Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
RyL61FbBBVpMt

How far is it to the planets, the Sun and the stars?

Source: licencja: CC 0.

Jak daleko jest do planet, Słońca i gwiazd?

You will learn
  • the method of measuring distances between stars and the Sun,

  • to describe the parallax method.

RayyINS5SYbzD1
nagranie abstraktu

Before you start, answer the question.

  • In what units we measure distances?

DistancedistanceDistance is the most important and most difficult quantity to measure in astronomy. Distances are key variables for estimating physical sizes of the celestial bodiescelestial bodiescelestial bodies, their true motion through the cosmic space, their masses and emitted energy.

To measure the distancedistancedistance of very far objects a geometrical method is used.

Stellar parallax
R1ThJ7vlsdBZV1
nagranie abstraktu

Stars located closer to the observer appear to move with respect to more distant stars. The effect is a result of the motion of the Earth around the Sun.

Stellar parallax
Definition: Stellar parallax
R15oOuD6qr73a1
nagranie abstraktu

Stellar parallaxstellar parallaxStellar parallax is the change of observed position of the celestial bodiescelestial bodiescelestial bodies due to its apparent motionapparent motionapparent motion with respect to more distant background stars.

Rtmdfw6ljsdhO1
nagranie abstraktu

The position of a star noticed by an observer on the Earth in December with respect to the background stars will be different in June. This is caused by the change of the position of the Earth on its orbit around the Sun. In the geometrical representation, as seen from the Earth, the nearby star appears to sweep through the angle shown on the drawing. The parallax, p, is the half of this angle.

R1CDw3yrcvSni
Ilustracja interaktywna przedstawia schemat opisujący zjawisko paralaksy. Po lewej stronie pokazane jest Słońce jako żółte koło, orbita Ziemi w uproszczeniu jako okrąg wokół Słońca i jej dwie pozycje: czerwcowa nad Słońcem opisana June i grudniowa pod Słońcem opisana December. Po prawej stronie ilustracji znajdują się trzy rysunki fragmentu nieba z żółtymi punktami symbolizującymi gwiazdy. Od góry widok grudniowy opisany numerem 1, który obserwowany jest z Ziemi, wraz z symbolicznie zaznaczoną na czerwono obserwowaną gwiazdą leżącą bliżej lewej krawędzi rysunku. Na środku, w linii prostej od Słońca, rzeczywisty obraz nieba z odległymi gwiazdami opisany numerem 2. Poniżej widok lipcowy opisany numerem 3, który obserwowany jest z Ziemi, wraz z symbolicznie zaznaczoną na czerwono obserwowaną gwiazdą leżącą bliżej prawej krawędzi rysunku. Na rysunku liniami ciągłymi zaznaczona jest: odległość punktu opisanego June do obrazka numer 3 przechodząca przez gwiazdę, odległość Słońca do obrazka numer 2 przechodząca przez gwiazdę, odległość punktu opisanego December do obrazka numer 1 przechodząca przez gwiazdę. Zaznaczony jest kąt paralaksy p opisany numerem 4. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. December view {audio}, 2. distant stars {audio}, 3. June view {audio}, 4. stellar parallax {audio}.
Stellar parallax
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Ru41uX7oOeUgW1
nagranie abstraktu

As the distancedistancedistance to a star increases, then its parallax decreases. Closer stars have larger parallaxes while distant stars have smaller parallaxes.

RCE4YYBUDaWnX1
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R13gddjU5HPRV1
nagranie abstraktu

The distances to the closest stars are enormous, as compared to terrestrial scales; therefore the largest measured parallaxes are very small. They are usually less than an arcsecond, e.g. the nearest star, called Proxima Centauri, has the parallax of 0,768 arcseconds, which is the largest parallax observed for any star.

Parallax formula
RKyPkV23IIafd1
nagranie abstraktu

The relationrelationrelation between the parallax and the distancedistancedistance to the star can be calculated using a simple formula:

d=1p

where d is the distance to the star and p is its parallax. The distance is expressed in parsecs and the parallax in arcseconds.

The fundamental relationrelationrelation in astronomy says that a star with a parallax of 1 arcsecond has a distance to the Sun of 1 parsecparsecparsec.

Parsec
Definition: Parsec
R1bzWczgCS4x3
nagranie abstraktu

1 parsecparsecparsec (pc) - one parsec corresponds to the distancedistancedistance from the Sun to an astronomical object that has a parallax angle of one arcsecond.

1 parsec is equivalent to 206265 AU, or 3,26 ly, or 3,086 · 1013 km.

Arcsec
Definition: Arcsec
RfHew17DyvMka1
nagranie abstraktu

1 arcsec amounts to one sixtieth of an arcminute while an arcminute is 1/60 of a degree.

1 = (1/60) = (1/3600)°

R16fk8TVD78Tn1
nagranie abstraktu

In the past, measuring of parallax was very arduous occupation. Nowadays we use digital imaging techniquesdigital imaging techniquesdigital imaging techniques to measure it. To avoid blurring due to the Earth’s atmosphere the measurement are done from space.

Other, very often used especially in the popular science, astronomical unit is the light year.

Light year
Definition: Light year
RyI4k2vrJx3rG1
nagranie abstraktu

Light year (ly) is the distance the light travels in one year.

1 ly is equivalent to 0,31 pc, or to 63270 AU.

Exercise 1
Rbots2F6LIX0o1
nagranie abstraktu

The star Proxima Centauri has a parallax p = 0,768 arcsec. Calculate its distance.

Exercise 2
RzPkeMR8WBq0i1
nagranie abstraktu

A measured parallax of a star is 0,02 arcsec. What is its distancedistancedistance?

Remember
R20eY9P33dXHJ1
nagranie abstraktu
  • The distances of stars from the Sun are measured using the stellar parallaxstellar parallaxstellar parallax method.

Exercises

RK23Vtl0nP7LY
Exercise 3
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. Astronomers use a phenomenon called parallax to measure distances to nearby stars., 2. The average distance between the Sun and Earth is 1 AU., 3. The distance that light travels in one year is one parsec., 4. The star, other than the Sun, that is closest to Earth is Proxima Centauri.
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 4

If a star has a parallax of 0,03 arcsec, how far away is it in light years?

Exercise 5

Describe in English what the parallax method is used to estimate distances of the stars.

Rd6xbDZWVvzhy
Exercise 6
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. ciała niebieskie - celestial bodies, 2. cyfrowe techniki obrazowania - apparent motion, 3. związek - relation, 4. odległość - distance, 5. ruch pozorny - digital imaging techniques, 6. parsek - parsec
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RQ0k2BR5Bwm1x1
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Glossary

stellar parallax
stellar parallax

paralaksa heliocentryczna

Rri0OxYKrwL841
wymowa w języku angielskim: stellar parallax
celestial bodies
celestial bodies

ciała niebieskie

RBWPUuiJe29iv1
wymowa w języku angielskim: celestial bodies
parsec
parsec

parsek

RdOsyYDwQQcrq1
wymowa w języku angielskim: parsec
apparent motion
apparent motion

ruch pozorny

RKbSIYucjL9Sj1
wymowa w języku angielskim: apparent motion
relation
relation

związek

R1VO6xfNBe3B21
wymowa w języku angielskim: relation
distance
distance

odległość

Rwi8jqmSG9Hfu1
wymowa w języku angielskim: distance
digital imaging techniques
digital imaging techniques

cyfrowe techniki obrazowania

RWmKei1ZaoK7y1
wymowa w języku angielskim: digital imaging techniques

Keywords

stellar parallaxstellar parallaxstellar parallax

celestial bodiescelestial bodiescelestial bodies

parsecparsecparsec

apparent motionapparent motionapparent motion