Склада удаљености у астрономији

Склада удаљености у астрономији (такође позната као екстрагалактичка скала растојања) је низ метода којима астрономи одређују растојања до небеских објеката. Реално директно мерење растојања астрономских објеката је могуће једино за оне објекте који су „довољно близу” (унутар око хиљаду парсека) од Земље. Технике за одређивање растојања до удаљенијих објеката су базиране на различитим мерењима корелација између метода који су делотворни на блиским растојањима и метода који су примељиви на великим растојањима. Неколико метода је засновано на стандардној свећи, која је астрономски објекат са познатом луминозношћу.

Склада удаљености се користи зато што не постоји појединачна техника којом се могу мерити растојања на свим опсезима који се срећу у астрономији. Уместо тога, један метод се може користи за мерење оближњих растојања, други се може користити за мерење средњих растојања, и тако даље. Свака деоница лествице пружа информације које могу да буду кориштене за одређивање растојања на следећем вишем рангу.

Директна мерења

У основи складе су фундаментална мерења растојања, код којих су растојања директно одређена, без физичких претпоставки о природи објекта у питању. Прецизна мерења звезданих позиција су део дисциплине астрометрија.

Астрономска јединица

Директна мерења растојања су базирана на астрономској јединици (АУ), која је растојање између Земље и Сунца. Историјски, опсервације транзита Венере су биле кључне у одређивању АУ; у првој половини 20. века, опсервације астероида су исто тако биле важне. У данашње време се орбитала Земље одређује са великом прецизношћу користећи радарска мерења растојања до Венере и других оближњих планета и астероида,^[2] и путем праћења интерпланетарних свемирских летелица у њиховим орбитама око Сунца кроз Соларни систем. Кеплерови закони пружају прецизне односе величина орбита објеката који орбитирају око Сунца, али не пружају меру свеукупне скале орбитујућег система. Радар се користи за мерење растојања између орбита Земље и другог тела. Полазећи од тог мерења и односа величина две орбите, израчунава се величина Земљине орбите. Земљина орбита је позната са апсолутном прецизношћу од неколико метара и релативном прецизношћу од неколико 6989100000000000000♠1×10⁻¹¹.

Паралакса

Најважнија фунцаментална мера растојања произилази из тригонометријске паралаксе. Како се Земља креће око Сунца, стиче се утисак да се позиција оближњих звезда мало помера у односу на удаљенију позадину. Та померања су углови у једном једнакокраком троуглу, при чему 2 АУ (растојање између екстремних позиција Земљине орбите око Сунца) чини основу троугла, а растојање до звезде дуге кракове једнаке дужине. Величина померања је веома мала, реда величине 1 угаоне секунде за објекат на растојању од 1 парсека (3,26 светлосних година) од најближих звезда, и након тога се угаони размак смањује са повећањем растојања. Астрономи обично изражавају растојања у јединицама парсека (паралаксне угаоне секунде); светлосне године се користе у популарним медијима.

Пошто се паралакса смањује за већа звездана растојања, корисна растојања се могу мерити само за звезде чија паралакса је неколико пута већа од прецизности мерења. Паралакса мерења типично има прецизност мерења изражену у угаоним милисекундама.^[3] Током 1990-тих, на пример, Хипаркос мисија је измерила паралаксе за преко сто хиљада звезда са предизношћу од око угаоне милисекунде,^[4] пружајући корисне удаљености за звезде до неколико стотина парсека. WFC3 телескопа Хабл у данашње време има потенцијал да пружи прецизност од 20 до 40 угаоних микросекунди, чиме се омогућава поуздано мерење растојања до 5.000 pc (20.000 ly) за мали број звезда.^[5]^[6] До раних 2020-тих, свемирска мисија Гаја ће прижити мерења растојања сличне прецизности до свих умерено светлих звезда.

Референце

^ „The Astronomer”. 16. 4. 2013. Архивирано из оригинала 9. 5. 2021. г. Приступљено 9. 5. 2021.
^ Ash, M. E.; Shapiro, I. I.; Smith, W. B. (1967). „Astronomical constants and planetary ephemerides deduced from radar and optical observations”. The Astronomical Journal. 72: 338. Bibcode:1967AJ.....72..338A. doi:10.1086/110230.
^ Staff. „Trigonometric Parallax”. The SAO Encyclopedia of Astronomy. Swinburne Centre for Astrophysics and Supercomputing. Приступљено 18. 10. 2008.
^ Perryman, M. A. C.; et al. (1999). „The HIPPARCOS Catalogue”. Astronomy and Astrophysics. 323: L49—L52. Bibcode:1997A&A...323L..49P.
^ Harrington, J. D.; Villard, R. (10. 4. 2014). „NASA's Hubble Extends Stellar Tape Measure 10 Times Farther Into Space”. NASA. Приступљено 17. 10. 2014.
^ Riess, A. G.; Casertano, S.; Anderson, J.; MacKenty, J.; Filippenko, A. V. (2014). „Parallax Beyond a Kiloparsec from Spatially Scanning the Wide Field Camera 3 on the Hubble Space Telescope”. The Astrophysical Journal. 785 (2): 161. Bibcode:2014ApJ...785..161R. arXiv:1401.0484 . doi:10.1088/0004-637X/785/2/161.

Литература

Carroll, Bradley W.; Ostlie, Dale A. (2014). An Introduction to Modern Astrophysics. Harlow, United Kingdom: Pearson Education Limited. ISBN 978-1-292-02293-2.
Measuring the Universe The Cosmological Distance Ladder, Stephen Webb, copyright 2001.
Pasachoff, J.M.; Filippenko, A. (2013). The Cosmos: Astronomy in the New Millennium (4th изд.). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-68756-1.
The Astrophysical Journal, The Globular Cluster Luminosity Function as a Distance Indicator: Dynamical Effects, Ostriker and Gnedin, May 5, 1997.
An Introduction to Distance Measurement in Astronomy, Richard de Grijs, Chichester: John Wiley & Sons, 2011, ISBN 978-0-470-51180-0.
On the re-definition of the astronomical unit of length (PDF). XXVIII General Assembly of International Astronomical Union. Beijing, China: International Astronomical Union. 31. 8. 2012. Resolution B2. „... recommends ... 5. that the unique symbol "au" be used for the astronomical unit.”
„Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Instructions for Authors”. Oxford Journals. Архивирано из оригинала 22. 10. 2012. г. Приступљено 20. 3. 2015. „The units of length/distance are Å, nm, μm, mm, cm, m, km, au, light-year, pc.”
On the re-definition of the astronomical unit of length (PDF). XXVIII General Assembly of International Astronomical Union. Beijing: International Astronomical Union. 31. 8. 2012. Resolution B2. „... recommends [adopted] that the astronomical unit be re-defined to be a conventional unit of length equal to exactly 149,597,870,700 metres, in agreement with the value adopted in IAU 2009 Resolution B2”
Luque, B.; Ballesteros, F.J. (2019). „Title: To the Sun and beyond”. Nature Physics. 15: 1302. doi:10.1038/s41567-019-0685-3 .
Bureau International des Poids et Mesures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th изд.), Organisation Intergouvernementale de la Convention du Mètre, стр. 126, Архивирано (PDF) из оригинала 2022-10-09. г.
„Manuscript Preparation: AJ & ApJ Author Instructions”. American Astronomical Society. Архивирано из оригинала 21. 2. 2016. г. Приступљено 29. 10. 2016. „Use standard abbreviations for ... natural units (e.g., au, pc, cm).”
„Instructions to Authors”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Oxford University Press. Приступљено 5. 11. 2020. „The units of length/distance are Å, nm, µm, mm, cm, m, km, au, light-year, pc.”
„The International System of Units (SI)”. SI Brochure (8th изд.). BIPM. 2014 [2006]. Приступљено 3. 1. 2015.
„The International System of Units (SI)” (PDF). SI Brochure (9th изд.). BIPM. 2019. стр. 145. Архивирано (PDF) из оригинала 2022-10-09. г. Приступљено 1. 7. 2019.
„ISO 80000-3:2019”. International Organization for Standardization. Приступљено 2020-07-03.
„Part 3: Space and time”. Quantities and units. International Organization for Standardization. ISO 80000-3:2019(en). Приступљено 2020-07-03.
„HORIZONS System”. Solar system dynamics. NASA: Jet Propulsion Laboratory. 4. 1. 2005. Приступљено 16. 1. 2012.
Commission 4: Ephemerides/Ephémérides (1976). item 12: Unit distance (PDF). XVIth General Assembly of the International Astronomical Union. IAU (1976) System of Astronomical Constants. Grenoble, FR. Commission 4, part III, Recommendation 1, item 12. Архивирано (PDF) из оригинала 2022-10-09. г.
Hussmann, H.; Sohl, F.; Oberst, J. (2009). „§ 4.2.2.1.3: Astronomical units”. Ур.: Trümper, Joachim E. Astronomy, astrophysics, and cosmology – Volume VI/4B Solar System. Springer. стр. 4. ISBN 978-3-540-88054-7.
Williams Gareth V. (1997). „Astronomical unit”. Ур.: Shirley, James H.; Fairbridge, Rhodes Whitmore. Encyclopedia of planetary sciences. Springer. стр. 48. ISBN 978-0-412-06951-2.
„Selected Astronomical Constants” (PDF). The Astronomical Almanac Online. USNO–UKHO. 2009. стр. K6. Архивирано из оригинала (PDF) 26. 7. 2014. г.
Gérard Petit; Brian Luzum, ур. (2010). Table 1.1: IERS numerical standards (PDF). IERS technical note no. 36: General definitions and numerical standards (Извештај). International Earth Rotation and Reference Systems Service. Архивирано (PDF) из оригинала 2022-10-09. г.
Gérard Petit; Brian Luzum, ур. (2010). IERS Conventions (2010): IERS technical note no. 36 (Извештај). International Earth Rotation and Reference Systems Service. ISBN 978-3-89888-989-6. Архивирано из оригинала 30. 06. 2019. г. Приступљено 13. 11. 2022.
Capitaine, Nicole; Klioner, Sergei; McCarthy, Dennis (2012). IAU Joint Discussion 7: Space-time reference systems for future research at IAU General Assembly – The re-definition of the astronomical unit of length: Reasons and consequences (PDF) (Извештај). 7. Beijing, China. стр. 40. Bibcode:2012IAUJD...7E..40C. Архивирано (PDF) из оригинала 2022-10-09. г. Приступљено 16. 5. 2013.
IAU WG on NSFA current best estimates (Извештај). Архивирано из оригинала 8. 12. 2009. г. Приступљено 25. 9. 2009.
Pitjeva, E.V.; Standish, E.M. (2009). „Proposals for the masses of the three largest asteroids, the Moon-Earth mass ratio and the Astronomical Unit”. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. 103 (4): 365—72. Bibcode:2009CeMDA.103..365P. S2CID 121374703. doi:10.1007/s10569-009-9203-8.
„The final session of the [IAU] General Assembly” (PDF). Estrella d'Alva. 14. 8. 2009. стр. 1. Архивирано из оригинала (PDF) 6. 7. 2011. г.

Спољашње везе

The ABC's of distances (UCLA)
The Extragalactic Distance Scale by Bill Keel
The Hubble Space Telescope Key Project on the Extragalactic Distance Scale
The Hubble Constant, a historical discussion
NASA Cosmic Distance Scale
PNLF information database Архивирано на сајту Wayback Machine (26. јануар 2010)
The Astrophysical Journal

[1] „The Astronomer”. 16. 4. 2013. Архивирано из оригинала 9. 5. 2021. г. Приступљено 9. 5. 2021.

[2] Ash, M. E.; Shapiro, I. I.; Smith, W. B. (1967). „Astronomical constants and planetary ephemerides deduced from radar and optical observations”. The Astronomical Journal. 72: 338. Bibcode:1967AJ.....72..338A. doi:10.1086/110230.

[3] Staff. „Trigonometric Parallax”. The SAO Encyclopedia of Astronomy. Swinburne Centre for Astrophysics and Supercomputing. Приступљено 18. 10. 2008.

[4] Perryman, M. A. C.; et al. (1999). „The HIPPARCOS Catalogue”. Astronomy and Astrophysics. 323: L49—L52. Bibcode:1997A&A...323L..49P.

[5] Harrington, J. D.; Villard, R. (10. 4. 2014). „NASA's Hubble Extends Stellar Tape Measure 10 Times Farther Into Space”. NASA. Приступљено 17. 10. 2014.

[6] Riess, A. G.; Casertano, S.; Anderson, J.; MacKenty, J.; Filippenko, A. V. (2014). „Parallax Beyond a Kiloparsec from Spatially Scanning the Wide Field Camera 3 on the Hubble Space Telescope”. The Astrophysical Journal. 785 (2): 161. Bibcode:2014ApJ...785..161R. arXiv:1401.0484 . doi:10.1088/0004-637X/785/2/161.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]