視差は星までの距離の測定にどのように使用されますか?

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著者: Monica Porter
作成日: 21 行進 2021
更新日: 17 5月 2024
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【ゆっくり解説】天体の距離はどのように測られてきたのか?
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天文学では、視差は、地球が太陽の周りを移動することによって引き起こされる、背景に対する近くの星の見かけ上の動きです。近い星は遠い星よりも動くように見えるため、見かけの動きの量により、天文学者は地球から見える観測角度の変化を測定することで距離を決定できます。

見かけの動きと角度の変化は非常に小さいため、肉眼では知覚できません。実際、最初の恒星視差は、1838年にドイツの天文学者フリードリッヒベッセルによって測定されただけです。測定された視差角に接線三角関数を適用し、太陽が地球を通過した距離により、問題の星までの距離が得られます。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

太陽の周りの地球の動きは、近くの星に見かけの動きを生み出し、地球からの星の観測角度に小さな変化をもたらします。天文学者はこの角度を測定し、正接三角関数を使用して対応する星までの距離を計算できます。

視差の仕組み

地球は、地球から太陽までの距離が1天文単位(AU)で、年周期で太陽の周りを動きます。これは、地球が軌道の一方の端から他方の端に移動するときに、2 AU離れた2つのポイントから6か月離れた星の2つの観測が行われることを意味します。

星がその背景に反して動くように見えるので、星の観測の角度は6ヶ月の間にわずかに変化します。角度が小さいほど、星は動きにくく、遠くにあるように見えます。角度を測定し、地球、太陽、星が形成する三角形に接線を適用すると、星までの距離がわかります。

視差の計算

天文学者は、観測している星について2アーク秒の角度を測定している可能性があり、星までの距離を計算したいと考えています。視差は非常に小さいため、アークの1秒の60分の1に相当する秒のアークで測定されます。これは1分の1の回転の60分の1です。

天文学者は、地球が観測の間で2 AU移動したことも知っています。言い換えれば、地球、太陽、星によって形成される直角三角形は、地球と太陽の間の辺の長さが1 AUで、直角三角形の内側の星の角度は測定された角度の半分または1アーク秒。次に、星までの距離は、1 AUを1アーク秒の接線または206,265 AUで割った値に等しくなります。

視差測定の単位を扱いやすくするために、パーセクは視差角が1秒角、つまり206,265 AUの星までの距離として定義されます。関係する距離を理解するために、1 AUは約9,300万マイル、1パーセクは約3.3光年、1光年は約6兆マイルです。最も近い星は数光年離れています。

視差角の測定方法

望遠鏡の精度が向上することにより、天文学者はますます小さな視差角を測定し、遠く離れた星までの距離を正確に計算することができます。視差角を測定するために、天文学者は6ヶ月離れた星の観測角を記録しなければなりません。

天文学者は、問題の星に近い静止したターゲット、通常は動かない遠くの銀河を選択します。彼は銀河、そして星に焦点を合わせ、それらの間の観測角度を測定します。 6か月後、彼はこのプロセスを繰り返し、新しい角度を記録します。観測角の違いが視差角です。これで、天文学者は星までの距離を計算できます。