Paralaksemetoden til astronomisk afstandsbedømmelse – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Paralaksemetoden til a...

22. september 2014

Paralaksemetoden til astronomisk afstandsbedømmelse

Hej Spørg om Fysik
Parallaksemetoden: Hvis vi sætter afstanden fra Jorden til Solen = 150 mill. km. og måler parallaksevinklen til en stjerne = 1 grad, vil afstanden til stjernen da være = 13500 millioner km.? 

Med venlig hilsen
M Mz

Parallaksemetoden består i, at man måler vinklen til en stjerne på et bestemt tidspunkt, og så gentager det efter 1/4 års mellemrum (man kan også gøre det løbende, så fremkommer der en ellipse hvis man afbilder vinkelmålingerne), med denne metode bestemmes afstanden til de nærmeste stjerner.

Parallaksemetoden, måling af vinklen til jordbaneradius fra stjernen

Man måler vinklen f.eks. i forhold til de fjerne stjerner, som ikke ses at flytte sig. Mere præcist: det man bestemmer er den vinkel som jordbaneradius ses under fra stjernen. Naturligvis måles den vinkel her fra jorden.

Observatøren har flyttet sig en jordbaneradius, 150 millioner km = 1,5*1011 m. Det antages i spørgsmålet at flytningen observeres til 1°.

Tycho Brahe

Man får ud fra geometrien, idet afstanden til stjernen kaldes r: 1°/360° = 1,5*1011/2*π*r eller

r = 1,5*1011*360/2*π = 8,6*1012 m = 8,6*109 km.

Parallaksemetoden som afstandsmåler

I astronomien har man defineret en længdeenhed, som hedder 1 parsec. Det er afstanden til en stjerne, hvor jordbaneradius ses under en vinkel på 1 buesekund, (det er det, man kalder parallaksen) dvs. 1/60*60 = 1/3600 del af en grad. 1 parsec bliver ved en udregning svarende til ovenfor til 3,1*1013 km.

Det er langt. Til sammenligning bevæger lyset sig på 1 år = 1 lysår = 9.5*1012 km.

Alfa-centauri, den sydlige halvkugle

En af de nærmeste stjerner er α – Centauri (en del af en meget kraftigt lysende dobbeltstjerne, ses på den sydlige halvkugle). Parallaksen er 0,751” (buesekunder) og det giver en afstand på 4,1*1013 km.

Det er forholdsvis få stjerner, som er indenfor afstande, der kan måles på denne måde.

Andre metoder til afstandsmåling

Man har andre muligheder f.eks. ud fra spektre kombineret med lysstyrke.

Krabbetågen

Desuden ud fra en række variable stjerner f.eks. supernovaer, hvor man kan måle eksplosionsskyens udbredelse i vinkelmål og måle hastigheden skyen breder sig imod os med dopplereffekt.  For visse typer af supernovaer ved man også noget om, hvor kraftigt de lyser under eksplosionen, og kan så måle på lyset og få en afstand.

Der er også en række pulserende stjerner, hvor man ved noget om forholdet imellem stjernens lys og pulshastigheden f.eks. Chepeidevariable.

Tycho Brahes store murkvadrant, stjerneborg Hven

For mange astronomiske forhold er kendskab til afstande i rummet vigtige for forståelsen, der er derfor udarbejdet mange metoder til afstandsmåling. Parallaksemetoden er en af de tidligste, og den metode som fik Thyge Ottesen Brahe, Tycho Brahe (Dk, 1546 – 1601) til at forkaste beskrivelsen, hvor Jorden kredsede om solen, fordi han ikke kunne måle nogen parallakse. Jorden var altså universets midtpunkt.

Han beregnede, at stjernerne måtte være meget langt væk, måske mere end ¼ lysår (med dagens enheder), og det forkastede han som en mulighed, bl.a. fordi man så stjernerne som pletter, ikke som punkter (hvilket skyldes øjets optik, han havde jo ikke kikkert, den blev opfundet 50 år senere).

Tycho Brahe var på det tidspunkt den person i verden, som kunne måle stjernevinkler med størst nøjagtighed, så hans ord havde vægt.

Med venlig hilsen
Malte Olsen