• Gaja

Kako daleč je Polaris?

• 2024

Včasih ugotovim, da nekaj, kar bi moralo biti očitno, o čemer bi morali vedeti že davno, še vedno ni tako dobro znano.

princesa nevesta zdravorazumski mediji

Kot na primer razdalja do Polarisa. To je 48. najsvetlejša zvezda na nočnem nebu, in to je Severna zvezda . Od seveda vemo, kako daleč je!

Razen do nedavnega nismo. Ampak zdaj to počnemo!

In tu pridejo moje najljubše besede za zapis: V redu, naj razložim.

Polaris se praznuje, ker se nahaja v bližini nebesnega severnega pola. To opredeljuje vrteča se Zemlja: Če stojite točno na severnem polu Zemlje, je nebesni pol naravnost navzgor, neposredno nad vami. Ker se Zemlja vrti, se zdi, da se nebo vrti okoli te točke (ali nebesnega južnega pola, če živite južno od ekvatorja). Zdi se, da je svetla zvezda do sredine tega mesta zelo blizu: Alpha Ursae Minoris. Če lahko opazite to zvezdo, lahko najdete sever, zaradi česar je precej pomemben kozmični mejnik. Njegov položaj je razlog, zakaj ga navsezadnje imenujemo Polaris.

Evo, naj ta pojasni:

Polaris je torej pomemben zaradi kje je ... ampak izkazalo se je, da je pomembno zaradi kaj tudi je. Polaris je spremenljiva zvezda, ki sčasoma spreminja svojo svetlost navzgor in navzdol. Sprememba ni velika, manj kot 20%in gre od zatemnitve do svetlejše barve in nazaj vsake štiri dni. Svetlost se spreminja, ker se delno Polaris fizično poveča in skrči v velikosti. Mehanizem je nekoliko zapleten , in je povezan s helijem v atmosferi zvezde, ki absorbira energijo, vendar je pomembno, da postane svetlejši, ko postane večji, in se s krčenjem zatemni.

Zvezde, ki to počnejo, se po prvem odkritju imenujejo spremenljivke Cefeide, Delta Cephei . So kritično pomembno za astrofiziko, ker jo je odkril (astronom Henrietta Swan Leavitt leta 1908), da je čas, ki je trajal spremenljivko cefeide, da je prestopil svojo svetlost je bila povezana z njegovo absolutno svetilnostjo , koliko energije oddaja. To pomeni, da če lahko izmerite njegovo obdobje, lahko dobite njegovo svetilnost. Če ga potem izmerite očitno svetlost z Zemlje, lahko dobite njegovo razdaljo . Zvezde z razdalje zatemnijo po dobro razumljenem zakonu, zato, če imate navidezno in absolutno svetlost, bum. Najdena razdalja.

Mala medved bi bila le še eno spregledano ozvezdje, če ne bi držalo vrha neba znotraj svojih meja. Kredit: Rogelio Bernal Andreo

In to je ključ. Cefeide so ogromne, svetleče zvezde, tako svetle, da jih lahko vidimo v drugih galaksijah. Če lahko izmerite spremembo svetlosti cefeide v drugi galaksiji, lahko ugotovite razdaljo do te galaksije! Prav to so Edwin Hubble in njegova ekipa storili že v začetku 20. stoletja in dokazali, da so galaksije zelo, zelo daleč, o čemer se je do takrat vroče razpravljalo.

Še vedno uporabljamo Cefeide kot osnovo lestvice ekstragalaktičnih razdalj. Imamo veliko drugih načinov merjenja razdalj do galaksij, vendar so v bistvu odvisni od tega, da vidimo cefeide v bližnjih galaksijah in jih uporabljamo za umerjanje drugih metod. To je pravzaprav eden glavnih razlogov, da je bil zgrajen vesoljski teleskop Hubble! V bližnjih galaksijah lahko vidi veliko cefeidov, pa tudi druge vrste zvezd in predmetov (na primer eksplodirajoče zvezde), ki se uporabljajo za merjenje razdalje do bolj oddaljenih galaksij.

In zdaj vidite, zakaj je Polaris tako pomemben. To je najbližja spremenljivka Cefeide Zemlji, zato je poznavanje njene razdalje velika stvar.

Uporaba paralakse in druge metode so dale nasprotujoče si rezultate, saj so poročali o razdaljah od 320 do več kot 800 svetlobnih let! Najboljši se nagibajo k skupini okoli 430 svetlobnih let, vendar z nekaj negotovosti.

Toda nova dela so to morda precej zaskočila . Astronomi so si ogledali podatke misije Evropske vesoljske agencije Gaia, ki opazuje več kot milijardo zvezd (ja, milijard ) za beleženje njihovih svetlosti, položajev in kritičnih sprememb njihovih položajev skozi čas. To določa paralakso zvezde (razložim, kako to deluje Astronomija tečaja nesreče: razdalje ) in od tega dobimo razdaljo.

Ironično je, da je Polaris pravzaprav presvetel, da bi ga lahko merili z Gaio! Premaga detektorje, ki so zasnovani tako, da gledajo na šibkejše zvezde. Vendar sem vam malo lagal: Polaris ni ena zvezda; v resnici je tri : vroč, svetleč super velikan s hladnejšo (čeprav še bolj vročo od Sonca) zvezdo, ki kroži okoli nje, in tretjo zvezdo, ki kroži okrog binarnega para naprej. Superdig je tisti, ki utripa.

Dobra novica je, da je oddaljena zvezda, imenovana Polaris B, dovolj šibka, da jo lahko meri Gaia. Izkazalo se je, da je od Zemlje 447,08 svetlobnih let. Zanimivo je, da to kaže, da je Polaris B svetlejši od pričakovanega za tovrstno zvezdo; lahko je tudi sama binarna datoteka, oz združeni binarni datoteki (pri čemer se dve sestavni zvezdi fizično združita in tvorita eno samo zvezdo).

Toda to pomeni, da poznamo tudi razdaljo do Polaris Aa, supergejanta! In to pomeni, da lahko najdemo še bolj zanimive lastnosti. Njegovo velikost na nebu (kako veliko izgleda) so izmerili z interferometričnimi tehnikami, z razdaljo pa to pomeni, da lahko ugotovimo, da je fizično 46 -krat širša od Sonca. To je velik . Ampak potem je super velikan. Ima tudi približno 6,5 -krat večjo maso Sonca in je približno 2500 -krat svetlejša. Tako da, to je zver.

Poleg tega se je izkazalo, da obstaja več kot ena vrsta Cefejde (in v resnici postane precej zapleteno ), kar vpliva na njihovo razmerje med obdobjem in svetilnostjo. Ni bilo znano, kakšen je Polaris, a nova razdalja to pripelje in se lahko uporabi za pomoč astronomom pri razumevanju različnih vrst cefeid.

Seveda se mi vse to zdi fascinantno za znanost, pa tudi za posledice. Polaris je že stoletja pol zvezda (vendar ne vedno; zemlja se vrti, ko se vrti , ki enkrat na približno 26.000 let naredi popolno nihanje in s tem premika severni nebesni tečaj okoli neba v velikem krogu) in je bil zgodovinsko navigacijski svetilnik, ključnega pomena za globalno raziskovanje. In kljub vsemu je bilo naše znanje o sami zvezdi nejasno, vse zato, ker res nismo vedeli, kako daleč je.

In zdaj to počnemo. In zahvaljujoč Gaji ... in spet se moram vprašati. Kaj drugače nam bo ta ogromna zbirka zvezdnih informacij iz Gaie na voljo? Kateri drugi astronomski zakladi čakajo na odkritje?