Avstander til stjernene. Er stjernene langt unna oss? Hvor langt er stjernene fra oss

Og andre planeter. Når de så på himmelen, klarte de å fastslå at Månen, som beveger seg over himmelen, skjuler en eller annen stjerne, men selve stjernene er aldri foran. Noen ganger skjuler planetene stjernene. Dette tyder på at stjernene befinner seg lenger enn planetene.

Men hva neste? selv da påpekte han at stjernene er veldig langt fra jorden og derfor kan vi ikke legge merke til forskyvningen av stjernenes posisjoner. Men de må nødvendigvis skyldes jordens bevegelse sammen med stjernene i verdensrommet.

Astronomer kunne ikke se slike bevegelser av stjerner omtrent tre århundrer etter. Selv om det i løpet av den perioden ble gjort store fremskritt i oppfinnelsen av instrumenter for å observere himmelen, så vel som i nøyaktigheten av observasjoner. I midten av XVIII århundre. kjente forskere Bradley (i England) og Lambert (i Tyskland) fant at avstandene til stjernene nærmest oss er mange ganger større enn avstandene fra jorden til. Men de lyktes ikke med å vite nøyaktig avstandene til stjernene.

For første gang i vitenskapens historie målte V. Ya. Struve . Han målte posisjonen til Vega mange ganger og kom til at Vega er forskjøvet på et halvt år med en vinkel på ca 1/4 av et buesekund. Ved en så liten vinkel fra Vega bør diameteren til jordbanen være synlig – med andre ord dobbel avstand fra Jorden til Sola, og denne avstanden i seg selv – i en vinkel på 1/8 av et buesekund.

Det er kjent at sirkelen er delt inn i 360 grader med 60 bueminutter i hver grad, hvert minutt er 60 sekunder. Dette betyr at det er 1 296 000 buesekunder i en sirkel.

Hvis radiusen til jordens bane fra Vega er i en vinkel på omtrent 1/8 av et sekund, eller omtrent 1/10 000 000 av en sirkel (astronomer kaller denne vinkelen parallaksen til en gitt stjerne), så er avstanden til denne stjernen nesten 250 billioner kilometer.

Slike tall er selvfølgelig upraktiske å bruke. Vanligvis i slike tilfeller bruker astronomer større lengdeenheter. For eksempel lysår. Dette er en kort sikt for avstanden som en lysstråle beveger seg over en periode lik et jordår med en hastighet på rundt 300 000 km/s. Et lysår er omtrent 9,5 billioner kilometer. Kort fortalt kan det skrives som følger: 9,5 x 10 til 12. potens av km.

Astronomer bruker også et annet system for å måle avstander til stjerner. Hvis en sirkel inneholder 1 296 000 buesekunder, er en radian 206 265 buesekunder (57°,3). Hvis radiusen til jordens bane var synlig fra et himmellegeme i en vinkel på 1 sekund av sirkelen, ville dette indikere at avstanden til et slikt legeme er 206 265 ganger større enn radiusen til jordens bane, og er lik omtrent 31 billioner km eller 374 lysår. Denne verdien kalles parallakse-sekund eller parsec.

Vega ligger i en avstand på 8 parsecs, eller 26,5 lysår fra oss. For å fly en slik avstand, ville TU-154-flyet trenge førti millioner år.

Vega er faktisk en av de relativt nærme stjernene til oss, men ikke den nærmeste. Av de lyseste stjernene er stjernealfaen nærmest oss i stjernebildet Centaurus, usynlig fra Russlands territorium. Det kan sees i de sørlige landene. Lyset fra den tar 4,3 år å nå oss.

Til dags dato har avstander til mange tusen stjerner blitt bestemt på denne måten.

Men med all nøyaktigheten som astronomer har oppnådd i å måle stjerneparallakser, kan denne metoden bare brukes for å bestemme avstandene til relativt nære stjerner. For fjerne stjerner som er hundrevis, tusenvis og titusenvis av lysår unna oss, er det ikke egnet: vinklene viser seg å være så ubetydelige (hundredeler og tusendeler av et sekund) at de ikke kan måles. Astronomer har funnet andre ganske pålitelige måter å måle avstandene til fjernere stjerner. Som et resultat er de nøyaktige avstandene til titusenvis av individuelle stjerner nå kjent, og enda flere stjerner kan tilnærmes.

Hvis stjernene kan sees fra ufattelig store avstander, så må de ha en enorm lysstyrke (luminositet). Stjerner er veldig fjerne soler fra oss. Noen av dem sender ut mye mer lys enn vår enorme

I mai 2015 registrerte Hubble-teleskopet et utbrudd av den fjerneste, og derfor den eldste kjente galaksen til dags dato. Strålingen tok så mye som 13,1 milliarder lysår å nå jorden og bli registrert av utstyret vårt. Ifølge forskere ble galaksen født rundt 690 millioner år etter Big Bang.

Man skulle tro at hvis lyset fra galaksen EGS-zs8-1 (nemlig et så elegant navn ble gitt til det av forskere) fløy til oss i 13,1 milliarder år, så ville avstanden til det være lik den som lyset vil reise i disse 13,1 milliarder årene.

Men vi må ikke glemme noen funksjoner i strukturen til vår verden, som i stor grad vil påvirke beregningen av avstanden. Faktum er at universet utvider seg, og det gjør det med akselerasjon. Det viser seg at mens lyset reiste 13,1 milliarder år til planeten vår, utvidet verdensrommet seg mer og mer, og galaksen beveget seg fra oss raskere og raskere. En visuell prosess er vist i figuren nedenfor.

Gitt verdensrommets utvidelse er den fjerneste galaksen EGS-zs8-1 for øyeblikket omtrent 30,1 milliarder lysår unna oss, noe som er rekord blant alle andre lignende objekter. Interessant nok vil vi inntil et visst punkt oppdage flere og fjernere galakser, hvis lys ennå ikke har nådd planeten vår. Det er trygt å si at rekorden til EGS-zs8-1-galaksen vil bli brutt i fremtiden.

Det er interessant: det er ofte en misforståelse om størrelsen på universet. Bredden sammenlignes med alderen, som er 13,79 milliarder år. Dette tar ikke hensyn til at universet utvider seg med akselerasjon. Ifølge grove anslag er diameteren til det synlige universet 93 milliarder lysår. Men det er også en usynlig del av universet, som vi aldri vil kunne se. Les mer om størrelsen på universet og usynlige galakser i artikkelen "".

Hvis du finner en feil, merk en tekst og klikk Ctrl+Enter.

Melkeveien er galaksen der jorden befinner seg.
alle stjernene i solsystemet og alle stjernene som er synlige for det blotte øye
Panorama av Melkeveien tatt i Death Valley, USA, 2005
Foto: National Park Service
Massen til stjernen Deneb er 200 ganger massen til solen. Jorden er mer enn tusen lysår unna. Dette betyr at lyset fra Deneb som vi ser ble sendt ut et sted mellom fødselen av den romerske republikken og det vestromerske imperiets fall. Underholdende fakta fra stjernelistenes liv KIRI2LL. På de grenseløse vidder av Internett, snublet jeg på en eller annen måte over følgende bilde.
Selvfølgelig er denne lille sirkelen midt i Melkeveien betagende og får deg til å tenke på mange ting, fra det skrøpelige ved å være til universets grenseløse størrelse, men likevel oppstår spørsmålet: hvor mye er alt dette sant?

Dessverre indikerte ikke kompilatorene av bildet radiusen til den gule sirkelen, og å estimere den med øyet er en tvilsom øvelse. Imidlertid stilte @FakeAstropix-diskanten det samme spørsmålet som meg og hevder at dette bildet er riktig for omtrent 99 % av stjernene som er synlige på nattehimmelen.
Et annet spørsmål er, hvor mange stjerner kan sees på himmelen uten å bruke optikk? Det antas at opptil 6000 stjerner kan observeres fra jordoverflaten med det blotte øye. Men i virkeligheten vil dette tallet være mye mindre - for det første, på den nordlige halvkule vil vi fysisk ikke kunne se mer enn halvparten av dette tallet (det samme gjelder for innbyggere på den sørlige halvkule), og for det andre snakker vi om ideelle observasjonsforhold, som i realiteten er praktisk talt umulig å nå. Det alene er verdt én lysforurensning av himmelen. Og når det gjelder de mest fjerne synlige stjernene, trenger vi i de fleste tilfeller akkurat ideelle forhold for å legge merke til dem.

Men likevel, hvilke av de små blinkende punktene på himmelen er de fjernest fra oss? Her er listen jeg har klart å sette sammen så langt (selv om jeg selvfølgelig ikke ville bli overrasket om jeg gikk glipp av mye, så ikke døm for hardt).

Deneb- den lyseste stjernen i stjernebildet Cygnus og den tjuende lyseste stjernen på nattehimmelen, med en tilsynelatende styrke på +1,25 (det antas at grensen for synlighet for det menneskelige øyet er +6, maksimalt +6,5 for personer med virkelig utmerket syn). Denne blå-hvite superkjempen, som ligger mellom 1500 (siste estimat) og 2600 lysår unna oss - dermed ble lyset fra Deneb vi ser sendt ut et sted mellom fødselen av den romerske republikken og det vestromerske imperiets fall.
Her og nedenfor bør det huskes at det på grunn av den lille parallaksen er ganske vanskelig å beregne den nøyaktige avstanden til slike fjerne objekter, fordi forskjellige kilder kan gi forskjellige tall.

Massen til Deneb er omtrent 200 ganger massen til stjernen vår enn solen, og lysstyrken overstiger solminimumet med 50 000 ganger. Hvis han var i stedet for Sirius, ville han gnistre på himmelen vår klarere enn fullmånen.

VV Cephei Aer en av de største stjernene i vår galakse. I følge ulike estimater overstiger radiusen solenergien fra 1000 til 1900 ganger. Den ligger i en avstand på 5000 lysår fra solen. VV Cepheus A er en del av et binært system - naboen trekker aktivt saken om følgestjernen over på seg selv. Den tilsynelatende stjernestørrelsen VV til Cepheus A er omtrent +5.
P Cygnusligger i en avstand på 5000 til 6000 lysår fra oss. Det er en knallblå variabel hyperkjempe hvis lysstyrke er 600 000 ganger solens. Kjent for det faktum at i løpet av observasjonsperioden endret dens tilsynelatende størrelse seg flere ganger. Stjernen ble først oppdaget på 1600-tallet, da den plutselig ble synlig - da var dens styrke +3. Etter 7 år har lysstyrken til stjernen sunket så mye at den ikke lenger er synlig uten teleskop. På 1600-tallet fulgte flere sykluser med kraftig økning, og deretter den samme kraftige nedgangen i lysstyrken, som den til og med ble kalt den konstante novaen for. Men på 1700-tallet roet stjernen seg og siden den gang har dens styrke vært omtrent +4,8.

P Cygnus kledd i rødt

Mu Cepheiogså kjent som Herschel's Garnet Star, er en rød superkjempe, kanskje den største stjernen som er synlig for det blotte øye. Lysstyrken overstiger sola med 60 000 til 100 000 ganger, og radiusen, ifølge nyere estimater, kan være 1500 ganger solens. Mu Cephei ligger i en avstand på 5500-6000 lysår fra oss. Stjernen er på slutten av sin livsbane og vil snart (etter astronomiske standarder) bli til en supernova. Dens tilsynelatende størrelse varierer fra +3,4 til +5. Det antas å være en av de rødeste stjernene på den nordlige himmelen.

Plasketts stjerneligger i en avstand på 6600 lysår fra Jorden i stjernebildet Monoceros og er et av de mest massive systemene av dobbeltstjerner i Melkeveien. Stjerne A har en masse på 50 solmasser og en lysstyrke som er 220 000 ganger større enn stjernen vår. Stjerne B har omtrent samme masse, men lysstyrken er mindre - "bare" 120 000 solenergi. Den tilsynelatende størrelsen på stjernen A er +6,05 – noe som betyr at den teoretisk sett kan sees med det blotte øye.
System Denne kjølenligger i en avstand på 7500 - 8000 lysår fra oss. Den består av to stjerner, hvorav den viktigste er en knallblå variabel, er en av de største og mest ustabile stjernene i vår galakse med en masse på rundt 150 solmasser, hvorav 30 stjernen allerede har klart å slippe. På 1600-tallet hadde Eta Carina en fjerde styrke, i 1730 ble den en av de lyseste i stjernebildet Carina, men i 1782 ble den igjen veldig svak. Så, i 1820, begynte en kraftig økning i stjernens lysstyrke, og i april 1843 nådde den en tilsynelatende styrke på -0,8, og ble en stund den nest lyseste stjernen på himmelen etter Sirius. Etter det falt lysstyrken til Eta Carina, og i 1870 var stjernen usynlig for det blotte øye.
I 2007 økte imidlertid stjernens lysstyrke igjen, og nådde magnituden +5 og ble synlig igjen. Den nåværende lysstyrken til stjernen er estimert til å være minst en million solceller, og den ser ut til å være hovedkandidaten til tittelen til den neste supernovaen i Melkeveien. Noen tror til og med at den allerede har eksplodert.
Rho Cassiopeiaer en av de fjerneste stjernene som er synlige for det blotte øye. Det er en ekstremt sjelden gul hyperkjempe, med en lysstyrke som er en halv million ganger solens og en radius som er 400 ganger større enn stjernen vår. Ifølge de siste estimatene ligger den i en avstand på 8200 lysår fra solen. Vanligvis er størrelsen +4,5, men i gjennomsnitt, en gang hvert 50. år, dimper stjernen i flere måneder, og temperaturen på de ytre lagene synker fra 7000 til 4000 grader Kelvin. Det siste tilfellet skjedde på slutten av 2000 - begynnelsen av 2001. Ifølge beregninger kastet stjernen ut stoff i løpet av disse få månedene, hvis masse utgjorde 3% av solens masse.
V762 Cassiopeiaeer sannsynligvis den fjerneste stjernen som er synlig fra jorden for det blotte øye - i det minste basert på tilgjengelige data. Lite er kjent om denne stjernen. Det er kjent for å være en rød superkjempe. I følge de siste dataene ligger den i en avstand på 16 800 lysår fra oss. Dens tilsynelatende styrke varierer fra +5,8 til +6, så du kan se stjernen bare under ideelle forhold.

Avslutningsvis er det verdt å nevne at det har vært tilfeller i historien hvor folk har vært i stand til å observere mye fjernere stjerner. For eksempel, i 1987 i den store magellanske skyen, som ligger i en avstand på 160 000 lysår fra oss, brøt det ut en supernova som kunne sees med det blotte øye. En annen ting er at den, i motsetning til alle supergigantene som er oppført ovenfor, kunne observeres i mye kortere tid.

Mer enn seks tusen lysår fra jordens overflate er en raskt roterende nøytronstjerne - Black Widow-pulsaren. Hun har en følgesvenn, en brun dverg, som hun hele tiden bearbeider med sin kraftige stråling. De kretser rundt hverandre hver 9. time. Når du ser dem gjennom et teleskop fra planeten vår, tror du kanskje at denne dødelige dansen ikke angår deg på noen måte, at du bare er et eksternt vitne til denne "forbrytelsen". Det er det imidlertid ikke. Begge deltakerne i denne handlingen tiltrekker deg til dem.

Og du tiltrekker dem også, billioner av kilometer unna, ved hjelp av tyngdekraften. Tyngdekraften er tiltrekningskraften mellom to objekter som har masse. Dette betyr at ethvert objekt i universet vårt tiltrekker seg et hvilket som helst annet objekt i det, og samtidig tiltrekkes av det. Stjerner, sorte hull, mennesker, smarttelefoner, atomer - alt dette er i konstant interaksjon. Så hvorfor føler vi ikke denne attraksjonen fra milliarder av forskjellige retninger?

Det er bare to grunner - masse og avstand. Ligningen som kan brukes til å beregne tiltrekningskraften mellom to objekter ble først formulert av Isaac Newton i 1687. Forståelsen av tyngdekraften har utviklet seg noe siden den gang, men i de fleste tilfeller er Newtons klassiske tyngdekraftsteori fortsatt anvendelig for å beregne dens styrke i dag.

Denne formelen ser slik ut - for å finne ut tiltrekningskraften mellom to objekter, må du multiplisere massen til den ene med massen til den andre, multiplisere resultatet med gravitasjonskonstanten og dele alt dette med kvadratet av avstanden mellom objektene. Alt, som du kan se, er ganske enkelt. Vi kan til og med eksperimentere litt. Hvis du dobler massen til ett objekt, vil tyngdekraften dobles. Hvis du "skyver" objekter vekk fra hverandre med samme to ganger, vil tiltrekningskraften være en fjerdedel av hva den var før.

Tyngdekraften mellom deg og jorden trekker deg mot midten av planeten, og du føler denne kraften som din egen vekt. Denne verdien er 800 Newton hvis du står på havnivå. Men går du til Dødehavet, vil det øke med en liten brøkdel av en prosent. Hvis du oppnår bragden og klatrer til toppen av Everest, vil verdien synke - igjen, ekstremt litt.

Jordens tyngdekraft virker på ISS, som ligger i en høyde på omtrent 400 kilometer, med nesten samme kraft som på overflaten av planeten. Hvis denne stasjonen var montert på en enorm fast søyle, hvis base ville være på jorden, ville gravitasjonskraften på den være omtrent 90% av det vi føler. Astronauter er i null tyngdekraft av den enkle grunn at ISS stadig faller på planeten vår. Heldigvis beveger stasjonen seg samtidig med en hastighet som gjør at den unngår kollisjon med jorden.

Vi flyr videre - til månen. Dette er allerede 400 000 kilometer hjemmefra. Tyngdekraften til jorden her er bare 0,03 % av den opprinnelige. Men tyngdekraften til satellitten vår merkes fullt ut, som er seks ganger mindre enn vi er vant til. Hvis du bestemmer deg for å fly enda lenger, vil jordens tyngdekraft falle, men du vil aldri kunne bli helt kvitt den.

Når du er på overflaten av planeten vår, føler du tiltrekningen av mange objekter - både svært fjerne og de som er i umiddelbar nærhet. Solen, for eksempel, trekker deg mot seg med kraften på en halv newton. Hvis du er i en avstand på flere meter fra smarttelefonen, blir du trukket til den ikke bare av ønsket om å sjekke mottatte meldinger, men også av en kraft på flere piconewtons. Dette er omtrent lik tyngdekraften mellom deg og Andromeda-galaksen, som er 2,5 millioner lysår unna og har en masse billioner ganger så mye som solen.

Hvis du vil bli helt kvitt tyngdekraften, kan du bruke et veldig vanskelig triks. Alle massene som er rundt oss trekker oss hele tiden mot dem, men hvordan vil de oppføre seg hvis du graver et veldig dypt hull rett til planetens sentrum og går ned dit, og på en eller annen måte unngår alle farene som kan oppstå langs denne lange sti? Hvis vi forestiller oss at det er et hulrom inne i en perfekt sfærisk jord, vil tiltrekningskraften til veggene være den samme fra alle sider. Og kroppen din vil plutselig finne seg selv i vektløshet, i suspendert tilstand - akkurat midt i dette hulrommet. Så du føler kanskje ikke jordens tyngdekraft - men for dette må du være nøyaktig inne i den. Dette er fysikkens lover og ingenting kan gjøres med dem.

Når du ser på himmelen en mørk natt i klart vær, ser du mange stjerner. Imidlertid er nesten alle i vår galakse, Melkeveien. Selv de fjerneste som du kan se uten et teleskop er mindre enn tjue tusen lysår fra Jorden. Det kan virke som en gigantisk avstand, men kosmos er mye større enn våre umiddelbare omgivelser. Det er virkelig enormt, og det er derfor det er utrolig vanskelig for forskere å studere stjerner utenfor galaksen vår. Den fjerneste stjernen som har blitt isolert fra den fremmede gløden som omgir den, er bare 55 millioner lysår unna oss.

Vitenskapelige prestasjoner

Men hvis astronomene ikke tar feil i noe, ble denne rekorden nylig slått. Ifølge en artikkel publisert i mars i år i tidsskriftet Nature Astronomy ble han knust i filler, feid bort og trampet ned. Han gikk videre til en stjerne som er 14 milliarder lysår unna oss! Det skal bemerkes at astronomer ofte klarer å se objekter langt fra planeten vår. Med teleskoper kan de se de lyseste supernovaene 10 milliarder lysår unna. Vanlige stjerner kan imidlertid ikke sees selv på en avstand som er hundrevis av ganger mindre. Og her nevner vi først om "gravitasjonslinsing".

Dette fenomenet oppstår når den enorme massen til en galakse, eller til og med en klynge av galakser, bøyer, forvrenger og forsterker lyset bak den. Dette fenomenet er mulig på grunn av det faktum at slike gjenstander faktisk bøyer selve rommet rundt dem. Galakser som skaper effekten av gravitasjonslinser "forsterker" lysstyrken med gjennomsnittlig 50 ganger.

fjerne stjerner

Stjernen vi snakker om i dag er bak en galaksehop 6 milliarder lysår unna, og lyset er blitt forsterket med mer enn 2000 ganger! I vitenskapelige kataloger er den oppført som MACS J1149 Lensed Star 1. Imidlertid ga forskerne som oppdaget den også et uoffisielt navn - Icarus. Tusen takk for dette, det er mye mer praktisk for oss også.

Icarus ble oppdaget, ganske ved et uhell, da forskere så på supernovabilder tatt av Hubble-romteleskopet i 2016 og 2017. Ikke langt fra henne la de merke til et lite lyspunkt. Den endret lysstyrken over tid, men ikke på samme måte som supernovaer gjør. Fargeskjemaet til lyset som kommer fra dette objektet forble uendret i mange måneder. Ytterligere analyser viste at vi har å gjøre med en blå superkjempe.

Disse stjernene er mye større, mer massive, varmere enn solen og hundretusenvis av ganger lysere enn den. Dette er en så liten påminnelse om at ethvert fenomen i rommet kan være virkelig kosmisk i skala. Alle blå superkjemper har lignende egenskaper, derfor, ved å sammenligne lyset fra Icarus med lyset fra de samme objektene i vår galakse, var astronomer i stand til å beregne avstanden til det. Det viste seg at stjernen har en alder på 9 milliarder år, og på grunn av det faktum at universet utvider seg, er nå armaturene generelt 14 milliarder lysår før det.

Hvordan klarte Icarus å forstørre bildet sitt 2000 ganger når den vanlige gravitasjonslinseverdien bare er 50? Svaret er mikrolinser. Dette er små gjenstander inne i store linser. Disse kan være individuelle stjerner, og gir en ekstra tilnærming til "bildet". Linser i linser. Denne effekten varer ikke lenge, fordi mikrolinsene hele tiden beveger seg fra ønsket posisjon og går tilbake til den igjen. Men hvis vi følger nøye med på hva som skjer, åpner det seg store muligheter foran oss. Ved hjelp av mikrolinsing har forskere til og med klart å finne planeter utenfor Melkeveien!

den fjerneste stjernen

Icarus kan forresten være nyttig ikke bare som rekordholder, oppført i den aktuelle boken. Ved å studere hvordan tilnærmingseffekten påvirker den over tid, håper astronomer å bygge en nøyaktig modell av fordelingen av materie i en "linse"-klynge av galakser. Dette inkluderer sannsynligvis mørk materie, som vi fortsatt ikke kan finne, undersøke og føle, men som har en gravitasjonseffekt på andre romobjekter. På denne måten kan Icarus hjelpe oss å øke kunnskapen om universet betraktelig. Vel, hans gamle greske navnebror var også en veldig positiv karakter, selv om han ikke ble en mester, uansett hvor hardt han prøvde. Vi håper at vår Icarus ikke vil vanære det herlige navnet.