?

Log in

No account? Create an account
 
 
06 July 2010 @ 10:38 am
Kaip atstumus matuoja astrofizikai, arba koks jūsų ūgis atoparsekais?  
Kasdieniniame gyvenime naudojami matavimų vienetai - metrai, kilogramai ir panašūs - dažnai yra labai nepatogūs mokslininkams, kurių tyrimų objektai driekiasi per didelę dangaus dalį arba yra nematomi ne tik plika akimi, bet net ir paprastais mikroskopais. Matuoti daiktus šitų dydžių išvestiniais vienetais - kilometrais, megametrais, nanogramais ir t.t. - kartais taip pat nepatogu dėl įvairiausių priežasčių: pradedant tuo, kad tie vienetų pavadinimai tampa labai ilgi ir toli gražu ne kiekvienas prisimena, ką reiškia priešdėlis "jota-", o ką - "peta-"; baigiant tuo, kad neretai atsiranda kitokių galimų ilgio ar masės vienetų apibrėžimų, kurie, dirbant toje srityje, tampa labai patogūs ir prigyja ateičiai.

Astrofizika toli gražu ne išimtis. Daugelis tų, kurie domisi žvaigždėmis iš populiariosios ar mokslofantastinės pusės, turbūt žino, kas yra šviesmetis. Pavadinimas išduoda, jog tai yra atstumas, kurį šviesa nueina per vienerius metus. Tai yra maždaug 9*10^15 metrų, arba 9 petametrai. Atstumas toks didžiulis, kad žmogaus protas jo aprėpti nelabai gali - belieka bandyti savo sąmonėje susikurti kažkokį tarpžvaigždinių atstumų maketą, kuriame šviemestis būtų suvokiamų gabaritų. Bet kuriant tokį modelį, geriau pasitelkti ne šviesą, o artimiausias žvaigždes. Taip atsiranda kitas, žymiai dažniau mokslininkų vartojamas ilgio matavimo vienetas - parsekas (trumpinamas pc). Šis pavadinimas yra sutrumpinimas žodžių "paralakso sekundė" ir yra lygus 3,26 šviesmečio, taigi maždaug 30 petametrų. Apibrėžiamas jis yra per regimąjį artimų Saulei žvaigždžių judėjimą dangaus skliaute. Jei labai tiksliai išmatuosime daugybės žvaigždžių padėtis sausio mėnesį, o paskui liepos mėnesį, kai Žemė yra kitoje Saulės pusėje, pamatysime, kad kai kurios žvaigždės šiek tiek pasislinko kitų atžvilgiu. Tos "nejudančios" žvaigždės yra taip toli, kad mūsų matavimo prietaisai nesugeba atskirti, jog sausį ir liepą jų šviesa Žemę pasiekia šiek tiek skirtingais kampais. O štai artimų žvaigždžių poslinkius - paralaksus - išmatuoti įmanoma. Tuomet apibrėžiama, kad jei žvaigždė per pusę metų dangaus skliaute pasislinko dviejomis lanko sekundėmis (priminsiu, kad vieną laipsnį sudaro 60 minučių, o vieną minutę - 60 sekundžių), tai atstumas iki jos yra vienas parsekas. Kodėl dviejomis sekundėmis? Ogi todėl, kad per pusę metų Žemė erdvėje pajuda atstumą, lygų jos orbitos skersmeniui, t.y. dviems orbitos spinduliams, t.y. dviems astronominiams vienetams. Beje, astronominis vienetas (AV) - 150 milijonų kilometrų, Žemės orbitos spindulys - yra dar vienas astronomų naudojamas matavimo vienetas.

O štai jums ir gražus paveiksliukas, iliustruojantis tai, ką čia bandžiau paaiškinti.

Gali kilti klausimas, kaip galima taip tiksliai matuoti žvaigždžių paralaksus, jei visos žvaigždės juda. Taip, jos tikrai juda, ir netgi gana greitai - Saulės aplinkoje Galaktikose sukimosi greitis yra apytikriai 220 kilometrų per sekundę - tačiau žvaigždžių judėjimas viena kitos atžvilgiu yra nykstamai mažas ir labai lėtas, palyginus su Žemės judėjimu aplink Saulę. Didžiausias žinomas regimasis žvaigždės greitis dangaus plokštumoje yra vos 10 sekundžių per metus - daugiau nei paralaksas (šios, Barnardo žvaigždės, paralaksas yra maždaug pusė sekundės), bet tokių žvaigždžių yra vos keletas. Be to, paralaksas yra svyravimas pirmyn-atgal, o dangaus plokštumoje žvaigždės juda beveik tiesia linija.

Paralakso matavimas yra paprasčiausias ir seniausiai naudojamas būdas matuoti atstumus iki žvaigždžių. Dėl šitos priežasties ir parsekas "prilipo" kaip matavimo vienetas. Yra iš išvestiniai dydžiai - atstumai iki tolimesnių Galaktikos objektų matuojami kiloparsekais, iki kitų Galaktikų - megaparsekais. Atstumas iki regimosios Visatos krašto (ir iki kosminės foninės spinduliuotės) yra keturiolika gigaparsekų, t.y. milijardų parsekų. Kartais pasitaiko dydžių, išvestinių į priešingą pusę - reikšmingi atstumai Galaktikos centre įvardijami miliparsekais.

Na štai, jau truputį išsiplėčiau, tai šįkart gal baigsiu. Ateityje papasakosiu apie raudonąjį poslinkį, kaip atstumo ir laiko matavimo vienetą. O atsakymą į pavadinimo klausimą galite rasti patys, tereikia atsiminti, jog priešdėlis "ato-" reiškia 10^-18, taigi vienas atoparsekas yra truputėlį daugiau, nei 3 centimetrai.

Iki kito karto. Linkiu nepasimesti matuojant svarbius dalykus gyvenime :)

Laiqualasse