Calculer la distance aux étoiles

15

Je regardais juste une conférence de Carl Sagan. Il a parlé de déterminer la distance aux étoiles; cela m'a intéressé à en apprendre davantage sur le sujet.

Pour autant que je sache, la loi du carré inverse et la parallaxe peuvent être utilisées. Quelqu'un peut-il développer cela? Plus précisément en ce qui concerne ce que je pourrais faire pour mesurer la distance de la Terre à Proxima Centauri.

FunctionR
la source
Pour pouvoir utiliser la loi du carré inverse, vous devez d'abord connaître la distance (sauf si vous utilisez ce que l'on appelle une bougie standard).
astromax
Pour Proxima Centauri, utilisez simplement la parallaxe. Enregistrez la position de Proxima Centauri (par rapport aux étoiles "fixes" plus éloignées) à 6 mois d'intervalle, et utilisez la distance angulaire et le diamètre de l'orbite de la Terre (environ 186 millions de milles) pour trouver la distance.
barrycarter
Comme je l'ai souligné dans les commentaires ci-dessous, la réponse acceptée ici est à peine pertinente pour les techniques standard de détermination de la distance aux étoiles en astronomie. Des informations pertinentes peuvent être trouvées à la place, par exemple dans cette référence: en.wikipedia.org/wiki/Spectroscopic_parallax
Alexey Bobrick
@barrycarter C'est presque aussi simple, mais pas tout à fait - voir ci-dessous.
Rob Jeffries

Réponses:

10

La réponse actuellement acceptée n'est pas pertinente pour trouver la distance d'une étoile comme Proxima Centauri.

Voici comment fonctionne la parallaxe. Vous mesurez la position d'une étoile dans un champ d'étoiles qui sont (vraisemblablement) bien plus éloignées. Vous faites cela deux fois, séparés de 6 mois. Vous calculez ensuite l'angle de déplacement de l'étoile par rapport à ses étoiles d'arrière-plan. Cet angle fait partie d'un grand triangle dont la base est égale au diamètre de l'orbite terrestre autour du Soleil. La trigonométrie vous indique alors quelle est la distance en tant que multiple de la distance de la Terre au Soleil. [En pratique, vous effectuez de nombreuses mesures avec une séparation dans le temps et les combinez toutes.]

bronzer(θ)=3.08×dix16

dix-5dix-4

Parallaxe - comme illustré sur http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/21c/earth_universe/earth_stars_galaxiesrev4.shtml

Parallaxe, extraite du "site Web de bitesize" de la BBC

Maintenant, en réalité, c'est un peu plus difficile que cela parce que les étoiles ont également un "mouvement correct" à travers le ciel en raison de leur mouvement dans notre Galaxie par rapport au Soleil. Cela signifie que vous devez effectuer plus de deux mesures pour séparer cette composante du mouvement dans le ciel. Dans le cas de Proxima Centauri, le mouvement contre les étoiles de fond dû au mouvement approprié est plus grand que la parallaxe. Mais les deux composantes sont clairement visibles et séparées (voir ci-dessous). C'est (la moitié) l'amplitude du mouvement courbe dans l'image ci-dessous qui correspond à la parallaxe. Le mouvement correct n'est que la tendance linéaire constante par rapport aux étoiles d'arrière-plan.

Images HST du chemin de Proxima Centauri sur fond d'étoiles. La courbe verte montre le chemin mesuré et prévu de l'étoile par rapport au champ de fond au cours des prochaines années.

Images HST de Proxima Centauri

Les mesures de parallaxe fonctionnent mieux pour les étoiles proches, car l'angle de parallaxe est plus grand. Pour les étoiles plus éloignées ou celles sans mesure de parallaxe, il existe une batterie de techniques. Pour les étoiles isolées, la plus courante consiste à tenter de déterminer de quel type d'étoile il s'agit, soit à partir de sa (ses) couleur (s), soit de préférence à partir d'un spectre pouvant révéler sa température et sa gravité. À partir de cela, on peut estimer la luminosité absolue de l'objet, puis à partir de sa luminosité observée, on peut calculer la distance. Ceci est connu comme une parallaxe photométrique ou une parallaxe spectroscopique .

Rob Jeffries
la source
5

Une façon de trouver la distance d'une collection d'étoiles est d'espérer un RRLyrae dans le peloton. Étant donné que les RRLyrae sont des bougies standard , vous pouvez utiliser la loi du carré inverse pour extraire la distance.

rrlyraePeriod

astromax
la source
6
Que faites-vous s'il n'y a pas de RRLyrae?
FunctionR
1
Que faites-vous lorsque vous n'avez pas RRLyrae et que vous êtes au-delà de la distance dont la parallaxe peut être utilisée? J'espère un autre type d'étoile variable ou de supernovae afin de l'utiliser comme bougie standard, je dirais. Au-delà, je ne suis pas tout à fait sûr. Tout ce qui est trop local ne se développera pas avec l'univers de manière suffisamment prévisible pour relier son décalage vers la distance. Toutes les étoiles que nous espérons voir sont malheureusement locales (dans notre propre galaxie de la Voie lactée; à l'exception des supernovae).
astromax
1
Hmm - je ne sais pas pourquoi une bonne réponse a été rejetée. Vous auriez pu simplement dire qu'il existe des techniques plus courantes. Ce qui aurait été encore mieux, c'est de trouver votre propre réponse.
astromax
2
@astromax, désolé d'avoir voté contre votre réponse, je ne veux pas dire de mal. Cependant, je le souligne, ce n'est pas une réponse correcte à la question, et est presque hors de propos. La technique standard est comme je l'ai déjà expliqué, et la parallaxe est la deuxième méthode la plus courante. Ce dont vous parlez ici est plus approprié pour déterminer les distances aux galaxies et aux amas stellaires.
Alexey Bobrick
1
Je réserve personnellement le vote en aval pour les réponses incorrectes - pas de réponses pertinentes qui sont incomplètes ou pas nécessairement la meilleure réponse.
astromax
3

Pour les objets proches, la méthode de parallaxe fonctionne parfaitement. Bien que pour des distances plus élevées, les bougies Standard, comme mentionné précédemment, sont utilisées. La luminosité de RR Lyrae, Supernovae type Ia, pourrait être calculée, par conséquent, avec la quantité de lumière que nous obtenons de ces objets, nous pouvons estimer la distance. Pour les objets encore plus éloignés, la méthode du décalage vers le rouge est utilisée pour calculer la distance, où une transition de ligne donnée avec une fréquence donnée (émission de fer par exemple) est mesurée, et le décalage de fréquence, causé par l'expansion de l'univers (un phénomène décrit mathématiquement) nous donne un indice pour la distance de l'objet.

client
la source