Как можно определить расстояние до звёзды?..

Виктор Штоль
Сначала для «гуманитариев», а потом для читателей «продвинутых» в понимании окружающего нас Мира.

Итак, для «гуманитариев», - но возможно тоже сложно, потому что мало понятно как их разделить «на классы интеллектуального понимания ими Мира».

Пожалуй, стоит начать с того, что мы знаем, а вернее знали, об окружающем мире звёзд. Именно знали, потому что большинство молодёжи в настоящее время настолько оболванены «смесью» всяких религий и наук, что даже становится малопонятным с чего начать. Возможно, с того, что попытаться чётко разделить науку и религию: религия это жёсткое непререкаемое следование определённым канонам, выработанным в веках человечеством для выделения его из области животного мира, а наука, постоянно совершенствующаяся область познания мира. Кстати, в религиях под воздействием науки происходит «сдвиг» парадигм, но очень медленный и «болезненный» для религий. К тому же, в нашей многонациональной России слово Бог, возможно, вообще не «уместно», так как наряду со словом Бог присутствуют еще Аллах, Будда, Саваоф, Кришна и прочие мелкие божества. А потому для России может быть имеет смысл ввести обобщающее понятие Косморазум, как бы «объединяющее» все эти божества, а заодно и религии, - но это не более чем точка зрения. Но это вводная часть для дальнейшей попытки рассказать об одном из способов, практически прямого, а не косвенного определения расстояний до окружающих нас звёзд. Кстати, этот метод называется: определение звёздного параллакса.

По-видимому, для начала необходимы некоторые пояснения, то есть объяснения как устроен близкорасположенный мир звёзд. Наше Солнце, рядовая звезда Вселенной, принадлежит плоской подсистеме нашей Галактики. Плоская подсистема это та часть Галактики, которая лежит в её плоскости. Естественно возникает вопрос, что такое Галактика? Нашу Галактику можно представить себе, например, как галактику Сомбреро видимую с ребра. Эта галактика широко известна и даже была приведена в популярной литературе по астрономии - где её фотографию можно при желании увидеть. И представить себе эту галактику, как две неглубоких тарелки поставленные друг на друга, донышками вверх по отношению друг к другу, то есть как две тарелки находящиеся друг над другом и соединённые друг с другом своими краями, но это приблизительно и очень примитивно. Те звёзды, которые находятся как бы в плоскости «краёв тарелок» или по-другому вблизи большого круга проходящего через края тарелок и внутрь их, вращаются вокруг центра, находящегося внутри тарелок (то есть, в нашем случае, центра Галактики). А те звёзды, которые находятся «внутри тарелок, но выше их плоскости - там, где донышки тарелок» движутся хаотично (это звёзды гало нашей Галактики). Наша звезда Солнце находится вблизи плоскости нашей Галактики почти на её краю, в двух третьих расстояния от центра Галактики в её плоской подсистеме и соответственно вращается вместе с Галактикой, делая один оборот вокруг центра Галактики приблизительно за 180 миллионов лет. В этом случае скорость движения (нашей звезды) Солнца должна быть 250 километров в секунду и с такой же скоростью движется планета Земля, на которой мы живём, так как она вращается вокруг Солнца, как и другие планеты солнечной системы. Как известно Земля, вращаясь вокруг Солнца в течение одного года, делает один оборот вокруг него. Расстояние от Солнца до Земли приблизительно 150 миллионов километров, а диаметр Солнца, но это так, кстати, 1.5 миллионов километров. Орбита Земли почти круговая с очень маленьким эксцентриситетом. В результате многократного с высокой точностью измерения положения звёзд на небесной сфере можно заметить, что звёзды меняют своё положение на этой сфере в зависимости от времени года. Кстати, использование для этой цели радиоинтерферометров (радиотелескопов) позволило значительно повысить разрешающую способность за счёт большой их базы (база это расстояние между радиотелескопами) и в 1960 - 1970 годах была получена разрешающая способность 0.002 секунды дуги на длине волны 1.35 сантиметров, при этом длина базы была порядка 1000 километров. В дальнейшем разрешающая способность радиоинтерферометров была доведена почти до 0.0005 секунд дуги, а затем и выше, но при этом возникали некоторые сложности другого порядка, о которых писать в популярном рассказе не имеет смысла…

А теперь для читателей «продвинутых» в понимании окружающего нас Мира. Представим себе, что у нас есть интерферометр, и даже не важно какой конструкции. Но важно другое интерферометр тоже находится на такой же орбите вокруг Солнца, как и наша планета, Земля, но идеально круговой, но он не вращается как Земля, вокруг собственной оси, и «видит» во все стороны «света», то есть «идеальная точка». Приёмники его могут регистрировать излучения от объектов, в частности звёзд, из всей сферы окружающего пространства. От ближайшей звезды, а это Альфа Центавра, исключая звезду, Солнце, вокруг которого интерферометр вращается, свет проходит за 4 года 3 месяца и 20 дней, а это соответствует 41 250 000 000 000 километрам. Кстати, Альфа Центавра включает в себя 4 звезды, ближайшая к нам звезда из этой четвёрки, а это Проксима, то есть ближайшая, находится на указанном выше расстоянии - 41250 миллиардов километров. Для этой звезды Альфа Центавра (Проксимы) самой близкой к Солнцу, угловой параллакс равен 0.765 секундам дуги, для всех остальных звёзд он меньше. Параллакс ((пи) - не путать с иррациональным числом (пи) равным 3. 14…) является весьма удобной мерой расстояния R, так как связан с ним простым соотношением: R равно 1 делённая на sin (пи), где R расстояния в астрономических единицах. Астрономическая единица это расстояние от Земли до Солнца. Так как параллакс звёзд меньше одной секунды дуги, то можно заменить sin (пи) самой дугой, выраженной в отвлечённой мере, то есть в радианах. А, следовательно, R равно 26265 секунды дуги делённое на (пи) секунды дуги, то есть R уже в астрономических единицах, которое равно 149600000000 метрам. Часто за единицу звёздных расстояний принимают парсек (пс), то есть расстояние, соответствующее параллаксу, равному одной дуговой секунде. Тогда: R равно, 1 делённая на (пи) в секундах дуги, то есть уже в парсеках. Парсек равен 206265 астрономическим единицам, или 3083000000000000 километров, или 3.263 светового года. Килопарсек (кпс) равен 1000 пс, мегапарсек (Мпс) равен 1000000 пс. По-видимому, для читателей «подвинутых» в понимании окружающего нас Мира, написанное выше более или менее, надо надеяться, понятно. А если непонятно, то можно сослаться только на астрофизическую литературу, написанную в доступной для них форме, что-то типа упрощенных справочников или частично-популярных книг или журналов, например, как «Земля и Вселенная».

По-видимому, в конце рассказа необходимо резюмировать, что можно с высокой точностью проводить «прямые» измерения расстояний до ближайших звёзд, то есть, образно говоря «почти с линейкой размеченной в километрах» измерять до этих звёзд расстояния, но пока только для близлежащих звёзд. Но ведь есть пословица: лиха беда начало. То есть начало таких измерений позволяет надеяться, что в дальнейшем будут произведены прямые (не косвенные) измерения расстояний и до других объектов Вселенной, но пока это похоже больше на фантастику, но ведь двести - триста лет назад никто не мог предположить, что будут «открыты» и даже начаты исследования других миров - галактик…


30 мая 2019 года.