Объекты которые настолько далеки и непостижимы не только физически но и мысленно, нам просто не дано представить расстояние в миллион или миллиард километров. Как же узнать расстояние до звезд и галактик? Расстояния которые измеряются не километрами а временем- световыми годами, сколько понадобиться объекту дней, лет, тысячелетий и т.д. для достижения конечного пункта при движении на скорости в 300 000 км/с. Для сравнения самый быстрый объект созданный человечеством двигается на скорости примерно 15 км/с, это Voyager 1. Ближайшая звезда, точнее их там три в кучке, это Альфа-Центавра (Проксима-Центавра, если быть точнее) находится на расстоянии 4,32-4,36 св года или в 41 249 088 000 000 километров. Всего то понадобится 76000 лет.
Очень долго этот вопрос не давал покоя космологам. Нужна была так называемая "стандартная свеча" или объект с одинаковой светимостью где бы он не находился. И такая свеча появилась. Спасибо Генриетте Суон Ливи́тт, одной из немногих женщин космологов зари ХХ столетия. Хоть она и была глухой (почти), перенеся тяжелую болезнь, это не помешало ей устроиться обсерваторию Гарвардского Колледжа, где она работала вычислителем - профессия говорит сама за себя, человек, производящий вычисления. Вычислители обычно работали в команде. Они осуществляли длинные и утомительные вычисления, причём, как правило, каждый член группы выполнял свою часть задания, так что работа велась параллельно. С появлением компьютеров, профессия канула в лету. Позднее занималась упорядочиванием каталога фотопластинок с изображениями звёзд, определяя их блеск в звёздных величина. Работка тоже была та еще, однако, несмотря на это она скрупулезно записывала все данные, следствием чего стал каталог переменных звезд, выпущенный Генриеттой. Она открыла зависимость между периодом изменения блеска и светимостью звезды. Такие звезды были названы Цефеиды - класс пульсирующих переменных звёзд с довольно точной зависимостью период—светимость, названный в честь звезды δ Цефея. Изучение цефеид привело её к открытию зависимости между периодом изменения блеска и светимостью звезды, что впоследствии помогло астрономам в измерении расстояний как в нашей Галактике, так и за её пределами.
Причиной переменности является пульсация внешних слоёв цефеид, что приводит к периодическим изменениям радиуса и температуры их фотосфер. В цикле пульсации звезда становится то больше и холоднее, то меньше и горячее. Наибольшая светимость достигается при наименьшем диаметре. Периоды же колеблются от 1 до 200 суток. Очень удобный маяк. Так как величина и период таких звезд довольно постоянен, то зная Закон обратных квадратов, можно определить расстояние до объекта.
Второй свечой стали Переменные типа RR Лиры - иногда называют короткопериодическими цефеидами или переменными шаровых скоплений. Та же цефеида по сути, только это звезды-гиганты (от 10 до 100 солнечных радиусов) с периодом от 0,2 до 1,2 дня. Но светимость их всего в 40-50 раз выше солнечной, поэтому они плохо подходят для изучения других галактик, годятся в основном для изучения млечного пути.
Третья свеча это Cверхновые типа IA (один А). Что это? представьте бинарную систему, когда в системе не одна звезда как у нас, а две - таких кстати большинство. Одна из звезд умирает становясь белым карликом (здесь подробнее). Вторая же становится жертвой первой, белый карлик постепенно перетаскивает материю со звезды компаньонки, обычно это красный гигант. Все происходит до определенного предела, пока белый карлик не взрывается с огромным выплеском всей копившейся в нем энергии. Такие взрывы иногда затмевают суммарный свет всех звезд своей галактики .
Белые карлики ограничены по своей массе пределом Чандрасекара (около 1,44 солнечных масс). Это максимальная масса, которая может быть достигнута им, после чего он коллапсирует и снова запускает термоядерную реакция внутри себя, что и приводит к молниеносному взрыву. Хотя сейчас уже с недоверием относятся к принятию Сверхновой IА как стандарт одной из свечей, потому что раньше считалось, что все сверхновые Ia — это взрывающиеся белые карлики в тесной двойной системе, где второй компонент — это красный гигант. Однако появились свидетельства, что по крайне мере часть из них могут возникать в ходе слияния двух белых карликов, а значит этот подкласс уже не подходит для использования в качестве стандартной свечи.
Красные гиганты- Ярчайшие и огромные звезды, имеют одинаковую абсолютную звездную величину, а так же расположены такие звезды обычно в дали от скопления пыли и газа, что и делает их прекрасными стандартными свечами.
Есть еще некоторые способы, но они довольно сложны для объяснения, придется написать оч много текста, так что обойдемся лишь названиями: По гравитационным линзам и Метод тригонометрического параллакса. На деле практикуются все способы иногда их комбинации, что дает довольно точные данные, ошибки обычно очень незначительны. Чем дальше находится объект, тем больше способов к нему применяют последовательно.
Хорошего настроения. Надеюсь было полезно.
Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Слева кнопки- можно поделится в соцсетях.
Больше интересного в других статьях.
Подписка - плюсик в вашу карму.
