فانوس‌های کیهانی | فاصله‌های ستاره‌ای

فانوس‌های کیهانی | فاصله‌های ستاره‌ای

یک متر نواری بردارید و قد افراد خانواده را با آن اندازه بگیرید. سوار بر اتومبیل خود شوید و رانندگی کنید تا کیلومتر شمار به شما مسافتی را که طی کرده‌اید نشان دهد؛ اما چگونه فاصله‌مان تا یک ستاره را تخمین بزنیم؟ به نظر می‌رسد برای این کار نه متر و خط کشی در دسترس داریم و نه هیچ وسیله فاصله‌سنجی مناسبی.
در این شماره از سلسله مطالب فانوس‌های کیهانی، به اندازه‌گیری فواصل بین ستاره‌ای خواهیم پرداخت.


واقعیت آن است که در دنیای ورای زمین، اخترشناسان برای اندازه‌گیری فواصل، خط‌کش‌های مخصوص خود را دارند. برای اندازه‌گیری فواصل بین ستارگان (همچنین فاصله بین سیارات در منظومه شمسی) از روشی به نام اختلاف‌منظر (Parallax) بهره می‌بریم. اختلاف‌منظر، تفاوت ظاهری در مکان یک جسم است؛ زمانی که از دو موقعیت متفاوت به آن جسم می‌نگریم. برای درک بهتر این روش، آزمایش کوچکی را انجام دهید: انگشت شست خود را بالا آورده و مقابل صورت‌تان قرار دهید به گونه‌ای که مکان ظاهری آن قابل قیاس با مکان یک جسم مرجع باشد. اکنون، به ترتیب یکی از چشم‌های خود را ببندید و تنها با چشم دیگر به شست خود نگاه کنید. مشاهده می‌کنید که مکان انگشت شما چگونه تغییر می‌کند؟ این تغییر مکان، همان اختلاف‌منظر است.

اختلاف منظر-parrallex (1)

آزمایشی برای مشاهده اختلاف‌منظر

این آزمایش را می‌توان برای موقعیت ظاهری ستارگان در آسمان شب نیز انجام داد. زمانی که در حین چرخش زمین به دور خورشید، مشاهده می‌کنیم ستاره‌ای ظاهراً تغییر مکان داده است، در حال استفاده از روش اختلاف‌منظر هستیم. باید توجه داشت که این تغییر مکان ظاهری حاصل از حرکت انتقالی زمین است و نباید با حرکت واقعی خود ستاره اشتباه گرفته شود.

برای استفاده از اختلاف‌منظر، لازم است مکان ظاهری ستاره را زمانی که زمین در یک نقطه دلخواه از مسیر خود قرار دارد ثبت کنیم. سپس ۶ ماه صبر کنیم تا زمین به نقطه مقابل موقعیتی برسد که اولین مشاهده را در آن انجام داده‌ایم (به طور مثال اولین مشاهده را در اول تیر و دومین را اول دی ماه انجام دهیم.) و آنگاه مکان ظاهری ستاره را مجدداً ثبت نماییم. در این مدت، زمین فاصله‌ای برابر با ۲ واحد نجومی (۳۰۰میلیون کیلومتر) را طی کرده است. فاصله‌ای که آن را «طول خط پایه» می‌نامیم. با استفاده از روابط ساده مثلثاتی، می‌توان دریافت که فاصله ما تا جسم رصد شده، برابر است با طول خط پایه (اختلاف فاصله بین دو موقعیت اندازه‌گیری) تقسیم‌بر تانژانت زاویه اختلاف‌منظر (اختلاف زاویه‌ای بین دو خط دید). ستاره‌ها از ما فاصله زیادی دارند که باعث می‌شود زاویه اختلاف‌منظر آن‌ها برای ما بسیار کوچک (کمتر از ۱ ثانیه قوسی) به نظر برسد. پس در اندازه‌گیری فاصله به روش اختلاف‌منظر، می‌توانیم تانژانت زاویه اختلاف‌منظر را تقریباً برابر با خود زاویه در نظر بگیریم.

۶۴۴۹a__69459496_stellar_parallax_624

اختلاف منظر-parrallex (2)

اختلاف‌منظر، یک واحد طبیعی را برای سنجش فواصل ستاره‌ای به دست می‌دهد که پارسک parsec نامیده می‌شود. یک پارسک (معادل ۲۶/۳ سال نوری) برابر با فاصله‌ای است که اختلاف‌منظری معادل یک ثانیه قوسی با خط پایه ۱ واحد نجومی را برای ناظر ایجاد کند.
استفاده از روش اختلاف‌منظر به سال‌ها قبل باز می‌گردد. در دهه ۱۸۳۰، رقابت تنگاتنگی میان اخترشناسان به وجود آمد تا مشخص شود چه کسی می‌تواند دقیق‌ترین اختلاف‌منظر ستارگان را اندازه‌گیری کند! سرانجام در سال ۱۸۳۸، فردریش بسل آلمانی با اندازه‌گیری اختلاف‌منظر ۳۱۴/۰ ثانیه قوسی برای ستاره ماکیان ۶۱، برنده این مسابقه شد. تقریباً هم‌زمان با بسل، فردریش اشترووه و توماس هندرسون موفق شدند به ترتیب اختلاف‌منظر ستاره‌های نسر واقع و آلفا قنطورس را تعیین نمایند.

فردریش بسل ۱۷۸۴-۱۸۴۶

فردریش بسل ۱۷۸۴-۱۸۴۶

در دهه ۹۰ میلادی، ماهواره هیپارکوس Hipparcos موفق شد با دقت ۰/۰۰۱ثانیه قوسی، این روش را به کار گرفته و فواصل ستاره‌ای از مرتبه کیلوپارسک را اندازه‌گیری نماید.

هیپارخوس

هیپارخوس

در حال حاضر ماموریت فضاییGaia امیدی برای بهبود دقت اندازه گیری ها قبلی است.

منبع

نویسنده:

شیرین شاطرزاده یزدی

شیرین شاطرزاده یزدی، نجوم آماتوری را از دوره راهنمایی آغاز کرد و هم اکنون دانشجوی مقطع کارشناسی‌ارشد رشته فیزیک در گرایش گرانش و کیهان شناسی در دانشگاه شهید بهشتی است. تدریس و ترویج نجوم از فعالیت‌های مورد علاقه اوست.

مطالب مرتبط

۲ دیدگاه‌

  1. محمود گفت:

    با سلام و سپاس فراوان از مطالب آموزنده ی این سایت. فکر میکنم که پس از شش ماه زمین دو واحد نجومی (یعنی تقریبا ۳۰۰ میلیون کیلومتر) از مکان قبلی خود فاصله میگیرد. چون هر واحد نجومی به اندازه ی فاصله زمین تا خورشید است.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هنوز در خبرنامه علم‌بازار عضو نشده‌اید؟

برای اطلاع از آخرین اطلاعات و بروزرسانی؛ همچنین رویداد‌های نجومی، پیشنهاد‌های رصدی، تخفیف‌های ویژه و... در خبر نامه ما عضو شوید

You have Successfully Subscribed!