The teacher introduces the concept of the stellar parallaxstellar parallaxstellar parallax.
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 distance of very far objects a geometrical method is used.
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.
Definition: Stellar 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.
As the distancedistancedistance to a star increases, then its parallax decreases. Closer stars have larger parallaxes while distant stars have smaller parallaxes.
The relationrelationrelation between the parallax and the distance to the star can be calculated using a simple formula:
where: d - the distancedistancedistance to the star, p - parallax the star. The distancedistancedistance 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.
Definition: 1 parsec (pc) - one parsecparsecparsec corresponds to the distance 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 ∙ 10Indeks górny 1313 km.
Definition: 1 arcsec amounts to one sixtieth of an arcminute while an arcminute is of a degree:
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.
Definition: Light year (ly) is the distancedistancedistance the light travels in one year.
1 ly is equivalent to 0,31 pc, or to 63270 AU.
Task 1
The star Proxima Centauri has a parallax p = 0,768 arcsec. Calculate its distance.
Answer:
1,302 pc.
Task 2
A measured parallax of a star is 0,02 arcsec. What is its distancedistancedistance?
Odległości do najbliższych gwiazd są ogromne w porównaniu do skali ziemskiej, dlatego największe mierzone paralaksy są bardzo małe. Zwykle są mniejsze niż sekundy kątowe, np. najbliższa gwiazda, zwana Proxima Centauri, ma paralaksę równą 0,768″, co jest największą paralaksą obserwowaną dla gwiazd.
m1f6d22ae8fd62036_1527752256679_0
Rtmdfw6ljsdhO1
Pozycja gwiazdy zauważona przez obserwatora na Ziemi w grudniu w odniesieniu do odległych gwiazd tła będzie inna w czerwcu. Jest to spowodowane zmianą pozycji Ziemi na jej orbicie wokół Słońca. W reprezentacji geometrycznej, widzianej z Ziemi, pobliska gwiazda przechodzi przez kąt pokazany na rysunku. Paralaksa p jest połową tego kąta.
m1f6d22ae8fd62036_1528449000663_0
Jak daleko jest do planet, Słońca i gwiazd?
m1f6d22ae8fd62036_1528449084556_0
Trzeci
m1f6d22ae8fd62036_1528449076687_0
III. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:
4) opisuje budowę Układu Słonecznego i jego miejsce w Galaktyce; posługuje się pojęciami jednostki astronomicznej i roku świetlnego.
m1f6d22ae8fd62036_1528449068082_0
45 minut
m1f6d22ae8fd62036_1528449523725_0
Objaśnia metodę mierzenia odległości gwiazd od Słońca.
m1f6d22ae8fd62036_1528449552113_0
1. Wyjaśnia, czym jest paralaksa heliocentryczna.
2. Posługuje się jednostkami parseka oraz roku świetlnego.
m1f6d22ae8fd62036_1528450430307_0
Uczeń:
- opisuje metodę paralaksy heliocentrycznej,
- używa w obliczeniach jednostek astronomicznych: parseka oraz roku świetlnego.
m1f6d22ae8fd62036_1528449534267_0
1. Dyskusja.
2. Analiza tekstu.
m1f6d22ae8fd62036_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca grupowa.
m1f6d22ae8fd62036_1528450127855_0
Uczniowie przypominają jednostki, które są zwykle używane do mierzenia odległości.
W jakich jednostkach mierzymy odległości?
m1f6d22ae8fd62036_1528446435040_0
Nauczyciel wprowadza pojęcie paralaksy heliocentrycznej.
Odległość jest najważniejszą i najtrudniejszą do zmierzenia wielkością w astronomii. Odległości są kluczowymi zmiennymi do oszacowania fizycznych rozmiarów ciał niebieskich, ich prawdziwego ruchu w przestrzeni kosmicznej, ich masy i emitowanej energii.
Aby zmierzyć odległość bardzo dalekich obiektów, stosuje się metodę geometryczną.
Paralaksa heliocentryczna:
Gwiazdy znajdujące się bliżej obserwatora wydają się poruszać względem bardziej odległych gwiazd. Efekt ten jest wynikiem ruchu Ziemi wokół Słońca.
Definicja: Paralaksa heliocentryczna - jest zmianą obserwowanego położenia ciał niebieskich spowodowaną ich pozornym ruchem w odniesieniu do bardziej odległych gwiazd stanowiących tło.
Pozycja gwiazdy zauważona przez obserwatora na Ziemi w grudniu w odniesieniu do odległych gwiazd tła będzie inna w czerwcu. Jest to spowodowane zmianą pozycji Ziemi na jej orbicie wokół Słońca. W reprezentacji geometrycznej, widzianej z Ziemi, pobliska gwiazda przechodzi przez kąt pokazany na rysunku. Paralaksa p jest połową tego kąta.
[Grafika interaktywna]
Wraz ze wzrostem odległości do gwiazdy zmniejsza się jej paralaksa. Bliższe gwiazdy mają większe paralaksy, podczas gdy odległe gwiazdy mają mniejsze paralaksy.
[Ilusracja 1]
Odległości do najbliższych gwiazd są ogromne w porównaniu do skali ziemskiej, dlatego największe mierzone paralaksy są bardzo małe. Zwykle są mniejsze niż sekundy kątowe, np. najbliższa gwiazda, zwana Proxima Centauri, ma paralaksę równą 0,768″, co jest największą paralaksą obserwowaną dla gwiazd.
Odległość do gwiazd:
Związek pomiędzy paralaksą a odległością do gwiazdy można obliczyć za pomocą prostego wzoru:
gdzie: d - odległość do gwiazdy, p - paralaksa gwiazdy. Odległość wyrażana jest w parsekach, a paralaksa w sekundach kątowych.
Podstawowa relacja w astronomii mówi, że gwiazda z paralaksą równą 1″ ma odległość do Słońca równą 1 parsekowi.
Definicja: 1 parsek (pc) – jeden parsek odpowiada odległości od Słońca do obiektu astronomicznego, który ma kąt paralaksy równy jednej sekundzie kątowej.
1 parsek odpowiada 206 265 AU, czyli 3,26 lat świetlnych lub 3,086 ∙ 10Indeks górny 1313 km.
Definicja: 1 sekunda kątowa wynosi jedną sześćdziesiątą minuty kątowej, a jedna minuta kątowa wynosi stopnia:
W przeszłości mierzenie paralaksy było bardzo żmudnym zajęciem. Obecnie do pomiaru używamy cyfrowych technik obrazowania. Aby uniknąć rozmycia z powodu ziemskiej atmosfery, pomiar odbywa się z kosmosu.
Inna, bardzo często używana szczególnie w tematyce popularno‑naukowej, jednostka astronomiczna to rok świetlny.
Definicja: Rok świetlny - rok świetlny (ly) to odległość, którą światło pokonuje w ciągu jednego roku.
1 rok świetlny odpowiada 0,31 pc lub 63 270 AU.
Polecenie 1
Gwiazda Proxima Centauri ma paralaksę p = 0,768″. Oblicz jej odległość.
Odpowiedź:
1,302 pc.
Polecenie 2
Zmierzona paralaksa gwiazdy wynosi 0,02″. Jaka jest jej odległość?
Odpowiedź:
50 pc.
m1f6d22ae8fd62036_1528450119332_0
Odległości gwiazd od Słońca mierzone są za pomocą metody paralaksy heliocentrycznej.