Астрономия

Аввалин маротиба кай муайян карда шуд, ки Офтоб ситора аст?

Аввалин маротиба кай муайян карда шуд, ки Офтоб ситора аст?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Танҳо ба осмон нигаристан, офтоб ситора буданаш аслан маълум нест: ситорагон ба кураи осмонӣ муқаррар карда шудаанд, онҳо нуқта доранд ва чандон дурахшон нестанд, дар ҳоле ки офтоб курраи калон (дар муқоиса бо ситора) аст. ки тавассути осмон ҳаракат карда, равшании фаровон медиҳад. Барои донистани он ки онҳо воқеан ҳамон як намуди ашё ҳастанд, ба гумони ман, шумо бояд аввал фаҳмед, ки ситорагон хеле дуртаранд.

Аввалин маротиба кай фарзия дода шуд, ки Офтоб ва ситорагон метавонанд як табиат дошта бошанд? Аввалин унсури далелҳои мушоҳидавӣ барои нусхабардории он чӣ гуна буд?


Ман дар бораи вақт номуайян хоҳам буд, зеро ин аз он вобаста аст, ки шумо маънои "муайян кардан" -ро дар назар доред. Ки дар навбати худ аз он вобаста аст, ки дар илм чӣ маъно дорад "донистан". Як модели хеле хуб барои ситорагон мавҷуд аст, ки пешбинӣ мекунад, ки тӯбҳои плазма, ки дар натиҷаи омехта дар зарфҳояшон аз фурӯ рехтани онҳо пешгирӣ карда мешавад, ба офтоб наздиканд ва ба ситораҳои аз дур монанд. Пас мардум боварӣ доранд, ки ҳам офтоб ва ҳам ситорагон як табиат доранд. Аммо, дар ҳоле, ки далелҳои бевоситаи омехтаи ҳастаӣ дар офтоб (нейтрино) мавҷуданд, ҳамон як далели омезиши ситорагон нест. Пас метавон гуфт, ки ин "муайян" нашудааст ва бо назардошти хусусияти кашфи илмӣ, ҳеҷ гоҳ набояд бошад.

Ин инчунин аз он вобаста аст, ки шумо маънои "ҳамон табиатро" дар назар доред. Чӣ мешавад, агар гумон кунем, ки ду чиз якхела ҳастанд, аммо дар бораи он ки табиати ашё воқеан комилан нодуруст аст. Мо то солҳои 30-юм ҳеҷ гуна дарки аслии ситораҳоро надоштем ва ҳоло ҳам тафсилотро пур карда истодаем.

Даъвоҳои барвақт дар бораи ситора будани офтоб ба далелҳои умумӣ ва баъзе эътиқодоти нодуруст ё ҳадди ақал тоқ асос ёфтаанд. Бозёфтҳои баъдӣ нишон доданд, ки офтоб то чӣ андоза ситора дорад, аммо моменти Эврика набуд; ягон ҳодисае нест, ки шумо ишора кунед, ки дар он касе инро кашф кардааст.

Анаксагор дар солҳои 400 пеш аз милод ин ё он чизеро пешниҳод кардааст. Вай пешниҳод кард, ки офтоб тӯби металли гудохта ва ситорагон сангҳои оташин ҳастанд, аз ин рӯ чизи «ҳамон табиат» Ӯ пешниҳод кард, ки офтоб ва ситораҳоро аз Замин канда партоянд ва сипас аланга гиранд. Вай эҳтимолан гумон мекард, ки метеорҳо "ситораҳои афтида" ҳастанд ва шояд метеоритҳоро бо метеорҳо пайванд дода бошанд. Вай тақрибан боварӣ дошт, ки офтоб аз ситораҳо бузургтар аст. Пас "ҳамон табиат", аммо офтоб бузургтарин ситорагон буд. Вай аз он ҷиҳат муҳим аст, ки ӯ шояд аввалин касе бошад, ки барои табиати ҷисми астрономӣ назарияи физикӣ додааст. Ӯ қадамҳои аввалини таҳияи осмонро дар доираи фалсафаи табиӣ ё "физика" гузошт.

Аввалин Анаксагор гипотеза кард, ки шояд Офтоб ва ситорагон як табиат дошта бошанд.

Мафҳуми махсус набудани офтобро Коперник пешниҳод мекунад ва дар давраи пас аз интишори Коперник дар ин бора ғавғоҳо буданд; он дар баъзе асарҳои Галилео номуайян аст. Аммо, маҳз Ҷордано Бруно буд, ки ба ин ғоя вазни комил дод. Чунин ба назар мерасад, ки далелҳои ӯ танҳо ин будаанд, ки агар офтоб хеле дур мебуд, он ҳамчун ситора ба назар мерасид. Мушоҳида бо чашмони оддӣ тамошои осмон буд. Вай ба назар намерасад, ки ситорагон то чӣ андоза дур хоҳанд буд, зеро ӯ ҳеҷ гуна чен кардани равшании воқеии ситораҳои офтобро надошт, аммо ба таври возеҳ изҳор дошт:

"Таркиби ситора ва ҷаҳони худамон ба таркиби ситораҳо ва оламҳои дигар, ки мо онро мебинем, монанд аст."

(Ва бо маънои "ситораи худи мо" ӯ "Офтоб" -ро дар назар дорад)

Танҳо дар миёнаи асри 18 ягон далели воқеии ҳамранги ситораҳо бо офтоб ёфт нашуд. Анджело Секчи барои таҳлили нури ситора спектроскопияро истифода бурда, маълум кард, ки он ба нури офтоб хеле монанд аст. То ин вақт, гарчанде ки Секчи мавқеи ортодоксиро тасдиқ мекард, на пешниҳоди кашфи нав.

Ҳангоми чен кардани параллакси ситоравӣ, як қисми дигари муаммо ба ҷои худ ҷойгир шуд, ки ҳоло масофаро то ситорагон чен кардан мумкин аст, онҳо бо офтоб дар равшанӣ ва спектри худ муқоиса карда шуданд. Ва таҳаввулоти физикаи ҳастаӣ дар солҳои 30-50 нишон дод, ки чӣ гуна ситораҳо ва офтобро тавассути муҳаррикҳои ҳастаии шабеҳи онҳо қудрат дода метавонад.

Пас, ин савол як ҷавоби оддии оддиро намедиҳад. Ин тағирёбии ногаҳонии парадигма набуд. Балки ин як раванди тадриҷӣ буд. Аммо, агар барои овезон кардани ин ғоя ба шумо танҳо як ном лозим бошад, пас Бруно аввалин шуда ба таври возеҳ тасдиқ мекунад, ки ситорагон табиати офтобро доранд.

(Хеле аз http://www.astronomytrek.com/who-discovered-the-sun-is-a-star/ гирифта шудааст)


Масофаи ситорагон: ҳалли асрори дерина дар бораи параллакси аввал дар астрономия

Марка аз ҷониби почтаи федералии Олмон дар соли 1984, ба муносибати 200-солагии зодрӯзи Фридрих Вилҳелм Бессел дода шудааст. Қарз: © Bundesministerium der Finanzen (BMF). Тарроҳии Ҳерман Шван, дар асоси наққоши Иоганн Эдуард Вулф.

Дар соли 1838, Фридрих Вилҳелм Бессел барои параллакси тригонометрии параллакс гузоштани масофаи аввал ба ситораи ғайр аз Офтоби мо ғалаба кард - миқёси якуми оламро муқаррар кард. Ба наздикӣ Марк Рейд ва Карл Ментен, ки дар радиои параллаксӣ машғуланд дарозии мавҷҳо, нашрияҳои аслии Бесселро дар бораи ситораи "ӯ", 61 Cygni, ки дар Astronomische Nachrichten (Эзоҳҳои астрономӣ). Гарчанде ки онҳо метавонанд натиҷаҳои ба даст овардаи Бессел ва ду ситорашиноси муосири асри 19, барҷаста Фридрих Георг Вилҳелм фон Струве ва Томас Ҳендерсонро дубора дубора барқарор кунанд, онҳо фаҳмиданд, ки чаро баъзе аз ин натиҷаҳои барвақтӣ ба ченакҳои муосир номувофиқанд.

Рид ва Ментен аз эҳтиром ба Бессел қарор доданд, ки бозёфтҳои худро низ дар Astronomische Nachrichten. Он соли 1821 таъсис ёфта, яке аз аввалин маҷаллаҳои астрономӣ дар ҷаҳон буд ва қадимтаринест, ки то ҳол нашр мешавад.

Донистани масофа ба ашёи астрономӣ барои тамоми астрономия ва арзёбии ҷойгоҳи мо дар Коинот аҳамияти аввалиндараҷа дорад. Юнониҳои қадим ситораҳои бесобиқаи "собит" -ро нисбат ба соҳаҳои осмоние, ки ба назари онҳо сайёраҳо ҳаракат мекарданд, дуртар ҷойгир карданд. Аммо, саволи "чӣ қадар дуртар?" пас аз садсолаҳо баъд аз он ки ситорашиносон ба ҳалли он шурӯъ карданд, аз посух гурехтанд. Охирҳои солҳои 1830, вақте ки се ситорашинос ситораҳои гуногунро ба сифр баробар карданд ва шабҳои зиёдеро дар телескопи худ гузарониданд, аксар вақт дар шароити сахт. Маҳз Фридрих Вилҳелм Бессел буд, ки соли 1838 бо эълони он ки масофа то системаи ситораҳои дукарата 61 Cygni 10,4 соли нур аст, дар ин мусобиқа ғолиб омад. Ин исбот кард, ки ситорагон на танҳо аз сайёраҳо каме дуртар аз мо, балки бештар аз як миллион маротиба дуртаранд - натиҷаи воқеан трансформатсионӣ, ки миқёси оламро тавре ки дар асри 19 маълум буд, ба куллӣ аз нав дида баромад.

Андозаи Бессел ба усули тригонометрии параллакс асос ёфта буд. Ин техника моҳиятан триангуляция мебошад, ки онро геодезерҳо барои муайян кардани масофаҳои заминӣ истифода мебаранд. Астрономҳо мавқеи намоёни ситораи "наздик" -ро бо ситораҳои хеле дуртар чен мекунанд, бо истифода аз гардиши Замин дар атрофи Офтоб, дар тӯли як сол нуқтаҳои мухталиф фароҳам оварданд.

Бессел бояд тақрибан 100 шаб дар телескопи худ ченакҳои дардоварро ба амал овард. Ҳозир астрономҳо хеле "самаранок" мебошанд. Рисолати кайҳонии Гая масофаҳои дақиқро барои садҳо миллион ситора чен мекунад ва бо таъсири бузург ба астрономия аст. Аммо, аз сабаби ғубори байниситоравӣ, ки силоҳҳои спиралии Роҳи Каҳкашонро фаро гирифтааст, Гайя мушоҳида кардани ситораҳои дохили ҳавопаймо аз Галактика, ки аз Офтоб дуртар аз 10 000 соли нур ҳастанд, душворӣ мекашад - ин танҳо 20% андозаи Роҳи Каҳкашон аст, ки зиёда аз 50 000 нур аст сол. Аз ин рӯ, ҳатто як рисолати ба монанди Gaia пурқудрат тарҳбандии асосии Galaxy моро ба даст нахоҳад овард, ки бисёр ҷанбаҳои он ҳанӯз мавриди баҳс қарор доранд - ҳатто шумораи силоҳҳои спиралӣ номуайян аст.

Бо мақсади беҳтар ҳал кардани сохт ва андозаи Роҳи Каҳкашон, Марк Рид аз Маркази Астрофизика | Гарвард-Смитсониан ва Карл Ментен аз Пажӯҳишгоҳи радиои астрономияи Макс Планк (MPIfR) лоиҳаеро оғоз намуданд, ки масофаро то манбаъҳои радио, ки бо силоҳҳои спиралии роҳи Каҳкашон маҳдуданд, муайян мекунад. Телескопи интихобкардаи онҳо массиви хеле дароз аст, маҷмӯаи 10 радиотелескопи аз Ҳавайӣ дар ғарб то нӯги шарқии ИМА иборат аст. Бо омезиши сигналҳои ҳамаи 10 телескопҳо, ки аз масофаи ҳазорҳо километр дуранд, тасвирҳо пайдо кардан мумкин аст, ки чӣ гуна чашмони мо ба мавҷҳои радио ҳассосанд ва тақрибан ба андозаи Замин аз ҳам ҷудо шудаанд.

Лоиҳаи мазкур аз ҷониби як гурӯҳи байналмилалӣ амалӣ карда мешавад, ки олимони MPIfR саҳми калон мегузоранд - Директори MPIfR Карл Ментен зиёда аз 30 сол аст, ки бо Марк Рид ҳамкории судманд дорад. Вақте ки дар наздикии оғози лоиҳа мухтасари ҷолибе муҳокима карда шуд, онҳо номи онро интихоб карданд Тадқиқоти мероси структура ва спиралӣ, кӯтоҳ Тадқиқоти BeSSeL. Албатта, дар зеҳни онҳо ситорашиноси бузург ва математик ва пешрави параллакс Фридрих Вилҳелм Бессел мавҷуд буд.

Тавре ки дар ҳама илмҳои таҷрибавӣ ё мушоҳидавӣ ченакҳо танҳо дар сурате маъно пайдо мекунанд, ки номуайянии онҳоро ба тариқи боэътимод муайян кардан мумкин аст. Ин инчунин нон ва равған дар радиоастрометрия мебошад ва аз ҷониби астрономҳои лоиҳаи BeSSeL диққати ҷиддӣ дода мешавад. Дар замони Бессел, астрономҳо омӯхтанд, ки ба хатогиҳои андозагирӣ диққат диҳанд ва ҳангоми баровардани натиҷаҳо аз маълумотҳои онҳо ҳисоб кунанд. Ин аксар вақт ҳисобҳои дилгирро, ки пурра бо қалам ва коғаз анҷом дода мешуданд, дар бар мегирифт. Табиист, ки як олими калибри Бессел хуб медонист, ки ҳама масъалаҳоеро пайгирӣ кунад, ки эҳтимолан ба мушоҳидаҳои ӯ таъсир расонанд. Вай фаҳмид, ки тағирёбии ҳарорат дар телескопи ӯ метавонад ба андозагирии нозуки ӯ таъсири бад расонад. Бессел дар расадхонаи худ дар Кёнигсберги Пруссия (Калинингради ҳозираи Русия) як асбоби олиҷанобе дошт, ки аз ҷониби созандаи нобиға Ҷозеф Фраунхофер омадааст ва охирин асбоби сохтааш мебошад. Бо вуҷуди ин, ҳарорати тағйирёбанда ба мушоҳидаҳое, ки барои ченкунии параллакс заруранд, таъсири калон расонд, ки бояд дар тӯли тамоми сол паҳн карда шаванд, баъзеҳо дар тобистони гарм ва баъзеи дигар дар шабҳои сарди зимистон сохта мешаванд.

Марк Рейд ба асари аслии Бессел таваҷҷӯҳ зоҳир кард ва ҳуҷҷатҳои ӯро дар бораи 61 Cygni омӯхт. Вай баъзе номувофиқатҳои хурдро дар ченакҳо мушоҳида кард. Барои ҳалли ин масъалаҳо ӯ ва Карл Ментен ба адабиёти асил амиқтар сар карданд. Асарҳои Бессел бори аввал ба забони олмонӣ нашр шуданд, дар Astronomische Nachrichten, гарчанде ки баъзе порчаҳо ба забони англисӣ тарҷума ва дар Огоҳиномаҳои ҳармоҳаи ҷамъияти подшоҳии астрономӣ. Ҳамин тариқ, версияҳои аслии олмонӣ бояд санҷида шаванд, ки дар он ҷо забони олмонии Ментен муфид омадааст.

Рейд ва Ментен инчунин натиҷаҳои рақибони наздиктарини Бесселро зери назорат гузоштанд. Томас Хендерсон, ки дар Кейптаун, Африқои Ҷанубӣ кор мекард, Кентавриро ҳадаф қарор дод, ки системаи ситорагон, ки ҳоло ба Офтоби мо наздиктарин аст. Чанде пас аз эълони натиҷаи худ Бессел, Ҳендерсон масофаро то ин ситора нашр кард.

Ситорашиноси барҷаста Фридрих Георг Вилҳелм фон Струв Лира (Вега) -ро чен кард. Ҷустуҷӯи адабиёт барои маълумоти фон Струве баъзе корҳои детективиро дар бар мегирифт. Ҳисоботи муфассали он танҳо бо забони лотинӣ ҳамчун боби монографияи ҳаҷмӣ нашр шудааст. Китобдори MPIfR нусхаи онро ба китобхонаи давлатии Бавария, ки онро дар шакли электронӣ пешниҳод кардааст, пайгирӣ кард. Ин дер боз як сирре буд, ки чаро фон Струве як сол пеш аз натиҷаи Бессел барои 61 Cygni масофаи тахминиро ба Вега эълом кард, танҳо онро ислоҳ кард, то ин масофаро баъдтар бо ченакҳои бештар дучанд кунад. Чунин ба назар мерасад, ки фон Струве аввал ҳамаи ченакҳои худро истифода бурд, аммо дар ниҳоят эътимод ба баъзеҳоро гум кард ва аз онҳое, ки онро партофтанд. Агар ӯ ин корро намекард, эҳтимолан қарзи бештар мегирифт.

Рейд ва Ментен метавонанд умуман натиҷаҳои ба даст овардаи ҳар се ситорашиносонро дубора бардоранд, аммо маълум карданд, ки фон Струв ва Ҳендерсон баъзе номуайянии ченкунии онҳоро камарзиш карданд, ки параллаксҳои онҳоро нисбат ба воқеият то андозае муҳимтар нишон доданд. "Нигоҳе ба китфи Бессел таҷрибаи назаррас ва шавқовар буд" мегӯяд Марк Рид. "Дидани ин асар ҳам дар заминаи астрономӣ ва ҳам таърихӣ воқеан ҷолиб буд", хулоса мекунад Карл Ментен.

Истинод: & # 8220Авалин параллакси ситоравӣ аз нав дида баромада шуд & # 8221 аз ҷониби Марк Ҷ. Рид ва Карл М.Ментен, 2 ноябри соли 2020, Astronomische Nachrichten.
DOI: 10.1002 / asna.202013833
arXiv: 2009.11913

Маълумот дар бораи замина

Принсипи Параллакси Stellar: Кас мехоҳад масофаро D, то ситораи наздиктарин (дар пешгоҳ) муайян кунад. Дар тӯли як сол, мавқеи ситора зоҳиран нисбат ба мавқеъҳои ситораҳои заминаи дур тағир меёбад ва эллипсеро таъин мекунад, ки проексияи мадори Замин дар атрофи Офтоб аст. Тири меҳвари он кунҷи параллакси p мебошад. Масофа дар "воҳидҳои астрономӣ" пас аз он танҳо бо D = 1 / p дода мешавад. Як воҳиди астрономӣ AU, масофаи Замин ва Офтоб тақрибан ба 150 миллион километр баробар аст. Масофаеро, ки параллакси 1 арксония дар ҷисм дошт, як парсек (компютер) меноманд. Ин воҳиди масофаи асосии астрономҳо мебошад ва ба тақрибан мувофиқат мекунад. 3.26 соли нур ё 206.000 AU.


Аввалин маротиба кай муайян карда шуд, ки Офтоб ситора аст? - Астрономия

Маводи маро харед

Астрономияи Бадро ба дили худ нигоҳ доред ва ба ман бой шудани чиркин кӯмак расонед. Ҳей, ин ё ин ё яке аз онҳое, ки тугмаҳои хайрияи PayPal-ро дар ҳақиқат хашмгин мекунанд.

Масофа то Офтоб

Аввалин астрономҳо масофаро то офтоб чӣ гуна муайян карданд ва кадом усулҳо истифода шуданд? Чӣ гуна астрономҳои масофа масофаи заминро то офтоб муайян карданд ва имрӯз кадом усули муайян кардани масофа дар фазо истифода мешавад?

(Аввалан, ёддошти фаврӣ: ин тавзеҳи тӯлонӣ аст. Дар охири он як силсила истинодҳо бо тавсифи бештар таҳриршуда ба саволи шумо дар бораи масофа ҷавоб медиҳанд. Ман ягон маъхази хубе бо маълумот дар бораи чӣ гуна Замин-Офтобро намедонам масофа аввал ёфт шуд, барои ҳамин ман тавсифи дарозтаре навиштам.)

Дар охири солҳои 1600, астрономҳо масофаро бо сайёраҳои дигари системаи офтобӣ нисбат ба масофаи Замин то Офтоб муайян карданд. Масалан, онҳо медонистанд, ки Муштарӣ тақрибан 5 маротиба аз Офтоб нисбат ба Замин дур аст. Мушкил дар он буд, ки онҳо намедонистанд, ки Офтоб то чӣ андоза дур аст! Бидуни донистани масофаи воқеии Замин ба Офтоб (Воҳиди астрономӣ ё AU номида мешаванд), онҳо намедонистанд, ки сайёраҳои дигар то чӣ андоза дуранд. Ҳоло мо медонем, ки AU тақрибан 150 миллион километрро ташкил медиҳад. Аммо он бори аввал чӣ гуна пайдо шуд?

Соли 1653 аввалин астроном бо номи Кристиан Гюйгенс (бо номи "Хой-генс") ин масофаро ёфт. Вай як идеяи хеле зиракро истифода бурд, аммо тавре ки шумо дар як лаҳза мебинед, ӯ бояд дар бораи яке аз рақамҳои худ тахмин кунад. Бо тасодуфи софи кӯр, ӯ дуруст тахмин кард ва аз ин рӯ ченкунии АУ аслан дуруст аст. Аммо, азбаски тасмими ӯ сахтгир набуд, ченкунии аввалини воқеӣ одатан ба Кассини ҳисоб карда мешавад, ки ӯ усули ҷалби параллакси Миррихро истифода бурд. Кассини ин корро соли 1672 карда буд.

Пас, Гюйгенс инро чӣ гуна кард? Вай медонист, ки Зӯҳра ҳангоми ба воситаи телескоп дидан фазаҳоро нишон медод, ба монанди Моҳи худи мо. Вай инчунин медонист, ки фазаи воқеии Зӯҳра аз кунҷи он бо Офтоб, ки аз Замин дида мешавад, вобаста аст. Вақте ки Зӯҳра дар байни Замин ва Офтоб ҷойгир аст, тарафи дурахшон равшан карда мешавад ва аз ин рӯ, мо Зӯҳраро торик мебинем. Вақте ки Зӯҳра дар тарафи дури Офтоб аз Замин ҷойгир аст, мо метавонем тамоми ними рӯ ба рӯ ба рӯямонро рӯшноӣ бубинем ва Зӯҳра ба монанди Моҳи пурр ба назар мерасад. Вақте ки Зӯҳра, Офтоб ва Замин як кунҷи ростро ташкил медиҳанд, Зӯҳра мисли ним моҳ равшан аст.

Ҳоло, агар шумо ҳар ду кунҷи дохилиро дар секунҷа чен карда тавонед ва дарозии яке аз паҳлӯҳои онро бидонед, шумо метавонед дарозии тарафи дигарашро муайян кунед. Азбаски Гюйгенс кунҷи Офтоб - Зӯҳра - Заминро медонист (аз марҳилаҳо) ва ӯ мустақиман метавонад кунҷи Офтоб - Замин - Зӯҳраро чен кунад (танҳо бо роҳи чен кардани масофаи мушаххаси Зӯҳра аз Офтоб дар осмон) ба ӯ танҳо донистани он буд, ки масофа аз Замин то Зӯҳра. Он гоҳ ӯ метавонист баъзе тригонометрияи соддаро барои ба даст овардани масофаи Замин ва Офтоб истифода барад.

Дар ин ҷо Гюйгенс пешпо хӯрд. Вай медонист, ки агар шумо андозаи намоёни ашёро чен кунед ва андозаи ҳақиқии онро донед, шумо метавонед масофаро то он ашё пайдо кунед. Гюйгенс гумон мекард, ки андозаи воқеии Зӯҳраро бо истифода аз чунин усулҳои ғайриилмӣ, ба монанди нумерология ва тасаввуф медонад. Бо истифода аз ин усулҳо ӯ фикр мекард, ки Зӯҳра ба андозаи Замин баробар аст. Тавре ки маълум шуд, ин дуруст аст! Зӯҳра воқеан ба андозаи баробари Замин хеле наздик аст, аммо дар ин ҳолат вай онро бо тасодуфи тоза дуруст ба даст овард. Аммо азбаски ӯ рақами мувофиқ дошт, ӯ рақами дурустро барои AU ба даст овард.

Азбаски усули Гюйгенс сахтгир набуд (яъне аз ҷиҳати илмӣ комилан асоснок набуд) ба ӯ одатан эътибор намедиҳанд, ки аввалин шуда арзиши AU-ро ёфтааст. Дар соли 1672 Кассини усули ҷалби параллакс дар Миррихро барои гирифтани AU истифода бурд ва усули ӯ дуруст буд.

Ҳоло, барои посух додан ба саволи дигари шумо, роҳи маъмули чен кардани масофа то ситораҳои наздик бо истифода аз параллакс аст. Ин озмоиши оддиро санҷида бинед: ангуштро аз бинии худ тақрибан 10-20 сантиметр боло нигоҳ доред. Ҳоло бо навбат чашмони худро мижа занед, то аввал шумо бо ангушти худ аз чашми чапатон, сипас рост, қафо ва чап нигаред. Бинед, ки чӣ гуна ангушти шумо ба пешу пас ҷаҳидан менамояд? Ин аз он сабаб аст, ки чашмони шуморо аз якдигар чанд сантиметр ҷудо мекунанд. Ин таъсирро параллакс меноманд. Агар шумо ҷудоии байни чашмонатонро донед ва кунҷи ҷаҳиши ангуштатонро чен карда тавонед, шумо метавонед масофаро бо истифода аз тригонометрия ҳисоб кунед. Чӣ қадаре ки дуртар бошад, ҷудошавӣ бояд дар байни ду мушоҳида васеътар бошад (кӯшиш кунед, ки ба симчӯби телефон дар кӯча нигаред ва чашмонатонро мижа занед - сутун то ҳол он ба назар намерасад, ки вақте ки шумо тамоман ҳаракат мекунад чашмак занед!). Ситорахо хеле дуранд, бинобар ин мо бояд мушоҳидаҳои хеле ҷудогона кунем. Хушбахтона, мадори Замин хеле васеъ аст! Агар шумо мавқеи ситораро чен кунед, пас шаш моҳ мунтазир шавед, то Замин дар атрофи мадори худ бигзарад, дараҷаи ибтидоии ченакҳо 2 AU мебошад (оё шумо хурсанд нестед, ки мо ҳоло ин масофаро медонем?). Бо ин роҳ ситораҳоро бо дақиқии одилона чен кардан мумкин аст, то ин ки то чандсад соли нурӣ.

Пас аз чен кардани масофаи ситора, шумо метавонед онро бо истифодаи ситораҳои дигар хеле дур истифода баред, то параллаксро чен кунед. Бигӯед, ки шумо масофаро то ситораи наздик чен мекунед ва инчунин то чӣ андоза дурахшон будани онро чен мекунед. Агар шумо ситораи дигареро, ки ба он монанд аст, аммо хеле дуртар пайдо кунед, метавонед чен кунед, ки ситораи дуртар чӣ қадар сусттар аст ва пас масофаи онро муайян кунед! Ин усул воқеан метавонад барои муайян кардани масофа ба галактикаҳои наздик истифода шавад, ки дар онҳо ситораҳои хеле дурахшон доранд.

Дар айни замон, ин тавзеҳ хеле дароз мешавад. Инҳоянд баъзе пайвандҳо, ки ин ҳамаро шарҳ медиҳанд ва инчунин ба усулҳои дигари муайян кардани масофаи астрономӣ ишора мекунанд.


Ситорагон бо равшанӣ фарқ мекунанд

Ситорахо дар баробари дурахшон ранг ҳам доранд. Равшании ботинӣ (то чӣ андоза ситора дурахшон аст) ҳам аз рӯи ҳарорат ва ҳам аз андозаи ситора муайян карда мешавад. Ситораҳои кабуди тафсон нисбат ба ситораҳои сурхи сарди андозаи баробар равшантар медурахшанд. Ситораҳои калон ("супергигантҳо") нисбат ба ситораҳои хурд ("карликҳо") -и ҳарораташон баробар дурахшонтаранд. Ин аз он сабаб аст, ки ситораҳои калон масоҳати бештар доранд. Диапазони дурахши ботинии ситорагон бениҳоят бузург аст. Ситораи сурхчаҳои сурхпои Proxima Centauri аз офтоб 20 000 маротиба заифтар медурахшад, дар ҳоле ки Денеги азимҷуссаи кабуд 200 000 маротиба равшантар аст! 3

Дурахшии аёнии ситора (то чӣ андоза дар осмони шаби мо равшан менамояд) ҳам аз масофаи он ва ҳам аз тобиши ботинии он вобаста аст. Ҳамин тавр, ситораҳои дурахшоне, ки мо мебинем ё дар дохили худ хеле дурахшонанд. Азбаски зиёда аз 99% ситораҳои мо дар осмони шабона ба таври худӣ аз офтоб дурахшонтаранд, шумо шояд фикр кунед, ки офтоб нисбат ба аксари ситораҳои дигар сусттар аст.4 Аммо ин чунин нест. Аксарияти кулли ситорагон дар коинот дарвоқеъ аз офтоб заифтаранд, дар асл чилу ҳафт аз панҷоҳ ситораи наздиктарин заифтаранд.5 Дар осмони шаби мо мо бештар ситораҳои нодир ва бениҳоят дурахшонро мебинем, зеро онҳо осонтаранд назар ба шахсони нотавон.


Масофаро то офтоб чӣ гуна пайдо кардем?

Қарз: Маркази парвози кайҳонии NASA Goddard

Офтоб то чанд масофа аст? Чунин ба назар мерасад, ки касе базӯр саволи рӯиросттаре гузошта метавонист. Бо вуҷуди ин, ин пурсиш дар тӯли беш аз ду ҳазор сол астрономҳоро аз даст дод.

Бешубҳа, ин суолест, ки аҳамияти тақрибан бебаҳо дорад ва дар таърих танҳо дар ҷустуҷӯи андоза ва массаи Замин соя афкандааст. Масофа, ки имрӯз ҳамчун воҳиди астрономӣ маъруф аст, ин масофа ҳамчун истиноди мо дар системаи офтобӣ ва заминаи ченкунии тамоми масофаҳои олам хизмат мекунад.

Мутафаккирон дар Юнони Қадим яке аз аввалинҳо шуда, як модели ҳамаҷонибаи кайҳонро сохта, сохтанд. Бо чизе, ба ҷуз аз мушоҳидаҳои бараҳна, чанд кор кардан мумкин буд. Моҳ дар осмон калон падидор шуд, бинобар ин он хеле наздик буд. Гирифтани Офтоб нишон дод, ки Моҳ ва Офтоб тақрибан ба андозаи кунҷӣ баробаранд, аммо Офтоб ба дараҷае равшантар буд, ки шояд он бузургтар, аммо дуртар буд (ин тасодуф дар робита бо андозаи намоёни Офтоб ва Моҳ аҳамияти қариб номуайян дошт астрономияи пешрафта). Қисми боқимондаи сайёраҳо на бузургтар аз ситорагон ба назар мерасиданд, вале ба назар чунин мерасид, ки онҳо ба масофаи мобайнӣ зудтар ҳаракат мекарданд. Аммо, оё мо метавонистем аз ин тавсифҳои номуайян беҳтар кор кунем? Бо ихтирои геометрия, посух ба ҳае табдил ёфт.

Аввалин масофае, ки бо ҳар гуна дақиқӣ чен карда мешавад, масофаи Моҳ буд. Дар миёнаҳои асри II пеш аз милод, астроном Юнон Ҳиппархус пешрави истифодаи усули маъруф бо параллакс гардид. Идеяи параллакс содда аст: вақте ки ашё аз ду паҳлӯи гуногун мушоҳида карда мешавад, ҷисмҳои наздиктар назар ба ҷисмҳои дуртар ба назар мерасанд. Шумо метавонед инро бо осонӣ бо нишон додани ангушт ба дарозии даст ва як чашм ва баъд чашми дигар пӯшед. Аҳамият диҳед, ки чӣ гуна ангушти шумо бештар аз чизҳои замина бештар ҳаракат мекунад? Ин параллакс аст! Бо мушоҳидаи Моҳ аз ду шаҳр, ки дар масофаи маълум ҷойгиранд, Гиппарх каме геометрияро истифода бурда масофаи худро то 7% -и арзиши муосири имрӯза ҳисоб кард - бад нест!

Бо маълум будани масофа ба Моҳ, саҳна барои як астрономи дигари юнонӣ Аристарх гузошта шуд, ки аввалин кордро дар муайян кардани масофаи Замин аз Офтоб бардорад. Аристарх дарк кард, ки вақте Моҳ дақиқан нури равшан карда шуд, бо Замин ва Офтоб секунҷаи росткунҷае сохт. Ҳоло донистани масофаи байни Замин ва Моҳ, танҳо ба ӯ лозим буд, ки кунҷи байни Моҳ ва Офтоб дар ин лаҳза барои ҳисоб кардани масофаи худи Офтоб бошад. Ин далелҳои олиҷанобро мушоҳидаҳои нокофӣ халалдор карданд. Аристарх бидуни нигоҳ доштани чашмони худ, ин кунҷро 87 дараҷа арзёбӣ кард, ки аз арзиши ҳақиқии 89,83 дараҷа он қадар дур набуд. Аммо вақте ки масофа хеле бузург аст, хатогиҳои хурдро зуд зиёд кардан мумкин аст. Натиҷаи ӯ беш аз як ҳазор маротиба хомӯш буд.

Моҳ аввалин ашёе буд, ки масофаи он дақиқ чен карда шуд. Қарз: Ҷеймс Ленни.

Дар тӯли ду ҳазор соли оянда, мушоҳидаҳои беҳтаре, ки ба усули Аристарх ба кор бурда мешуданд, моро ба андозаи 3-4 маротиба арзиши ҳақиқӣ меоварданд. Пас чӣ гуна мо метавонем инро боз ҳам беҳтар кунем? Ҳанӯз танҳо як усули мустақиман чен кардани масофа вуҷуд дошт, ки он параллакс буд. Аммо, ёфтани параллакси Офтоб нисбат ба Моҳ хеле мушкилтар буд. Дар ниҳоят, Офтоб моҳиятан бесамар аст ва дурахшонии бениҳоят он ҳама нуқтаи назареро, ки мо дар бораи ситораҳои ақибмонда дорем, нест мекунад. Мо чӣ кор карда метавонистем?

Аммо, дар асри XVIII, фаҳмиши мо дар бораи ҷаҳон ба таври назаррас пеш рафт. Соҳаи физика ҳоло дар ибтидои ташаккул буд ва он як нишони муҳимро таъмин кард. Йоханес Кеплер ва Исаак Нютон нишон доданд, ки масофаҳои байни сайёраҳо бо ҳам алоқаманданд ва шумо ҳамаи онҳоро медонед. Аммо оё ёфтани он нисбат ба Замин осонтар аст? Маълум шуд, ки ҷавоби ҳа аст. Баъзан. Агар шумо хушбахт бошед.

Калид ин транзити Зӯҳра мебошад. Ҳангоми транзит, сайёра аз пеши Офтоб мегузарад, тавре ки аз Замин дида мешавад. Аз ҷойҳои гуногун пайдо мешавад, ки Зӯҳра аз қисматҳои калонтар ё хурдтари Офтоб убур мекунад. Бо гузоштани вақт, ки ин убурҳо чӣ қадар тӯл мекашанд, Ҷеймс Грегори ва Эдмонд Ҳаллей фаҳмиданд, ки масофа то Зӯҳра (ва аз ин рӯ, Офтоб) -ро муайян кардан мумкин аст (Ман мехоҳам, ки чӣ гуна ин кор анҷом дода мешавад? НАСА дар ин ҷо тавзеҳи хеле хуб дорад.) . Ҳоло вақтест, ки ман одатан чунин мегуфтам: Ба назар хеле содда менамояд, дуруст аст? Танҳо як шикор вуҷуд дорад ... Аммо шояд ин ҳеҷ гоҳ нодуруст набуд. Имкониятҳо ба муқобили муваффақият чунон сахт андохта шуданд, ки он дар ҳақиқат шаҳодати аҳамияти ин ченкунӣ буд, ки касе ҳатто кӯшиш кард.

Астрономе, ки бо капитан Ҷеймс Кук ҳамсафар буд, транзити Зӯҳраро аз Таити 1769 мушоҳида кард.

Аввалан, транзити Зӯҳра ниҳоят нодир аст. Мисли як маротиба дар як умр нодир (гарчанде ки онҳо ҷуфт мешаванд). То он даме, ки Ҳаллей дарк кард, ки ин усул кор хоҳад кард, ӯ медонист, ки синну солаш калон аст, то худаш онро ба анҷом расонад. Ҳамин тариқ, ба умеди он, ки насли оянда ин вазифаро ба ӯҳда хоҳад гирифт, ӯ дастурҳои мушаххас оид ба чӣ гуна мушоҳидаҳоро бояд навишт. Барои он ки натиҷаи ниҳоӣ дақиқии матлуб дошта бошад, вақти транзитро то сонияи дуюм чен кардан лозим буд. Барои ҷудоии калон дар масофа, ҷойҳои мушоҳидашаванда бояд дар қисматҳои дури Замин ҷойгир шаванд. Ва барои он, ки ҳавои абрнок имкони муваффақиятро аз даст надиҳад, нозирон дар ҷойҳои тамоми кураи замин лозиманд. Дар бораи як иқдоми бузурге дар даврае сӯҳбат кунед, ки саёҳати трансконтиненталӣ солҳо тӯл мекашад.

Бо вуҷуди ин мушкилот, ситорашиносон дар Фаронса ва Англия тасмим гирифтанд, ки дар транзити соли 1761 маълумоти заруриро ҷамъ меоранд. Аммо, дар он вақт, вазъ боз ҳам бадтар буд: Англия ва Фаронса ба ҷанги ҳафтсола гирифтор буданд. Сафар бо баҳр тақрибан ғайриимкон буд. Бо вуҷуди ин, кӯшиш идома ёфт. Гарчанде ки ҳама нозирон муваффақ набуданд (абрҳо баъзеҳоро бастанд, киштиҳои ҷангиро), дар якҷоягӣ бо маълумоте, ки ҳангоми транзити дигар пас аз ҳашт сол ҷамъ оварда шуд, ин кор муваффақ буд. Ситорашиноси фаронсавӣ Ҷером Лаланде ҳамаи маълумотҳоро ҷамъоварӣ намуда, масофаи аввалини дақиқро ба Офтоб ҳисоб кард: 153 миллион километр, ба андозаи се дарсад аз арзиши аслӣ!

Як мухтасар як тараф: рақаме, ки мо дар ин ҷо сухан меронем, меҳвари нимҷазираи Замин номида мешавад, яъне масофаи миёнаи байни Замин ва Офтоб. Азбаски мадори Замин комилан мудаввар нест, мо дар асл дар тӯли як сол тақрибан 3% наздиктар ва дуртар мешавем. Инчунин, ба мисли бисёр ададҳо дар илми муосир, таърифи расмии воҳиди астрономӣ каме тағир дода шудааст. То соли 2012, 1 AU = 149.597.870.700 метр дақиқан, новобаста аз он, ки мо меҳвари нимарӯзаи Заминро дар оянда пайдо мекунем, каме фарқ мекунад.

Азбаски мушоҳидаҳои заминсоз ҳангоми транзити Зӯҳра гузаронида шуданд, мо дониши худро дар бораи масофаи Замин ва Офтоб ба таври бениҳоят такмил додем. Мо инчунин онро барои кушодани фаҳмиши паҳнои олам истифода кардем. Пас аз он ки мо медонистем, ки мадори Замин то чӣ андоза бузург аст, мо метавонистем параллаксро истифода бурда масофаро бо ситораҳои дигар бо роҳи мушоҳидаҳои шашмоҳа фосила диҳем (вақте ки Замин ба тарафи дигари Офтоб рафт, масофаи 2 AU!) . Ин як кайҳонро ошкор кард, ки беохир дароз кашидааст ва дар ниҳоят боиси кашфи он мегардад, ки олами мо миллиардҳо сол дорад. Барои саволи рӯирост додан бад нест!


Массаи ченкунӣ

Шакли умумиҷаҳонии Нютон 3-юми Кеплер ба мо имкон медиҳад, ки миқдорҳоро аз ҳаракатҳои мадорӣ чен намоем!

Барои мисол, мо метавонем бо истифода аз давра ва андозаи мадори Замин массаи Офтобро ба даст орем: Pзамин = 1 сол = 3.156 x 10 7 сония aзамин = 1 AU = 1.496 x 10 11 метр

Шакли 3-юми Кеплер барои системаи офтобии Нютонро истифода бурда мебинем, ки пас аз шинохтани P ва a (G ва pi доимист), ягона номаълум массаи Офтоб аст, ки онро пас аз каме равшанӣ ба осонӣ ҳал кардан мумкин аст алгебра: (Шумо метавонед рақамҳоро барои худ бо истифодаи G = 6.67 x 10 -11 Newton m 2 / kg 2, ва арзишҳои P ва a барои Замин, ки дар сонияҳо ва метрҳои дар боло додашуда тасдиқ кунед, иҷро кунед!).


Масофаҳои астрономӣ

Зинаҳои масофаи кайҳонӣ пайдарпаии усулҳоест, ки тавассути он астрономҳо масофаро то ашёи осмонӣ муайян мекунанд. Қарз: SciTech Daily

Нардбони масофаи кайҳонӣ

Зинапояи масофаи кайҳонӣ (инчунин онро ҷадвали масофаи ғайриталактикӣ мешиносанд) пайдарпаии усулҳое мебошад, ки тавассути он астрономҳо масофаҳоро то ашёи осмонӣ муайян мекунанд. Андозаи воқеии масофаи мустақими объекти астрономӣ танҳо барои он объектҳое, ки ба қадри кофӣ наздиканд, имконпазир аст (дар давоми тақрибан ҳазор парсек) ба Замин. Усулҳои муайян кардани масофа ба ашёи дуртар ҳама ба вобастагии гуногуни ченкардашуда байни усулҳое, ки дар масофаи наздик кор мекунанд, бо усулҳое, ки дар масофаҳои калонтар кор мекунанд, асос ёфтаанд. Якчанд усул ба шамъи стандартӣ такя мекунанд, ки ин як ашёи астрономӣ мебошад, ки равшании маълум дорад.

Қиёси нардбонҳо аз он ҷо пайдо мешавад, ки ҳеҷ кас техникаро масофаҳоро дар тамоми диапазонҳои дар астрономия дучоршуда чен карда наметавонад. Ба ҷои ин, як усулро барои чен кардани масофаҳои наздик, дуюмро барои чен кардани масофаҳои наздик ба фосилавӣ ва ғайра истифода бурдан мумкин аст. Ҳар як зинаи нардбон маълумот медиҳад, ки бо истифода аз он масофаҳоро дар зинаи болоии оянда муайян кардан мумкин аст.

Воҳиди астрономӣ (AU)

Воҳиди астрономӣ (кӯтоҳшуда бо au) воҳиди дарозӣ аст, ки ҳоло дақиқан 149.597.870.700m (92.955.807.3 mi) ё тақрибан масофаи миёнаи Замин - Офтоб муайян шудааст. Таърихан, мушоҳидаҳои транзити Зӯҳра дар муайян кардани AU дар нимаи аввали асри 20, мушоҳидаҳои астероидҳо низ муҳим буданд. Дар айни замон, AU бо дақиқии баланд бо истифода аз ченакҳои радиолокалии Зӯҳра ва дигар сайёраҳо ва астероидҳо ва тавассути пайгирии кайҳонҳои байнисайёравӣ дар мадорҳои атрофи Офтоб тавассути системаи Офтоб муайян карда мешавад. Кеплер & # 8217s Қонунҳо таносуби дақиқи андозаи мадори ашёро дар атрофи Офтоб давр мезананд, аммо миқдори воқеии худи мадорҳо нестанд. Радар барои фарқияти ду андозаи мадор арзиши километрро таъмин мекунад ва аз он ва таносуби ду андозаи мадор, андозаи мадори Замин бевосита меояд.

Транзити Зӯҳра тавассути рӯ ба рӯи Офтоб, муддати дароз, усули беҳтарини чен кардани воҳиди астрономӣ, сарфи назар аз мушкилот ва камназирии мушоҳидаҳо буд. Манбаъ: NASA

Муҳимтарин ченакҳои фундаменталии фосилавӣ аз параллакси тригонометрӣ бармеоянд. Ҳангоми давр задани Замин дар атрофи Офтоб, мавқеи ситораҳои наздик ба назар мерасад, ки дар муқобили заминаи дуртар каме тағир меёбанд. These shifts are angles in a right triangle, with 2 AU making the short leg of the triangle and the distance to the star being the long leg. The amount of shift is quite small, measuring 1 arcsecond for an object at a distance of 1 parsec (3.26 light-years), thereafter decreasing in angular amount as the reciprocal of the distance. Astronomers usually express distances in units of parsecs light-years are used in popular media, but almost invariably values in light-years have been converted from numbers tabulated in parsecs in the original source.

Because parallax becomes smaller for a greater stellar distance, useful distances can be measured only for stars whose parallax is larger than the precision of the measurement. Parallax measurements typically have an accuracy measured in milliarcseconds. In the 1990s, for example, the Hipparcos mission obtained parallaxes for over a hundred thousand stars with a precision of about a milliarcsecond, providing useful distances for stars out to a few hundred parsecs.

Using Parallax to measure a star as seen from earth 6 months aparts. Credit: ESA Science & Technology:

Standard Candle

A standard candle is an astronomical object that has a known absolute magnitude. They are extremely important to astronomers since by measuring the apparent magnitude of the object we can determine its distance using the formula:

where m is the apparent magnitude of the object, M is the absolute magnitude of the object, and d is the distance to the object in parsecs.

The most commonly used standard candles in astronomy are Cepheid Variable stars and RR Lyrae stars. In both cases, the absolute magnitude of the star can be determined from its variability period.

The Standard Candle approach to measuring distance. Credit: Univ. of California

A Complete Chart of Measuring Objects in the Universe

A Complete Chart of Measuring Objects in the Universe. Credit: Univ. of California


When the first stars in the Universe exploded, they *really* exploded

It’s weird how things tie together in astronomy sometimes. By studying a nearby star, astronomers have been able to determine that the very first (and now long gone) stars in the Universe exploded asymmetrically, sending out ridiculously powerful narrowly focused beams of matter moving at very nearly the speed of light!

How was this sorcery accomplished?

First, let’s take a step back — about 13.4 billion years or so.

When the Universe was very young, the only elements in it were hydrogen, helium, and a little bit of lithium. This was all in the form of gas strewn across space.

Over time, a few hundred million years after the Big Bang, this gas started to coalesce and form the very first stars. These stars were essentially all hydrogen and helium, because there was no iron, carbon, oxygen or anything else in Universe yet. In truth, this fact dominates so much of astronomy that astronomers lump all elements heavier than hydrogen and helium into a catch-all term: metals. I know, I wish they had used a different word, but we’re stuck with it now. Oxygen may not seem like a metal, but to an astronomer it is. They just use the word differently than normal people do.

Anyway, these heavier metals change the way these stars form and live their lives lacking the heavier elements inside the first generation of stars were able to grow huge * , hundreds of times the mass of the Sun, maybe even up to a thousand times the Sun’s mass!

Like stars today, these first generation stars fused hydrogen into helium, and then helium into carbon, and so on, creating metals in their core. These stars burned through their nuclear fuel extremely rapidly, and exploded in less than a million years. The expanding supernova debris, enriched with these heavy elements, then slammed into gas around the stars, seeding them with carbon, nitrogen, and other elements. Stars born from that gas then started off their lives metal-enriched.

Some of these second generation stars exploded, further increasing the amount of heavy elements in the Universe. Those were the massive stars, but some stars born at this time were lower mass, more like the Sun. Lower mass stars user their fuel in a more miserly fashion, living for billions of years. Even tens of billions… which means they’re still around now. Today. After 13+ billion years, some of these ancient stars still exist.

To find them, astronomers search for stars with extremely low abundances of heavy elements. It’s essentially impossible to make stars like this today, so if you find one you know it must be ancient.

Well. About 3,700 light years away from Earth is a faint, relatively non-descript star called HE 1327−2326. It’s a bit like the Sun, though slightly less massive. It’s also nearing the end of its long, long life, starting its expansion into a red giant. Right now it’s what’s called a subgiant.

The star HE 1327−2326 (arrowed) is one of the oldest stars in the Milky Way and even in the Universe it formed right after the very first stars exploded. Credit: SIMBAD / DSS

It was discovered in the Hamburg/ESO survey in 2005 by astronomers looking for very old stars. It is incredibly low in some metals the amount of iron in the star is only 0.000006 times the Sun’s!

Here’s where things get fun. Zinc is an important metal to astronomers studying ancient stars. That first generation of super-massive stars probably made lots of zinc in their cores, but it was deep down, near the star’s center. Models of how these stars explode show that when the star did go supernova, that layer of star didn’t get blasted out instead, it collapsed down with the rest of the star’s core to form a black hole.

When they examined HE 1327−2326, they found that it did have a teeny amount of zinc in it, about 0.00004 times the Sun’s amount. However, that’s still a lot more than you’d expect for such an old star! Where did this zinc come from?

I have been known to yell this whenever anyone mentions element number 30, which is surprisingly often in my life.

Here’s the sneaky bit. Models of supernovae from that first generation of superstars made a big assumption: That the stars exploded symmetrically that is, the debris flew away as an expanding sphere. One reason for this is that this is way easier to model in a computer you only have to worry about one dimension (the radial direction, away from the center if the expansion is perfectly spherical it can be described using only that).

But what if the explosion isn’t spherical? We know that some stars explode off-center, for example. And even more critically, some stars rotate rapidly, and when their core collapses that rotation increases hugely (think of an ice skater spinning with their arms extended, then bringing their arms close in their spin accelerates). This increase in spin causes the material falling into the core to flatten out into a disk, and when that happens it can focus the explosion, driving two tightly focused beams of matter and energy up and down, screaming out from the core. This plows through the upper layers of the star, tearing it apart, and even then the beams keep going death rays marching across the Universe.

Artwork depicting beams of matter and energy tearing through a massive blue star, creating a hypernova and gamma-ray burst. Credit: NASA/Dana Berry/Skyworks Digital

Nowadays we call such an event a gamma-ray burst, and they are one of the most powerful and terrifying things the cosmos can produce.

But they can also save the day! Because they start deep down inside the star, they can push material out that would otherwise be locked up near the core… including zinc. And sure enough, models that include beaming can produce the right amount to account for what’s seen in HE 1327−2326.

A computer simulation shows jets of material blasting away from the explosion of one of the first stars in the Universe. The material plows through the star and delivers elements (including zinc, shown as green dots) into space. Credit: Melanie Gonick

Hurray! And that’s how an ancient anemic (huh, literally) star close to the Sun revealed how even more ancient massive stars exploded near the dawn of the Universe itself. Neat.

But wait! There’s one more thing!

These beams of matter blasting away from the first stars were incredibly powerful, and difficult to stop. Moreover, the Universe was smaller then, so things were closer together. It turns out these stars could’ve seeded gas clouds pretty far away from them, peppering them with heavy metals. Now, billions of years of Universal expansion later, these clouds could be in different galaxies, but still seeded by the same star.

I would love to see someone calculate the odds of having an atom or two of from one of these long-dead and cosmically distant stars in our bodies. It’s cool enough we have atoms from supernovae and kilonovae in us this would be even cooler.

As Carl Sagan said, we are star stuff. But it turns out, perhaps more accurately, that we are stars’ stuff.


Sun, the solar system's only star

Introduction
Stars are born. They take shape. They go through a turbulent adolescence, and then they live out their lives in a predictable pattern. Some have companions to provide for. Others rapidly decline and die. In some ways, stars are just like people.

Our star, the Sun, is no exception. Once, people regarded it as a different sort of object than the stars. It ruled the day stars adorned the night. But over the past few centuries astronomers have come to recognise that it is just one middle-aged member of the vast family of stars. From far away, the Sun would look just like any other star - a point of light. Like any other star it is mortal. The realisation that the Sun is a star has done wonders for astronomy. By studying the closest star, scientists have learned about all stars. Conversely, by studying the stars in all their variety, we have learned about the past and future of our Sun.

Staying Alive
The importance of the Sun to the Earth is one of the main reasons scientists want to understand it. In fact, the impetus for solar science early this century came not from astronomers, but from geologists. At the beginning of this century, they believed that the oldest rocks on the Earth are about 4 billion years old and that the Sun was 4.5 - 5 billion years old. The extreme age came as a surprise. They soon realised that known energy sources could only have kept the Sun alive for 20 million years. Other sources of energy - say, a huge fire - would burn out even quicker. The solution to this age discrepancy was the result of several disparate advances in science.

First, astronomers knew that the Sun has to be extremely hot and dense in its centre if it is to support its own weight. Gas at a high temperature exerts a strong pressure, and this holds up the Sun's outer layers. Second, physicists had recently compared the weight of four atoms of hydrogen with that of one helium atom. Both the hydrogen quadruplet and the helium are composed of essentially the same number of subatomic particles. Yet the helium weighs less. Third, Albert Einstein's new theory of relativity showed that matter can be converted into energy (E=mc 2 ).

At first glance, these three ideas might seem totally unrelated. But from them, they deduced that the Sun's energy source was a process then unknown on Earth: the nuclear fusion of hydrogen to helium. Deep in the Sun's hot and dense core hydrogen atoms are squeezed together or fused into helium atoms. A helium atom has less mass than the hydrogen energy from which it was created and this missing mass turns into energy. Few other methods can generate as much energy as nuclear fusion. A small amount of hydrogen can produce an immense amount of energy - which is why nuclear bombs are so destructive, and why the Sun can keep shining for billions of years.

We are family
How did the Sun become hot and dense to begin with? This is the secret of stellar birth. Though we weren't around to witness the birth of our provider, we can read its early life history in the stars. Specifically, we can look out into space and see new stars being born right now.

The closest example is the Great Nebula in Orion, a pattern of bright stars easily visible to the naked eye. This is a stellar nursery - an enormous, lumpy cloud of cold gas and dust, which turns into hundreds of new blue baby stars. The gas is mostly hydrogen and the dust is something like the dust in a desert storm. Within the clouds are hundreds of condensed, cold lumps of gas and dust. A disturbance, such as a blast wave from a nearby stellar explosion, can cause each lump to begin collapsing under its own weight. When the temperature in the core reached several million degrees, the hydrogen atoms started to fuse together, more energy was released, and so on. A chain reaction started that will go on for billions of years. The outward pressure created by this nuclear fusion counterbalanced the inward pressure of gravity, and when the two cancelled each other out, the lump of dust and gas stopped collapsing. The Sun was born. We can see many examples of such star-forming regions. About two thirds of stars are actually born with nearby twins, but the Sun is alone.

Perfect
Depending on the size of the original lump of gas and dust, the process of stellar birth can give rise to different sorts of stars. A small lump never develops high enough pressures and temperatures to start nuclear fusion. It is doomed to remain a dark, dismal stellar failure - a brown dwarf star. A larger lump becomes a large star, so hot and bright that it burns itself out in a few tens of millions of years. A middle-sized lump, not too small and not too large, becomes a middling star such as the Sun. Which is good: if the Sun had been much smaller, Earth would have been a dark, dead world much larger and the Earth would have been broiled. Lucky for us, it's the perfect size to sustain life on Earth. In its early years, it went through a tempestuous youth, whipping up strong winds that cleared the solar system of whatever gas had not been incorporated into a planet. But then it settled down. From studying rocks, fossils, and Antarctic ice, scientists think the Sun has been brightening over time, but only slightly. They also estimate it has another 5 billion years to go.

What will happen when the Sun has burnt up all the gas? Fortunately, it will still have reserves of hydrogen in the layers that surround the core. The core will heat up this shell of hydrogen. When the shell gets hot enough to fuse hydrogen to helium, the release of energy will carry on there. But this trick has its price. The source of energy will no longer be the dense, massive core, but rather a shell closer to the surface - and that will make a big (so to speak) difference on the structure of the Sun. It will puff up until its radius is 30 times greater becoming a red giant, similar to the star Arcturus, though much smaller than a supergiant such as Betelguese in the constellation Orion. A red giant is red because its exterior cooled from 9,000 to 3,000 degrees Fahrenheit as it expanded for a star, red means cool. This red giant stage will last for about 2 billion years.

Smaller
New data from the European Space Agency's Hipparcos satellite has led experts to scale back their estimates of the size of red stars. They now think that the Sun will not engulf us when it becomes a red giant, as previously believed. But this will be small comfort. In its retirement from normal core fusion, our previously nurturing star will care little for its planetary children. It will be pumping out a thousand times more energy, making Earth a good approximation to hell. To add insult to injury, the solar wind (a stream of particles which now gives us fun things like the Northern Lights) will become a cyclone that will make radio communication impossible and perhaps evaporate the atmosphere altogether. Looking on the bright side, the red giant Sun may be warm enough to melt the water-rich, but now frozen moons of Jupiter and Saturn. Humanity, if it is still around, might relocate there.

Meanwhile, what happens to all that helium being produced in the shell? It gently rains onto the dead, but still hot, core of the Sun, making it more massive and more compressed. This raises the temperature of the core until suddenly - and I really do mean suddenly, as in seconds - the helium in the core fires up and begins to fuse itself into carbon.

The End is Nigh (only 5 billion years to go)!
The end is drawing near. Now the Sun has to rearrange its internal structure all over again, as its source of energy is once again the central core. It will contract back to a bit larger than its original radius and will give off ten times as what we are used to now. This phase only lasts another 500 million years, as there are a lot fewer helium nuclei (it took four hydrogen nuclei to make one helium nucleus, and three helium nuclei to make up one carbon nucleus) and the energy production is much less efficient.

As it exhausts the helium in the core, the Sun desperately staves off the inevitable by resorting again to those reserves in its outer layers. Again it expands. This time it grows so large that its outer edge is only weakly gravitationally bound to the core, barely holding itself together anymore. After another 100 million years, things will really start falling apart. The Sun's outer layers, freed from the gravitational clutches of the core, will waft away. Over the course of about 10,000 years, these layers will spread out into space as an enormous sphere of gas lit up by the now naked hot core. These layers constitute a 'planetary nebula', so called because in a small telescope the gas cloud looks a bit like the disc of a planet. The hot core is now a 'white dwarf', a stellar cinder. As a white dwarf, the ex-Sun will glow white-hot for near eternity.

Alas, there will be no dramatic explosions to entertain our distant descendants: the Sun, modest in life, is subdued in death. After the planetary nebula fades, there is no nuclear fusion at all, just a lump of hot soot and some happy memories. The Sun will well and truly be dead.

The Next Generation?
The Sphere of gas drifts off and eventually is gathered up in a new cloud and becomes part of the next generation of star fomation. Maybe one day the ashes of the Sun will throw their lot in with another star to be born, live, die, and, perhaps give sustenance to other warm little planets. Or maybe not.


First 'Sibling' of Sun Found

Astronomers have likely discovered the first sibling of the sun, a star born from the same cloud of gas and dust as the one that lights Earth's days.

Finding more solar siblings could help shed light on how the solar system came to harbor life, researchers said, adding that life may even teem on the planets circling such sister stars.

Stars are typically born alongside many siblings within giant clouds of gas and dust known as stellar nurseries. The sun was probably born in a cluster containing 1,000 to 10,000 stars. [The Sun in HD: Latest Photos by NASA's Solar Dynamics Observatory]

At first, sibling stars remain near each other, as is the case with the constellation known as the Pleiades or Seven Sisters, which is dominated by hot, bright stars that formed within the last 100 million years. The stellar cluster the sun was born in broke up long ago, however, with its siblings now scattered across the Milky Way.

The solar sibling researchers discovered is a star called HD 162826, located 110 light-years away in the constellation Hercules. This star is not visible to the naked eye, but it can be seen with low-power binoculars, near the bright star Vega.

Finding solar siblings

To recognize solar siblings, researchers need to detect at least two identifying features: similar chemical compositions and orbits that suggest they might share the same birthplace as the sun.

The research team examined the chemical makeup of 30 possible solar siblings previously identified by several groups around the world. Scientists can detect what elements a star possesses by looking at its light, which comes in a wide variety of wavelengths, some visible and many invisible. The wavelengths of light that an element gives off can act like a fingerprint, revealing the identity of the material in question.

The chemical compositions of the sun and its siblings are similar because the stellar nursery in which they formed was contaminated by material given off by nearby stars, and potentially by remnants of stellar explosions known as supernovas. [Great Images of Supernova Explosions]

"The ratio of abundances of a few chemical elements are key parts of this chemical fingerprint &mdash barium and yttrium, for example," said lead study author Ivan Ramirez, an astrophysicist at the University of Texas at Austin.

After the scientists analyzed the chemistry of these stars, they were left with two potential candidates. They next modeled the orbits of these stars around the center of the Milky Way. They found one of these candidates, HD 162826, may have shared the stellar nursery the sun was born in about 4.6 billion years ago.

"It's exciting to have been able to find even one solar sibling," Ramirez told Space.com. "The expectation was that we wouldn't be able to discover any &mdash we expect the number of these stars that we can find to be very low."

Although HD 162826 is a sibling of the sun, it is not a solar twin. Rather, this star is 15 percent more massive than the sun.

Scientists began observing HD 162826 more than 15 years ago. This prior work suggests no giant planets orbit the star. However, it may possess smaller rocky worlds like Earth, Mars or Venus.

Now that Ramirez and his colleagues have created a road map for how to identify solar siblings, they suggest that many more may be discovered with the help of the European Space Agency's Gaia mission, which launched in December.

Gaia will use a billion-pixel camera to survey more than 1 billion Milky Way stars over the next five years, amounting to about 1 percent of the stars in the galaxy. Using Gaia, the number of potential solar siblings astronomers can detect will increase by a factor of 10,000, Ramirez said.

"We're helping to set the stage for the best way to find solar siblings," Ramirez said.

Searching for life

This cosmic family reunion will help astronomers understand where and how the sun formed, which could yield insights into how the solar system became hospitable for life.

"By pinning down the location of the sun's birth &mdash say, if it was close to the center of the galaxy or farther away &mdash that will tell us what the environment the solar system formed in was like, and potentially if that had any implications on the origin of life," Ramirez said.

Additionally, there is a chance &mdash "small, but not zero," Ramirez said &mdash that solar siblings could host worlds that are home to life. He noted that matter could have traveled between solar systems, with Earth getting seeded by or seeding other planets with the ingredients for life or potentially even life itself.

"It could be argued that solar siblings are key candidates in the search for extraterrestrial life," Ramirez said.

The scientists will detail their findings in the June 1 issue of the Astrophysical Journal.


Видеоро тамошо кунед: Корбарони Радиои Озодӣ 21-уми июн лаҳзаи гирифтани офтобро сабт кардаанд. (Июн 2022).