Заблуждение → Астрономы измеряют расстояния световыми годами

21 Фев
2012

Почти в каждом сообщении о новом астрономическом открытии расстояния до космических объектов указываются в световых годах. Эта единица измерения фигурирует и во многих научно-популярных книгах по астрономии. В связи с этим и возникло мнение, что сами ученые-астрономы для указания космических расстояний используют именно световой год. Однако это не совсем так: световой год получил распространение только в популярной литературе или в СМИ, а в научной среде используется совершенно другая единица измерения расстояний — парсек.
Астрономы древности не испытывали особой нужды в специальных единицах измерения расстояний — им вполне хватало стадий, шагов и т. д. Такое положение сохранялось вплоть до XVII века — лишь тогда ученые совершили первые попытки измерения расстояний между Землей и Луной, Солнцем и другими планетами.
Эта задача долгое время считалась трудноразрешимой, но в 1672 году знаменитый астроном Джованни Кассини определил расстояние между нашей планетой и Марсом, а это дало возможность определить удаление Земли от Солнца. Несколько позже была введена первая крупная единица измерения в астрономии, которая так и называется — астрономическая единица (а. е.). Она соответствует среднему расстоянию от центра Земли до центра Солнца и, по современным данным, численно равна 149 597 870,66 км.

Астрономическая единица очень удобна для измерения расстояний внутри Солнечной системы. Например, Плутон в своей самой дальней точке орбиты отдаляется от Солнца на 49,3 а. е. Но эта единица стала неудобной уже в XIX веке, когда были проведены первые измерения расстояний до звезд. Эти работы были осуществлены в 30-х годах XIX века сразу тремя учеными, одному из которых — шотландцу Томасу Гендерсону — повезло больше всех. Для своих наблюдений ученый выбрал звезду Альфа Центавра, а она, как известно сейчас, является ближайшей к Земле.

Оказалось, что расстояние до этой звезды составляет почти 280 000 а. е. А вот расстояние до ближайшей галактики — Туманности Андромеды — составляет уже почти 159 000 000 000 а. е.! Именно из-за неудобства записи чисел и потребовалась новая единица измерения, в которой большие космические расстояния выражались бы не слишком большими цифрами.

Так появился парсек, численно равный чуть более 30 триллионам километров. Почему именно столько? Все дело в том, что парсек — величина наблюдательная, то есть выведенная из астрономических наблюдений. Само название этой единицы происходит от двух слов — параллакс и секунда (имеется в виду угловая секунда, что соответствует 1/3600 градуса). А сам парсек — это расстояние до космического объекта, годичный параллакс которого равен одной угловой секунде.

Ключевой момент в определении расстояний до космических объектов в парсеках — параллакс этих самых объектов. Под параллаксом здесь понимается кажущееся годовое смещение объекта относительно гораздо более удаленных звезд фона. В течение года все космические объекты как бы «раскачиваются» около средней точки, при этом каждые полгода они занимают самые крайние точки этого «качания».

Данное явление происходит из-за вращения Земли вокруг Солнца. При разных положениях планеты на орбите близкие к нам объекты будут проецироваться на разные точки фона. Здесь происходит то же самое, как если бы мы смотрели на свой палец с разных сторон: при отклонении головы палец также будет отклоняться, проецируясь на разные места находящейся за ним стены.

Перемещение звезд относительно объектов фона в течение года кажущееся, но если знать расстояние от Земли до Солнца (а мы его знаем — это астрономическая единица!) и параллакс (угол, на который смещается звезда за полгода), то можно более или менее точно определить расстояние до этой звезды. А надежное определение расстояний — это одна из основных проблем в астрономии, над решением которой бились (и бьются до сих пор, между прочим) величайшие ученые.

Но легко сказать «измерить параллакс» — сделать это на практике крайне сложно. Гендерсону действительно повезло с Альфой Центавра: она является ближайшей к нам звездой (а точнее — системой из трех звезд), поэтому и ее годовое смещение определяется достаточно легко. Параллакс этой звезды равен всего 0,76 угловой секунды (что говорит о том, что звезда удалена от нас на 1,3 парсека), а параллаксы очень многих объектов не измеряются даже самыми современными инструментами. Здесь ради исторической справедливости нужно сказать, что приоритет в измерении расстояний до звезды (Вега в созвездии Лиры) по параллаксу принадлежит российскому ученому Василию Яковлевичу Струве, так как он опубликовал результаты своих работ раньше, чем Гендерсон.

Но если так сложно точно определить параллаксы звезд и галактик, то почему именно парсек употребляется в научной среде? Как говорилось выше, парсек — величина наблюдательная, ее можно очень точно определить по наблюдениям за теми или иными космическими объектами. А вот световой год таким образом измерить нельзя, он вычисляется из скорости света (300 000 км/с) и... расстояния до объекта! Чтобы указать расстояние до звезды в световых годах, нужно знать это расстояние в других величинах. Конечно, это очень неудобно, в связи с чем ученые и не прибегают к использованию световых лет.

Профессиональные астрономы измеряют расстояния до космических объектов в парсеках (а также в тысячах парсеков — килопарсеках, и миллионах парсеков — мегапарсеках). А световой год используется исключительно в научно-популярной литературе (на что есть даже специальная рекомендация Международного астрономического союза) и в фантастике. А чтобы быстро перевести одни единицы в другие, достаточно знать, что парсек равен 3,2616 светового года.


 

Комментарии:

наверх