Πώς οι αστρονόμοι μετρούν τις αποστάσεις που ταξιδεύουν στο φως;

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν μια ποικιλία μεθόδων για τη μέτρηση των τεράστιων αποστάσεων στο διάστημα, βασιζόμενοι κυρίως στις ιδιότητες του ίδιου του φωτός. Εδώ είναι μερικές από τις βασικές τεχνικές:

1. Τυπικά κεριά:

* μεταβλητές cepheid: Αυτά τα αστέρια παλμούν με ρυθμό που σχετίζεται άμεσα με την εγγενή φωτεινότητα τους (φωτεινότητα). Με τη μέτρηση της περιόδου παλμού τους, οι αστρονόμοι μπορούν να καθορίσουν τη φωτεινότητα τους και στη συνέχεια να υπολογίσουν την απόσταση τους με βάση το πόσο φωτεινά φαίνονται σε εμάς.

* Τύπος ia supernovae: Αυτές οι εξαιρετικά φωτεινές εκρήξεις εμφανίζονται όταν ένα άσπρο νάνος αστέρι προσελκύει θέμα από ένα αστέρι συνοδευτικού και φτάνει σε μια κρίσιμη μάζα. Η μέγιστη φωτεινότητα του τύπου IA supernovae είναι εξαιρετικά συνεπής, καθιστώντας τα εξαιρετικά τυποποιημένα κεριά για τη μέτρηση τεράστιων αποστάσεων.

2. Parallax:

* Γεωμετρική παράλλαξη: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί την τροχιακή κίνηση της Γης γύρω από τον ήλιο για να δημιουργήσει μια βασική γραμμή για τη μέτρηση της απόστασης από τα κοντινά αστέρια. Παρατηρώντας ένα αστέρι από δύο διαφορετικά σημεία στην τροχιά της Γης, οι αστρονόμοι μπορούν να μετρήσουν τη μικροσκοπική μετατόπιση της φαινομενικής του θέσης. Όσο μεγαλύτερη είναι η μετατόπιση, τόσο πιο κοντά είναι το αστέρι. Αυτή η μέθοδος είναι αποτελεσματική για τα αστέρια έως και μερικές χιλιάδες έτη φωτός μακριά.

3. Redshift:

* redshift και ο νόμος του Hubble: Όταν το φως από τους μακρινούς γαλαξίες ταξιδεύει προς εμάς, γίνεται τεντωμένο λόγω της επέκτασης του σύμπαντος. Αυτό το τέντωμα αναγκάζει το φως να μετατοπίζεται προς το κόκκινο άκρο του φάσματος, ένα φαινόμενο που ονομάζεται redshift. Η ποσότητα του redshift είναι άμεσα ανάλογη προς την απόσταση του γαλαξία. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν το νόμο του Hubble, ο οποίος σχετίζεται με την κόκκινη μετατόπιση και την απόσταση, για να μετρήσει τις αποστάσεις σε πολύ μακρινούς γαλαξίες.

4. Άλλες μέθοδοι:

* Σχέση Tully-Fisher: Αυτή η μέθοδος σχετίζεται με την ταχύτητα περιστροφής ενός σπειροειδούς γαλαξία στη φωτεινότητα του. Με τη μέτρηση της καμπύλης περιστροφής του γαλαξία, οι αστρονόμοι μπορούν να εκτιμήσουν τη φωτεινότητα του και στη συνέχεια να καθορίσουν την απόσταση του.

* διακυμάνσεις φωτεινότητας της επιφάνειας: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί τις στατιστικές διακυμάνσεις στη φωτεινότητα της επιφάνειας ενός γαλαξία για να εκτιμήσει την απόσταση του.

5. Κοσμική απόσταση από απόσταση:

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό αυτών των μεθόδων, βασιζόμενοι ο ένας στον άλλο για να καθορίσουν τις αποστάσεις σε όλο το σύμπαν. Αυτή η προσέγγιση είναι γνωστή ως "Κοσμική απόσταση":

1. parallax: Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των αποστάσεων στα κοντινά αστέρια.

2. Τυπικά κεριά (cepheids): Χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση της κλίμακας απόστασης για πιο απομακρυσμένους γαλαξίες.

3. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των αποστάσεων σε εξαιρετικά απομακρυσμένους γαλαξίες και τον προσδιορισμό του ρυθμού επέκτασης του σύμπαντος.

Αυτές οι μέθοδοι επιτρέπουν στους αστρονόμους να εξερευνήσουν την απεραντοσύνη του χώρου και να κατανοήσουν τη διανομή και την εξέλιξη των γαλαξιών και άλλων ουράνιων αντικειμένων.