглинання має темні лінії на тлі неперервного спектра.
Що визначають
- Хімічний склад за спектральними лініями.
- Температуру за формою спектра та інтенсивністю ліній.
- Рух уздовж променя зору за ефектом Доплера.
Ефект Доплера в астрономії
Червоне й синє зміщення спектральних ліній як індикатор руху.
Правило
- Якщо джерело віддаляється, спектральні лінії зміщуються до довших хвиль — червоне зміщення.
- Якщо наближається — до коротших хвиль, тобто синє зміщення.
- Ефект дозволяє вимірювати променеву складову швидкості.
Застосування
- Рух зір і галактик.
- Подвійні зоряні системи.
- Пошук екзопланет методом радіальних швидкостей.
Екзопланети: як їх знаходять
Транзитний метод, радіальні швидкості та ознаки планети біля іншої зорі.
Транзит
- Планета проходить перед диском зорі й трохи зменшує її видиму яскравість.
- Періодичні падіння блиску можуть вказувати на орбітальний період.
- Глибина транзиту пов’язана з відношенням розмірів планети й зорі.
Радіальні швидкості
- Планета і зоря обертаються навколо спільного центра мас.
- Рух зорі викликає періодичне доплерівське зміщення її спектральних ліній.
- Метод дає оцінку мінімальної маси планети.
Телескопи: рефрактор, рефлектор і радіотелескоп
Основні типи телескопів та що визначає їхню спостережну силу.
Оптичні
- Рефрактор збирає світло об’єктивом-лінзою.
- Рефлектор збирає світло головним дзеркалом.
- Великий діаметр апертури збирає більше світла й покращує кутову роздільну здатність.
Інші діапазони
- Радіотелескопи приймають радіохвилі.
- Космічні обсерваторії дають змогу працювати в діапазонах, які атмосфера поглинає або спотворює.
- Астрономія використовує весь електромагнітний спектр, не лише видиме світло.