Astromeetria: tähtede asukoha, omaliikumise ja parallaksi mõõtmine
Astromeetria: avasta, kuidas mõõdetakse tähtede asukohta, omaliikumist ja parallaksit, et arvutada kaugusi parsekites ja leida meie lähimaid tähti.
Astromeetria on astronoomia osa, mis tegeleb taevakehade täpsete asukohtade, liikumiste ja kauguste mõõtmisega. See on aluseks paljudele teistele astronoomiaharudele, sest täpsed asukohamõõdud võimaldavad määrata objektide ruumilist asukohta ja liikumist galaktikas ning koordineerida taevakaartide ja navigatsioonisüsteemide koostamist.
Omaliikumine (proper motion)
Õige liikumine (proper motion) on objekti näiline asukoha muutus ajas, kui seda vaadelda Maalt. Seda mõõdetakse tavaliselt kaaresekundites aastas (arcsec/yr) või tihti veel täpsemalt millikaaresekundites aastas (mas/yr). Praktikas mõõdetakse sama taevapunkti mitmel ajahetkel ja võrreldakse selle hälvet tähistava tausta suhtes.
Tähtede omaliikumine näib Maalt väga aeglane, mistõttu nõuab astromeetria suure täpsuse instrumente. Kui ühe tähe omaliikumine on suur, viitab see tavaliselt sellele, et täht asub suhteliselt lähedal. Näiteks Barnardi täht — meie galaktika üks kiiremini liikuvatest lähitähtedest — liigub taeva taustal umbes 10,3 kaaresekundit aastas, mis tähendab, et ta kulgeb ~348 aasta jooksul umbes 1 kraadi (3600 kaaresekundit).
Omaliikumise mõõtmist kombineeritakse sageli tähe radiaalkiiruse ehk mööndekiirusega (mõõdetakse spektroskoopia abil), et saada tähe tegelik ruumiline kiirus. Tangentsiaalne (lõikesuunaline) kiirus vt (km/s) arvutatakse valemiga: vt = 4,74 × μ × d, kus μ on omaliikumine kaaresekundites aastas ja d on kaugus parsekites.
Parallaks ja kauguse määramine
Parallaks on objekti näiline asukoha erinevus, kui vaadelda seda kahest või enamast erinevast kohast. Tähe puhul kasutatakse tavaliselt Maa orbiidi teineteisest 6 kuu kaugusel olevate positsioonide vaadet — sel juhul tekib tähe näiline aastane nihe tausttähtede suhtes.
Stellarne parallaks p määratakse tavaliselt kui pool maksimaalsest aastasest nihkest; see on nurk, mille alt näeb täht 1 AÜ (astronoomiline ühik) ehk Maa ja Päikese keskmist kaugust. Kui parallaks p on avaldatud kaaresekundites, annab lihtne seos kauguse leidmiseks parsekites: d (pc) = 1 / p (arcsec). Näiteks Proxima Centauri parallaks on ligikaudu 0,768 arcsec, mis vastab ~1,30 parsekile ehk umbes 4,24 valgusaastale.
Parallaksi abil saab usaldusväärselt määrata kaugusi kuni mõne kiloparseki ulatuses, sõltuvalt mõõtmisprätsisioonist. Enne kosmoseteleskoopide aega piirdusid usaldusväärsed parallaxid vaid lähimate paarisajaga tähtedega; tänapäeval on missioonid nagu Hipparcos ja eriti Gaia laiendanud parallaxide mõõtetegevust miljarditele objektidele, saavutades miljonile- või mikrokaaresekundi taseme täpsuse.
Mõõtmismeetodid ja -väljakutsed
- Maapealsed vaatlused piiratakse atmosfäärist tingitud hägustumisega, mistõttu on väga suure täpsusega astromeetria sageli paremini teostatav kosmosest (näiteks Hipparcos, Gaia).
- Kaasaegsed meetodid kasutavad CCD-andureid, väga stabiilseid optilisi-süsteeme ja kauge tausta referentskatalooge (näiteks Gaia kataloogid) täpsuse tagamiseks.
- Raadioastromeetrias (VLBI) saavutatakse mõnikord mikrokaaresekundi täpsus, mis on oluline väga täpsete positsioonide määramiseks ja kaastähtede, kvasarite uurimiseks.
Miks astromeetria on oluline?
- See annab otsese ja geometrilise meetodi tähtede kauguse määramiseks, mis on aluseks tähtede heleduse, suuruse ja füüsikaliste omaduste täpsemaks hindamiseks.
- Astromeetria võimaldab tuvastada tähe ümber tiirevaid planeete nende tekitatud väikeste nihkete (astrometriline wobble) kaudu.
- Täpsed asukohad ja liikumised aitavad kaardistada Linnutee dünaamikat, liikvel olevaid täherühmi ja satelliitgalaktikaid ning parandada päikesesüsteemi orbiidi modelleerimist.
Kokkuvõtlikult on astromeetria fundamentaalne tööriist kosmoseuuringus: omaliikumise ja parallaksi täpsed mõõtmised annavad meile otsese ülevaate objektide ruumilisest paigutusest ja liikumisest ning toetavad peaaegu kõiki teisi astronoomilisi uurimissuundi.
Küsimused ja vastused
K: Mis on astromeetria?
V: Astromeetria on astronoomia osa, mis on seotud objektide, näiteks tähtede liikumise mõõtmisega kosmoses.
K: Millised on kaks peamist viisi nende objektide mõõtmiseks?
V: Kaks peamist viisi nende objektide mõõtmiseks on omaliikumine ja parallaks.
K: Kuidas mõõdetakse omaliikumist?
V: Korrektset liikumist mõõdetakse, vaadates eri aegadel sama koha poole ja vaadates, kui kaugele täht on liikunud, tavaliselt mõõdetakse seda kaaresekundites aastas. Kui tähe omadusliikumine on suur, tähendab see tavaliselt, et ta on lähedal.
K: Kuidas toimib parallaks?
V: Parallaks on objekti näiline asukoha erinevus kahest või enamast erinevast kohast vaadatuna. Kui objekti vaadatakse uuest kohast, tekib uus vaatajalt objektile kulgev vaatejoon, mis näitab kauguses erinevat tausta. Parallaksiga saab mõõta ka paari tuhande tähe kaugust, mida tavaliselt mõõdetakse parsekites, mis on võrdne umbes 3,26 valgusaastaga.
Küsimus: Millisel tähega on suurim omaliikumine?
V: Barnardi tähe omadusliikumine on suurim, ta liigub 348 aasta jooksul üle taeva vaid 1 kraadi (3600 kaaresekundit).
Otsige