Távolságmérés a csillagászatban 2. (pc)

A “Parsec”

 

Már beszéltünk a csillagászati egységről (CsE), mint a távolság mérésére szolgáló egyik mértékegységről. A CsE a Naprendszerben viszonylag jól használható mértékegység (a Nap-Föld középtávolsága ~ 150.000 000 km), azonban ha messzebb merészkedünk az űrben, és távolabbi objektumokat kívánunk megismerni, akkor ennél alkalmasabb, nagyobb mértékegységre van szükségünk.

A parszek (rövidítve pc) a csillagászatban használt távolság egyik mértékegysége. Az elnevezés a „parallaxis” és „secundum” szavakból származik; nemzetközi jelölése: parsec.1 parsec 2

Az a távolság, amelyből egy CsE – merőleges rálátás esetén – egy ívmásodperc szög alatt látszik.

Képletben:

 1 / tan 1″ CsE = ~360·60·60 / 2π CsE

= ~2,0626480625·105 CsE
= ~3,085 677 580 666 31·1016 méter
= ~ 3,2617 fényév.

 

Másképp rajzolva:1parsec

Mérések

A csillagok és más távoli objektumok meghatározásakor gyakorta a föld-pálya két végpontját és egy ismert távolságú csillagot veszünk alapul.  A két végpontból megfigyelhetjük, hogy az ismert csillag mögött milyen távolságra (szögre) mozdul el az ismeretlen obejektum, innem a távolság már matematikai, trigonomertiai módszerekkel meghatározható. Természetesen a két végpont koordinátáit nagy pontossággal kell előtte meghatározni.

mérések

Távolságok parszekben

Általában egy csillag környezetéhez (mint például a mi Naprendszerünk) tartozó objektumok esetében a parszek törtrészével fejezzük ki a távolságokat.

  • Egy csillagászati egység (CsE) – a Föld távolsága a Naptól 4,85×10−6 parszek.
  • A legtávolabbi űrszonda – Voyager–1 5,1×10−4 parszekre volt a Földtől 2008 márciusában. Ezt a távolságot a Voyager kb. 30 év alatt tette meg.
  • Az Orth-felhő becsült átmérője – mintegy 0,6 parszek.

Parszekek és kiloparszekek

Azoknak a távolságoknak a nagyságrendje esik a parszek tartományba, amelyek szomszédos csillagok között mérhetők, vagy azok között a csillagok között, amelyek egy galaxisnak ugyanabban a spirálkarjában vagy ugyanabban a gömbhalmazban helyezkednek el. Az ezer parszek távolságot kiloparszeknek (kpc) nevezzük. A csillagászok rendszerint a kiloparszeket használják a galaxisok egyes részei közti távolság mérésére, vagy egy galaxiscsoporton belüli távolság mérésére.

  • Egy parszek megközelítőleg 3,262 fényév
  • A Földhöz legközelebbi csillag (a Napot leszámítva) a Proxima Centauri:
    1,29 parszek távolságra van
  • A Tejút közepe körülbelül 8 kiloparszekre van a Földtől (8 000 pc)
  • A Tejút átmérője körülbelül 30 kiloparszek (100 000 fényév)
  • Az Androméda-galaxis (M31) kissé kevesebb, mint 800 kiloparszekre van a Földtől

Többszörösei

  • 1 kiloparszek (kpc) a parszek ezerszerese
  • 1 megaparszek (Mpc) a parszek milliószorosa
  • 1 gigaparszek (Gpc) a milliárdszorosa

Fényévben:

  • 1 parszek = 3,26 fényév
  • 1 kiloparszek (kpc) = 3260 fényév
  • 1 megaparszek (Mpc) = 3 260 000 fényév
  • 1 gigaparszek (Gpc) = 3 260 000 000 fényév

8,6 kpc a Föld és a galaxisunk középpontjának távolsága.

Nagy távolságok, megaparszekek és gigaparszekek

Az egymillió parszek távolságot megaparszeknek (Mpc) nevezzük.
A csillagászok általában a szomszédos galaxisok és galaxishalmazok távolságát mérik megaparszekben.

Egy gigaparszek (Gpc) egy milliárd parszek.
Ez az egyik legnagyobb távolságmérték, amit használnak. A csillagászok a gigaparszeket általában a nagy léptékű struktúrák mérésére használják, mint pl. a galaxishalmazok közti távolságok, valamint a kvazárok távolságának mérésére.

  • Az Androméda Galaxis 0,77 Mpc távolságra van a Földtől
  • A legközelebbi nagy galaxishalmaz, a Virgo-halmaz, kb. 16,5 Mpc távolságra van a Földtől
  • Az RXJ1242-11 galaxis, aminek egy szupernehéz fekete lyuk magja kell legyen, kb. 200 Mpc távolságra van a Földtől
  • A megfigyelhető univerzum határa (sugara) kb. 14 Gpc (46,5 ezer millió fényév)

 

Története

Az első sikeres csillagászati távolságmérést Friedrich Bessel német csillagász és matematikus végezte el 1838-ban, aki a földpálya átmérőjét mint alapvonalat használta a 61 Cygni távolságának meghatározásához. A csillag parallaxisának ismeretében könnyen kiszámítható a távolság, ugyanis a definíció szerint a parallaxis reciproka a távolság: d = 1 π ″ {\displaystyle d={\frac {1}{\pi ”}}} , ahol d a távolság parszekben, π a parallaxis ívmásodpercben. Egyéb távolságegységekre szükség esetén a megfelelő képletekkel lehet átszámítani.

A parszek kifejezést először egy 1913-as csillagászati publikációban említették. A mértékegység elnevezésén több tudós vitatkozott. Sir Frank Watson Dyson (1868–1939) angol királyi csillagász határozottan azon a véleményen volt, hogy ennek a távolságegységnek nevet kell adni. Ő az astront, Carl Ludwig Vilhelm Charlier (1862–1934) svéd csillagász a siriometert, Herbert Hall Turner (1861–1930) angol csillagász és földrengéskutató pedig a parsec-et javasolta. Az utóbbi mértékegység van használatban 1913 óta.

Az asztrometriában a parallaxis módszer az alapvető mérési módszer a távolság meghatározáshoz. A földi telepítésű távcsövek mérési pontossága korlátozott, körülbelül 0,01 ívmásodperc, és csak azoknál a csillagoknál, amelyek 100 parszeknél közelebb vannak. Ez azért van így, mert a Föld légköre eltorzítja a csillagok képét. Az űrbe telepített távcsöveket ez a hatás nem érinti, így ezek pontosabb távolságmérési eredményeket adnak.

A Hipparcos műhold, amit az Európai Űrügynökség (ESA) helyezett pályára 1989 és 1993 között, mintegy 100 000 csillag parallaxisát mérte meg, átlagosan 0,97 milliívmásodperces pontossággal, és ezzel 1000 parszek távolságig pontos méréseket szolgáltatott a csillagok távolságára. Az ESA Gaia űrtávcsöve 2013 végén indult, és egymilliárd csillag távolságát fogja megmérni 20 mikroívmásodperc  (!) pontosságon belül.

 

Források

  • Marik Miklós: Csillagászat. Akadémiai Kiadó (1989)
  • wikipédia

 

***