Die "Zwillingssterne" -Methode berechnet die Entfernung zu entfernten Sternen genauer

Zwei Sterne mit denselben Spektren und einem bekannten Abstand zu einem von ihnen.

Astronomen der Universität Cambridge haben eine neue, genauere Methode entwickelt, um Entfernungen zu entfernten Sternen mithilfe von Zwillingssternen zu messen. Der Helligkeitsunterschied zweier Sterne mit demselben Spektrum, von denen einer nahe genug bei uns liegt, ermöglicht es uns, den Unterschied in den Abständen zu ihnen genau zu messen.

Das Messen der Entfernung zu Objekten im Universum ist eine Schlüsselaufgabe der Astronomie. Ohne dies ist es unmöglich, wissenschaftliche Schlussfolgerungen über die Größe von Objekten und ihre Eigenschaften zu ziehen. Jede neue genaue Entfernungsmessung ist ein weiterer Schritt bei der Erforschung des Universums.

Der beste Weg, um den Abstand zu entfernten Objekten zu messen, ist die Verwendung der Parallaxe oder der scheinbaren Verschiebung eines Himmelskörpers, wenn sich der Betrachtungswinkel ändert. Dazu müssen Sie zwei Winkel von verschiedenen Beobachtungsorten aus messen (je größer die Basis, der Abstand zwischen den beiden Beobachtungsorten - desto besser) und durch einfache trigonometrische Berechnungen die Höhe des resultierenden Dreiecks berechnen.

Die größte uns zur Verfügung stehende Basis ist der Durchmesser der Erdumlaufbahn, daher wird die gemessene Verschiebung der Sterne als jährliche Parallaxe bezeichnet. Der erste Versuch, die Sternparallaxe zu messen, um die Theorie des Kopernikus über die Erdrotation um die Sonne zu testen, wurde von Tycho Brahe im 16. Jahrhundert unternommen, aber dann verfügte er einfach nicht über genügend genaue Instrumente - da die Parallaxe der Sterne 1 Bogensekunde nicht überschreitet.

Die erste Person, die die Parallaxe des Sterns genau messen konnte, war 1837 Wassili Jakowlewitsch Struve (damals Direktor des Derpt-Observatoriums und später Pulkowo). Er maß Vegas Parallaxe und stellte fest, dass sie 0,12 Bogensekunden betrug.



Seitdem wurden die Werkzeuge ständig verbessert, und bis vor kurzem war der Hipparcos-Satellit (Abkürzung für High Precision Parallax Collecting Satellite - „hochpräziser Satellit zum Sammeln von Parallaxen“) das beste Werkzeug zur Messung der Parallaxe . Es wurde 1989 ins Leben gerufen und hat 37 Monate lang Informationen über mehr als eine Million Sterne gesammelt. Es war das erste und einzige weltraumastrometrische Projekt, das seine Arbeit abgeschlossen hat. Der Erfolg des Programms ermöglichte es, die Genauigkeit astrometrischer Messungen um eine Größenordnung zu erhöhen.

Dieses wunderbare Gerät war jedoch nur zur Messung der Entfernung zu Sternen geeignet, die nicht weiter als 1600 Lichtjahre von uns entfernt waren. In unserer Galaxie sind dies ungefähr 100.000 Sterne. Für alle anderen sind die gemessenen Winkel zu klein.

Der kürzlich gestartete Gaia-Satellit wurde verbessert und wird Entfernungen von bis zu 30.000 Lichtjahren messen, von denen eine Milliarde Sterne der Milchstraße betroffen sein werden - etwa 1% aller Sterne in der Galaxie.

Nun, die Entfernung zu extrem entfernten Sternen muss indirekt gemessen werden - aus der Temperatur, der chemischen Zusammensetzung, dem Spektrogramm und den Daten zur Entwicklung der Sterne wird die Helligkeit des Sterns berechnet und mit der sichtbaren Helligkeit verglichen. Eine solche Methode weist jedoch einen Fehler von bis zu 30% auf.

Die Astronomen von Cambridge haben eine ziemlich einfache Lösung gefunden. Wir müssen zwei Sterne mit identischen Spektren finden, von denen einer nahe genug an uns liegt, damit wir den Abstand zu ihm durch Parallaxe genau messen können. Dann spiegelt der Unterschied in der scheinbaren Helligkeit dieser beiden Sterne direkt den Unterschied in den Abständen zu ihnen wider. Der Fehler der Methode beträgt nicht mehr als 8%, wenn er mit Parallaxenmessung getestet wird, und nimmt mit zunehmender Entfernung nicht zu.



"Dies ist eine bemerkenswert einfache Idee - so einfach, dass es seltsam ist, dass noch niemand daran gedacht hat", sagte Dr. Paula Jofre Pfeil, Projektmanagerin. "Je weiter der Stern entfernt ist, desto dunkler ist er am Himmel. Wenn die beiden Sterne ein identisches Spektrum haben, können wir den Helligkeitsunterschied verwenden, um die Entfernungen zu berechnen."

Aus dem gesamten Spektrum der Sterne, das an 280.000 Punkten gemessen wird, werden 400 Linien ausgewählt, die die Eigenschaften des Sterns am genauesten beschreiben. Mit diesen Linien kann man mit dem vorhandenen Sternenkatalog, dessen Entfernung gemessen wird, nach entfernten Sternen mit identischen Spektren suchen und den Entfernungskatalog auffüllen. Diese Methode wird eine starke Ergänzung zu den Arbeiten sein, die im Rahmen des Gaia-Projekts durchgeführt werden.

Source: https://habr.com/ru/post/de383777/