gov-civil-vilareal.ptHvor langt væk er Polaris?
>Nogle gange finder jeg ud af, at noget, der burde være indlysende, noget, vi burde have vidst for længe siden, stadig ikke er så kendt.
Som for eksempel afstanden til Polaris. Det er den 48. klareste stjerne på nattehimlen, og det er Nordstjernen . Af Rute vi ved hvor langt væk det er!
Bortset fra indtil for nylig gjorde vi det ikke. Men nu gør vi det!
hvad betyder 999 i engletal
Og her kommer mine yndlingsord til at skrive: OK, lad mig forklare.
Polaris fejres, fordi det tilfældigvis ligger nær den himmelske nordpol. Dette defineres af den snurrende jord: Hvis du står præcist på Jordens nordpol, er den himmelske pol lige op, direkte over dig. Fordi Jorden snurrer, ser det ud til, at himlen snurrer omkring dette punkt (eller den himmelske sydpol, hvis du bor syd for ækvator). Som det sker, er en lys-til-middlin 'lys stjerne meget nær dette sted: Alpha Ursae Minoris. Hvis du kan se denne stjerne, kan du finde nord, hvilket gør den til et temmelig vigtigt kosmisk vartegn. Dens position er jo derfor, vi kalder det Polaris.
Her, lad denne fyr forklare:
Så Polaris er vigtig pga hvor det er ... men det viser sig, at det er vigtigt på grund af hvad det er det også. Polaris er en variabel stjerne, der ændrer lysstyrken op og ned over tid. Ændringen er ikke enorm, mindre end 20%, og den går fra svagere til lysere og tilbage hver fjerde dag eller deromkring. Lysstyrken varierer, fordi Polaris delvis forstørrer og krymper i størrelse. Mekanismen er lidt kompleks , og har at gøre med, at helium i stjernens atmosfære absorberer energi, men det vigtige er, at det bliver lysere, når det bliver større, og dæmpes, når det krymper.
Stjerner, der gør dette, kaldes Cepheid -variabler, efter at den første blev opdaget, Delta Cephei . Det er de kritisk vigtigt for astrofysik, fordi det blev opdaget (af astronom Henrietta Swan Leavitt i 1908) at den tid det tog en Cepheid -variabel at cykle gennem dens lysstyrke var relateret til dens absolutte lysstyrke , hvor meget energi det afgiver. Det betyder, at hvis du kan måle dens periode, kan du få dens lysstyrke. Hvis du så måler dens tilsyneladende lysstyrke fra jorden, du kan få sin afstand . Stjerner dæmpes med afstand efter en velforstået lov, så hvis du har den tilsyneladende og absolutte lysstyrke, boom. Afstand fundet.
Ursa Minor ville bare være endnu en overset konstellation, hvis den ikke holdt toppen af himlen inden for sine grænser. Kredit: Rogelio Bernal Andreo
Og det er nøglen. Cepheider er massive, lysende stjerner, så lyse, at de kan ses i andre galakser. Hvis du kan måle lysstyrkeændringen af en Cepheid i en anden galakse, kan du finde afstanden til den galakse! Det var netop, hvad Edwin Hubble og hans team gjorde tilbage i begyndelsen af det 20. århundrede, hvilket beviser, at galakser var meget, meget langt væk, noget der blev diskuteret meget indtil da.
lykkehjul omvendt kærlighed
Vi bruger stadig Cepheids som grundlag for den ekstragalaktiske afstandskala. Vi har mange andre måder at måle afstande til galakser på, men i det væsentlige er de afhængige af, at vi ser Cepheids i nærliggende galakser og bruger dem til at kalibrere de andre metoder. Det er faktisk en af hovedårsagerne til, at Hubble -rumteleskopet blev bygget! Det kan se masser af cepheider i nærliggende galakser samt andre slags stjerner og objekter (som eksploderende stjerner), der bruges til at måle afstanden til mere fjerntliggende galakser.
Og nu kan du se, hvorfor Polaris er så vigtig. Det er den nærmeste Cepheid -variabel til Jorden, så det er en stor ting at kende dens afstand.
Ved brug af parallaks og andre metoder har givet modstridende resultater med rapporterede afstande på 320 til over 800 lysår! De bedste har en tendens til at klynge sig omkring 430 lysår, men med en vis usikkerhed.
Men nyt arbejde kan have neglet dette betydeligt ned . Astronomer kiggede på dataene fra European Space Agency mission Gaia, som observerer over en milliard stjerner (ja, milliard ) for at registrere deres lysstyrker, positioner og kritisk ændringer i deres positioner over tid. Dette bestemmer stjernens parallaks (jeg forklarer, hvordan det fungerer i Crash Course Astronomy: Afstande ), og derfra får vi afstanden.
Ironisk nok er Polaris faktisk for lys til at måle med Gaia! Det overvinder detektorerne, der er designet til at se på svagere stjerner. Jeg har dog løjet lidt for dig: Polaris er ikke en stjerne; det er faktisk tre : en varm, lysende superkæmpe med en køligere (dog stadig varmere end solen) stjerne, der kredser om den, og en tredje stjerne, der kredser om det binære par længere ude. Supergiganten er den, der pulserer.
manifestation for begyndere
Den gode nyhed er, at stjernen længere ude, kaldet Polaris B, er svag nok til at måles af Gaia. Det viser sig at være 447,08 lysår fra Jorden. Interessant nok angiver dette, at Polaris B er lysere end forventet for en stjerne af slagsen; det kan være en binær selv, eller en fusioneret binær (hvor de to komponentstjerner fysisk smelter sammen til en enkelt stjerne).
Men det betyder, at vi også kender afstanden til Polaris Aa, supergiganten! Og det betyder, at vi kan finde endnu mere interessante egenskaber, den har. Dens størrelse på himlen (hvor stor den ser ud) er blevet målt ved hjælp af interferometriske teknikker, og med afstanden betyder det, at vi kan bestemme, at den fysisk er 46 gange bredere end Solen. Det er stor . Men så er det en superkæmpe. Den har også omkring 6,5 gange solens masse og er cirka 2.500 gange mere lysende. Så ja, det er et dyr.
Desuden viser det sig, at der er mere end én slags Cepheid (og i virkeligheden det bliver ret kompliceret ), og dette påvirker deres periode-lysstyrke-forhold. Det vides ikke, hvilken slags Polaris er, men den nye afstand fjerner dette og kan bruges til at hjælpe astronomer med at forstå de forskellige typer Cepheids.
Jeg finder alt dette fascinerende for videnskaben, selvfølgelig, men også for konsekvenserne. Polaris har været polstjernen i århundreder (men ikke altid; jorden vakler, mens den roterer , der fuldstændig vakler en gang hvert 26.000 år eller deromkring, og det bevæger den nordlige himmelpol rundt i himlen i en stor cirkel) og historisk set har været et navigationsfyr, kritisk for global udforskning. Og alligevel var vores viden om selve stjernen uklar, alt fordi vi virkelig ikke vidste, hvor langt væk den var.
Og nu gør vi det. Og det er takket være Gaia ... og igen må jeg undre mig. Hvad andet vil denne store database med stjerneoplysninger fra Gaia have for os? Hvilke andre astronomiske skatte venter på at blive afsløret?
