Как измеряют расстояния до звезд?

Каким способом можно измерить расстояние до звезд?

Метод горизонтального параллакса

Земной шар, держась на расстоянии 149,6 миллионов километров от Солнца,  за год “наматывает” по орбите весьма не малое расстояние.

Однако по-настоящему гигантские расстояния начинаются за пределами солнечной системы. Только в начале 20-го века ученым удалось произвести достаточно точные измерения и впервые установить расстояние до некоторых звезд.

Способ определения расстояния до звезд состоит в точном определении направления на них (то-есть в определении их положения на небесной сфере) с двух концов диаметра земной орбиты и называется “Метод горизонтального параллакса”. Для этого надо лишь определить направление на звезду в моменты отделенные друг от друга полугодом, так как Земля за это время сама переносит с собой наблюдателя с одной стороны своей орбиты на другую.

Определение расстояния до звезды методом горизонтального параллакса

Смещение звезды (конечно, кажущееся), вызванное изменением положения наблюдателя в пространстве, чрезвычайно мало, едва уловимо. Но, оно было измерено с точностью до 0″,01. Много это или мало? Судите сами – это все равно, что рассмотреть из Рязани ребро монетки брошенной прохожим в Москве на Красной Площади.

Понятно, что при таких расстояниях и дистанциях привычные нам метры и километры уже никуда не годятся. По-настоящему большие, то есть космические расстояния, удобнее выражать не в километрах, а в световых годах, то есть в тех расстояниях, которые свет, распространяясь со скоростью 300 000 км/сек, пробегает за год.

С помощью описанного способа можно определять расстояния до звезд, отстоящих гораздо дальше чем на триста световых лет. Свет звезд некоторых далеких звездных систем доходит до нас за сотни миллионов световых лет.

Это вовсе не значит, как часто думают, что мы наблюдаем звезды, может быть уже не существующие сейчас в действительности. Не стоит говорить, что «мы видим на небе то, чего в действительности уже нет». В самом деле, подавляющее большинство звезд изменяется так медленно, что миллионы лет назад они были такими же, как сейчас, и даже видимые места их на небе меняются крайне медленно, хотя в пространстве звезды движутся быстро. Таким образом, звезды, какими мы их видим, в общем-то являются такими же и в настоящее время.

Недаром, в отличие от планет, чье имя на языке древних греков означало “странники“, звезды во все времена представлялись людям как явления практически неподвижные.

Скорость перемещения звезд для наблюдателя с Земли

Конечно же, ничего действительно неподвижного в мире быть не может, и звезды также не стоят на одном месте. Но, чтобы заметить перемещение звезд на небе относительно друг друга, надо сравнивать точные определения их положения на небе, сделанные с промежутком времени в десятки земных лет. Невооруженным глазом они не заметны, и за историю человечества ни одно созвездие не изменило заметно своих очертаний.

Для большинства звезд никакого перемещения заметить не удастся, потому что они слишком далеки от нас. Всадник, скачущий галопом на горизонте, как нам кажется, почти стоит на месте, а вот черепаха, ползущая у наших ног, перемещается (с нашей точки зрения) довольно заметно. Так и в случае звезд — мы легче замечаем движения ближайших к нам космических объектов.

«Летящая звезда Барнарда» – одна из самых «быстрых» звезд наблюдаемых с Земли

Летящая звезда Барнарда — так назвали одну слабенькую звездочку в созвездии Змееносца, открытую в начале 20-го века американским астрономом Эдвардом Барнардом, за ее наиболее заметное среди звезд движение по небу. Так вот, даже эта “реактивная звезда”, я повторюсь – самая быстродвижущаяся на небесной сфере, “несется” по небосклону со скоростью черепашьего шага.

За год звезда Барнарда «пролетает» по небу дугу в 10″, то есть, чтобы переместиться хотя бы на видимую величину поперечника Луны (0,5°), ей потребуется более сотни лет! Однако по сравнению с другими звездами это действительно «летящая звезда».

А случись нам, к примеру,  наблюдать ту же Большую Медведицу 50000 лет тому назад, мы её её не узнали. Это созвездие в те времена было больше похоже на ту фигуру, какую ныне представляет созвездие Лебедя. Пройдет еще 50000 лет, и звезды Медведицы, продолжая свое движение, снова разойдутся, а наши отдаленные потомки, вместо знакомой нам фигуры ковша из семи звезд, увидят какой-то зигзаг, похожий на созвездие Дракона. Впрочем, где были люди 50000 лет тому назад, и что с ними будет через следующие 50000 лет?

Внешний вид созвездия Большая Медведица в прошлом, в настоящее время, и в будущем

Так что не спешите паниковать. На нашем веку, и ещё многие поколения вперед, Большая Медведица будет выглядеть точно также, какой видели её ещё древние греки. Для интереса, вы можете взять дробь 1/50000, и, тогда, получите приблизительное значение того, на сколько изменяется фигура Большой Медведицы за один земной год.

Как ни ничтожны угловые перемещения звезд на небе, называемые собственными движениями, они соответствуют огромной скорости в пространстве, если вспомнить огромность расстояния, с которого мы их видим.

У нас есть еще другая возможность изучать движения звезд — по принципу Допплера: измеряя смещение линий в спектрах звезд. Скорости звезд составляют обычно десятки километров в секунду. Наибольшую из них (583 км/сек) имеет одна сравнительно слабая звезда в созвездии Голубя.