Читать книгу Необычные размышления о… - - Страница 15

Астрономы всегда искали способы определить расстояние до той или иной звезды или галактики. Таких способов, которые не вызывают сомнение, не так уж много. Один из таких методов основан на измерении яркости: в качестве эталона яркости выбирают что-то неизменное, например, яркость Солнца или яркость сверхновой типа А (взрыв белого карлика, после того, как он перекачает в себя материю из соседней звезды-двойника). Известно, что яркость уменьшается с квадратом расстояния. Еще в 17 веке Христиан Гюйгенс (1629–1695), по яркости захотел вычислить расстояние до самой яркой звезды – Сириуса. Затем, вычисления Гюйгенса уточнил Ньютон. Но оба они ошиблись в определении расстояния до Сириуса, Ньютон – в два раза, Гюйгенс – в 50 раз.

Другим методом определения расстояния, который также не вызывает сомнения, является метод параллакса. Параллакс – это угол, который образуется двумя прямыми линиями, исходящими из далекой звезды. При этом, конец, одной из этих линий должен пересечь центр Земли, а, конец другой линии – пересечь центр Солнца. Кроме того, необходимо, чтобы треугольник, который состоит из упомянутых двух отрезков (соединяющих звезду с Землей и Солнцем), а также из третьего отрезка, соединяющего Солнце с Землей, был прямоугольным. Причем прямой угол такого треугольника должен лежать внутри Солнца, то есть вершина прямого угла должна совпадать с центром Солнца.

Другими словами, параллакс – это угол, опирающейся на средний радиус (150 000 000 километров) траектории Земли при ее годовом движении. Если такой радиус из какой-нибудь звезды виден под углом в одну угловую секунду, то расстояние до такой звезды будет равно – 3,26 световых года. Такое расстояние называют парсеком. Ближайшая к Земле звезда – Альфа Центавра, которая включает в себя три звезды: Альфа Центавра-А, Альфа Центавра-Б и красного карлика – Проксима Центавра, находится от Земли на расстоянии 4,4 световых лет. Поскольку эти три звезды друг от друга находятся на незначительном расстоянии, то все три звезды с Земли видятся одной звездой. Параллакс Альфа Центавры около одной угловой секунды. Сегодня спутник (типа Гиппарх), предназначенный для наблюдений за параллаксом с высокой точностью, позволяет измерить расстояние до звезды, отстоящей от Земли на удалении в 1000 световых лет. Но это предел для метода наблюдений за параллаксом. Потому что измеряемые углы (параллаксы) настолько малы.

Напомним, что диаметр нашей галактики 100 000 световых лет, а расстояние до Андромеды – 2,5 миллиона световых лет. Так что, существующий метод параллакса можно применить к ограниченной когорте близ лежащих звезд. Однако, если мы найдем способ, при котором окажется возможным опираться при наблюдении за параллаксом на расстояние, большее 150 млн. километров (расстояние от Земли до Солнца), то возможности метода наблюдений за параллаксом резко возрастут. Наши предложения представлены на рис. 10.1.

Рис. 10.1

где: А – звезда, параллакс P которой необходимо определить;

Vгс – суммарный вектор скорости перемещения галактики и Солнца;

альфа – угол между направлением на звезду и вектором Vгс, измеренный в начальный момент (точка В) временного отрезка Т;

бета – угол между направлением на звезду и вектором Vгс, измеренный в конце (точка С) временного отрезка Т.

В нашем методе измерения параллакса, мы считаем, что направление вектора Vгс неизменно в пространстве. Наша галактика движется таким образом, что вектор Vгс находится на одной линии. Это следует из всех наших предыдущих рассуждений. Следовательно, отрезок ВС из треугольника АВС находится на одной линии с вектором Vгс. Из треугольника АВС видно, что параллакс P можно определить следующим образом:

P = 180 – (альфа + (180 – бета)) = бета – альфа; (10.1).

Если принять, что Т = 1 год (31 536 000 сек); Vгс = 1000 км/сек., то узнаем, что расстояние, которое преодолеет наша галактика в пространстве (отрезок ВС на рис), будет равно: 31 536 000 сек * 1000 км/сек = 31 536 000 000 километров. Эта цифра более чем в 200 раз превышает расстояние между Солнцем и Землей (150 млн. километров). Следовательно, представляется возможным измерять параллакс звезд, отстоящих от Земли на расстоянии 200 000 световых лет.

Если принять, что параметр Т = 15 лет, то представится возможным за 15 лет измерить параллакс звезд, отстоящих от Земли на расстоянии 3 000 000 световых лет, что позволит уточнить расстояние до всех звезд галактики Андромеда. При условии, что вектор Vгс перпендикулярен (или близок к перпендикулярному) направлению на Андромеду. Если окажется, что направление на Андромеду и вектор Vгс находятся на одной линии, то мы не сможем измерить расстояние до всех звезд галактики Андромеда. Допускается, чтобы угол альфа в треугольнике АВС был тупым. Но насколько – нужно считать.

К сожалению, мы таким методом не сможем уточнить расстояние до звезд нашей галактики, поскольку ее звезды перемещаются в пространстве вместе (синхронно) с галактикой.