1 Parsec bằng năm ánh sáng. Parsec bằng gì? khoảng cách trong thiên văn học

Nhiều người trong chúng ta lần đầu tiên nghe nói về parsec từ bộ phim hoạt hình "Bí ẩn của hành tinh thứ ba", trong đó các phi hành gia dũng cảm dễ dàng di chuyển quãng đường dài trong không gian.

Và mặc dù từ này đã ăn sâu vào trí nhớ nhưng không phải ai cũng biết nghĩa của nó. Parsec là gì? Các nhân vật hoạt hình đã phải bay bao xa?

Từ "parsec" nghĩa là gì?

Thuật ngữ "phân tích cú pháp" là viết tắt của từ "thị sai" Và "thứ hai" . Dưới một giây trong trường hợp này hiểu không phải là một đơn vị thời gian, mà là một đơn vị đo các góc phẳng, nghĩa là một góc (hoặc cung) giây.

Thị sai là một mét xác định sự thay đổi vị trí của một đối tượng không gian so với người quan sát. Trong thiên văn học, thị sai ngày, năm và thế tục được phân biệt.

Với thị sai hàng ngày, sự khác biệt về hướng tới thiên thể từ một số điểm đã cho trên hành tinh của chúng ta và từ trung tâm khối lượng toàn cầu. Thị sai hàng năm cho biết các tham số giống nhau, nhưng có tính đến , và thị sai thế tục cho phép bạn xác định sự khác biệt so với người quan sát, có tính đến các chuyển động chính xác của vật thể được quan sát trong thiên hà.

Parsec là gì?

Nói một cách đơn giản, một parsec là một đơn vị đo lường xác định khoảng cách giữa các thiên thể ngoài hệ mặt trời.


Parsec được sử dụng phổ biến nhất cho các phép đo bên trong dải Ngân Hà. Nếu cần thiết lập khoảng cách trên quy mô của Vũ trụ, nhiều parsec được sử dụng, nghĩa là kiloparsec (1000 parsec), megaparsec (triệu parsec), gigaparsec (tỷ parsec).

Đơn vị thiên văn này không chỉ thực hiện chức năng thực tế, mà còn tạo thêm sự thuận tiện cho các nhà thiên văn học. Sẽ dễ dàng hơn nhiều khi nói rằng khoảng cách từ Mặt trời đến ngôi sao là 1,5 parsec chứ không phải 46,27 nghìn tỷ km.

Ai đã phát minh ra Parsec?

Phép đo thành công đầu tiên về khoảng cách đến các vật thể trong không gian được thực hiện bởi nhà thiên văn học người Đức Friedrich Wilhelm Bessel vào năm 1838. Sau đó, lần đầu tiên trong lịch sử, anh ấy đã thực hiện được các phép tính đáng tin cậy về thị sai hàng năm cho ngôi sao 61 Cygnus.

Trong công trình của mình, nhà khoa học đã sử dụng một trong những phương pháp thiên văn học lâu đời nhất, theo đó sự khác biệt về góc sau hai lần đo được ghi lại để tính khoảng cách đến ngôi sao.


Đầu tiên, các phép đo được thực hiện khi Trái đất ở một phía của Mặt trời, và sau đó các chỉ số tương tự được đo sáu tháng sau đó, khi nó quay phía bên kia của Mặt trời. Thuật ngữ "parsec" được đặt ra bởi nhà thiên văn học người Anh Herbert Hall Turner vào năm 1913.

Parsec bằng gì?

Thị sai hàng năm được sử dụng để tính toán parsec. Để xác định khoảng cách đến một đối tượng, các nhà thiên văn học xây dựng một tưởng tượng tam giác vuông, trong đó cạnh huyền biểu thị khoảng cách của thiên thể từ Mặt trời và chân biểu thị nửa trục quỹ đạo trái đất. Kích cỡ góc nhọn trong tam giác này là thị sai hàng năm. Một parsec trong trường hợp này là khoảng cách đến một ngôi sao có thị sai là 1 cung giây.

Ngoài các parsec, để đo khoảng cách giữa đối tượng không gian sử dụng km và năm ánh sáng. Tỷ lệ của tất cả các đơn vị đo lường này với nhau đã được tính toán từ lâu: 1 parsec bằng 3,2616 năm ánh sáng hay 30,8568 nghìn tỷ km. Ký hiệu "pc" được chấp nhận như một ký hiệu cho một parsec trong tiếng Nga, trong tiếng Anh - "rs".

Ví dụ về khoảng cách trong không gian

Kể từ khi các parsec ra đời, các nhà thiên văn học đã có thể tính toán khoảng cách tới nhiều cơ quan không gian và trong vũ trụ. Vì vậy, khoảng cách từ Mặt trời đến ngôi sao gần chúng ta nhất, Proxima Centauri, là 1,3 parsec, đến trung tâm thiên hà - khoảng 8 kiloparsec, đến Tinh vân Andromeda - 0,77 megaparsec.


Tổng đường kính của Dải Ngân hà đạt khoảng 30 kiloparsec và khoảng cách từ hành tinh của chúng ta đến rìa có thể quan sát được của Vũ trụ là khoảng 4 gigaparsec.

Khoảng cách giữa các vật thể trong không gian không thể so sánh với trái đất và người ta có thể "chết chìm trong số không" bằng cách đo chúng bằng km. Do đó, các nhà thiên văn học cần các đơn vị đặc biệt để đo khoảng cách, và một trong số đó là parsec.

Từ này có nghĩa là gì

Từ "parsec" được tạo thành từ hai từ: thị sai và.

Một giây trong bối cảnh này không phải là thời gian, mà là một góc độ. Như bạn đã biết, các góc được đo bằng độ, mỗi góc được chia thành 60 phần, được gọi là , và mỗi phần được chia thành 60 giây.

Thị sai là sự dịch chuyển của một đối tượng so với nền, được xác định bởi vị trí của người quan sát. Các nhà thiên văn học đối phó với ba loại thị sai - hàng ngày, hàng năm và thế tục. Đối với parsec, nó là cái được quan tâm hàng năm.

Bằng cách xác định thị sai hàng năm của một ngôi sao cụ thể, các nhà thiên văn tính toán khoảng cách từ Trái đất đến nó. Để làm được điều này, bạn cần dựng một tam giác vuông tưởng tượng. Cạnh huyền trong đó sẽ là khoảng cách từ ngôi sao này đến Mặt trời và một trong hai chân sẽ là bán trục chính của quỹ đạo Trái đất. Kích thước của góc trong tam giác này tương ứng với ngôi sao là thị sai hàng năm.
Khoảng cách đến một ngôi sao mà tại đó kích thước của góc này là một giây được gọi là một parsec. Quốc tế của đơn vị này là pc, và trong tiếng Nga, nó được gọi là pc.

Tại sao phân tích cú pháp

Khi nói về khoảng cách xa trong quy mô vũ trụ, thường được đo bằng . Đơn vị đo lường này tương ứng với khoảng cách mà một chùm ánh sáng truyền đi trong một năm và nó bằng 9.460.730.472.580,8 km. Một số lượng ấn tượng, nhưng một parsec thậm chí còn lớn hơn!

Phân tích cú pháp là 3,2616 năm ánh sáng, đây là 30,8568 nghìn tỷ km. Đây là đơn vị đo lường chứ không phải năm ánh sáng mà các nhà thiên văn học chuyên nghiệp thường sử dụng. Khoảng cách tính bằng năm ánh sáng thường được biểu thị nhiều hơn trong các ấn phẩm khoa học phổ biến hoặc tiểu thuyết và phim khoa học viễn tưởng.

Nhưng ngay cả một đơn vị đo lường như vậy cũng không đủ cho nhu cầu khám phá không gian. Tôi đã phải giới thiệu các đơn vị bằng một triệu parsec - kiloparsec (kpc) và megaparsec (Mpc).

Do đó, khoảng cách mà các anh hùng của "Bí mật của hành tinh thứ ba" được đưa ra để vượt qua hóa ra lại rất ấn tượng. 100 pc là hơn 326 năm ánh sáng! Tuy nhiên, thiên văn học hiện đại biết nhiều khoảng cách đáng kể hơn. Ví dụ, khoảng cách đến cụm sao Xử Nữ, cụm thiên hà gần Trái đất nhất, là 18 Mpc.

Nguồn hình ảnh: mattbodnar.com

Vì sự độc đáo của nó, mọi người đã xem phim hoạt hình này đều nhớ từ này.

“Ở đây không xa đâu, một trăm parsec!”, - do đó Gromozeka, một trong những anh hùng của “Bí mật của hành tinh thứ ba”, đã báo cáo khoảng cách đến hành tinh mà anh ấy khuyên nên bay cho giáo sư. Seleznev và nhóm của anh ấy.

Tuy nhiên, ít người biết chính xác Parsec nghĩa là gì, chúng ta đang nói về khoảng cách nào và các nhân vật trong phim hoạt hình nổi tiếng buộc phải bay bao xa.

Ý nghĩa của thuật ngữ "parsec"

Thuật ngữ này bắt nguồn từ các từ "thị sai" Và "thứ hai", ở đây không đại diện cho một đơn vị thời gian, mà là một giây cung - một đơn vị thiên văn ngoài hệ thống, giống hệt với một giây của một góc phẳng.

Thị sai là sự thay đổi vị trí của một thiên thể tùy thuộc vào vị trí của người quan sát.

Điểm nổi bật của thiên văn học hiện đại các loại sau thị sai:

Hằng ngày- sự khác biệt về hướng đến một ngôi sao sáng nhất định, cả theo hướng địa tâm và địa tâm. Góc này phụ thuộc trực tiếp vào độ cao của thiên thể phía trên đường chân trời.
Tại thị sai hàng năm hướng thay đổi để đối tượng nhất định liên quan trực tiếp đến sự quay của trái đất quanh mặt trời.
liên quan thị sai thế tục, sau đó có thể xác định sự khác biệt về hướng của thiên thể, tùy thuộc vào chuyển động của chúng trong Thiên hà.

Parsec - ý nghĩa của thuật ngữ

nếu nói bằng ngôn ngữ đơn giản, thì "parsec" là đơn vị đo khoảng cách thay đổi giữa các thiên thể nằm bên ngoài hệ mặt trời. Parsec thường được sử dụng để tính toán khoảng cách trong Dải Ngân hà. Về cơ bản, đây là nhiều đơn vị: kiloparsec, megaparsec Và gigapersec. đơn vị con thường không được sử dụng do thực tế là sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng các đơn vị thiên văn tiêu chuẩn để thay thế.
Một parsec giúp đơn giản hóa rất nhiều các phép tính cho các nhà thiên văn học, bởi vì dễ dàng hơn nhiều khi nói rằng một phân tích rưỡi là từ Mặt trời đến một ngôi sao nhất định hơn 46 nghìn tỷ km.

Ai đã phát minh ra parsec?

vào năm 1838, Friedrich Bessel người Đức là người đầu tiên đạt được thành công trong việc đo khoảng cách đến các vật thể trong không gian. Ông là người đầu tiên tính toán chính xác 61 thị sai hàng năm của ngôi sao Cygnus. Để tính toán khoảng cách từ ngôi sao này, Bessel đã sử dụng phương pháp cũ, tính toán sự khác biệt về các góc thu được sau khi thực hiện hai phép đo.

Xác định khoảng cách đến các vì sao bằng phương pháp thị sai. Nguồn hình ảnh: bigslide.ru

Đầu tiên, các phép đo được thực hiện khi Trái đất nằm so với Mặt trời ở một phía và sáu tháng sau, các phép đo lặp lại được thực hiện (khi Trái đất quay về phía Mặt trời ở phía bên kia).

Tuy nhiên, bản thân thuật ngữ "parsec" chỉ xuất hiện vào năm 1913 nhờ nhà thiên văn học người Anh Herbert Turner.

Parsec được tính như thế nào và nó bằng bao nhiêu?

Bản vẽ sơ đồ của một parsec (không theo tỷ lệ) Nguồn hình ảnh: wikipedia.org

Một Parsec được định nghĩa là khoảng cách mà một đơn vị thiên văn (khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trời) biểu thị góc của một cung-giây.

Một thị sai hàng năm được sử dụng để tính toán parsec. Khi sử dụng một tam giác tưởng tượng có các góc vuông, một parsec là khoảng cách đến một ngôi sao, giả sử thị sai của nó là 1 cung giây.
Một parsec dài 3,26 năm ánh sáng hay khoảng 30 nghìn tỷ km. Đây là một trong những cách đầu tiên để xác định khoảng cách đến các vì sao và được ký hiệu là "pc"

Bản chất của parsec là sử dụng nguyên tắc thị sai để xác định khoảng cách đến Thiên thể trong không gian do sự dịch chuyển cực nhỏ của chúng khi Trái đất chuyển động quanh Mặt trời.

Một số khoảng cách đến các đối tượng không gian trong parsec:

Khoảng cách đến ngôi sao gần Mặt trời nhất - Proxima Centauri - 1,3 parsec.

Khoảng cách từ Mặt trời đến trung tâm Dải Ngân hà là khoảng 8 kiloparsec.

Khoảng cách từ Mặt trời đến Tinh vân Tiên nữ là 0,77 megaparsec.

Nếu bạn thích bài viết đặt như Và đăng ký kênh . Ở lại với chúng tôi, bạn bè! Rất nhiều điều thú vị đang ở phía trước!

Để tính toán, các nhà thiên văn học sử dụng các đơn vị đo lường đặc biệt không phải lúc nào cũng rõ ràng. những người bình thường. Điều đó có thể hiểu được, bởi vì nếu khoảng cách vũ trụ được đo bằng km, thì số 0 sẽ gợn lên trong mắt. Vì vậy, để đo lường khoảng cách vũ trụ thông thường sử dụng các giá trị lớn hơn nhiều: đơn vị thiên văn, năm ánh sáng và parsec.

Khá thường được sử dụng để chỉ khoảng cách trong hệ mặt trời của chúng ta. Nếu bạn vẫn có thể biểu thị nó bằng km (384.000 km), thì khoảng cách gần nhất đến Sao Diêm Vương là khoảng 4.250 triệu km và điều này sẽ rất khó hiểu. Đối với những khoảng cách như vậy, đã đến lúc sử dụng đơn vị thiên văn (AU), bằng khoảng cách trung bình từ bề mặt trái đất phía mặt trời. Nói cách khác, 1 a.u. tương ứng với chiều dài của bán trục lớn của quỹ đạo Trái đất của chúng ta (150 triệu km.). Bây giờ nếu chúng ta viết rằng khoảng cách ngắn nhấtđến Sao Diêm Vương là 28 AU, và quãng đường dài nhất có thể là 50 AU, dễ hình dung hơn nhiều.

Lớn nhất tiếp theo là năm ánh sáng. Tuy có chữ “năm” nhưng không nên nghĩ rằng chúng tôi đang nói chuyện về thời gian. Một năm ánh sáng là 63.240 AU. Đây là quãng đường mà một tia sáng đi được trong 1 năm. Các nhà thiên văn học đã tính toán rằng phải mất hơn 10 tỷ năm để một chùm ánh sáng đến được với chúng ta từ những góc xa nhất của vũ trụ. Để hình dung khoảng cách khổng lồ này, hãy viết nó ra giấy theo đơn vị km: 950000000000000000000000. Chín mươi lăm tỷ nghìn tỷ km theo thói quen.

Thực tế là ánh sáng không lan truyền ngay lập tức mà ở một tốc độ nhất định, các nhà khoa học bắt đầu phỏng đoán từ năm 1676. Vào thời điểm này, một nhà thiên văn học người Đan Mạch tên là Ole Römer đã nhận thấy rằng nhật thực của một trong những mặt trăng của Sao Mộc bắt đầu bị trễ và điều này xảy ra chính xác khi Trái đất đang di chuyển trên quỹ đạo của nó về phía Trái Đất. phía đối diện Mặt trời, đối diện với nơi có Sao Mộc. Một thời gian trôi qua, Trái đất bắt đầu quay trở lại và nhật thực lại bắt đầu đến gần lịch trình trước đó.

Do đó, chênh lệch múi giờ khoảng 17 phút đã được ghi nhận. Từ quan sát này, người ta kết luận rằng phải mất 17 phút để ánh sáng đi được một quãng đường bằng chiều dài đường kính của quỹ đạo Trái đất. Vì đường kính của quỹ đạo đã được chứng minh là xấp xỉ 186 triệu dặm (bây giờ hằng số này là 939.120.000 km), nên hóa ra một chùm ánh sáng truyền đi với tốc độ khoảng 186.000 dặm một giây.

Ở thời đại của chúng ta, nhờ Giáo sư Albert Michelson, người đã cố gắng xác định chính xác nhất có thể năm ánh sáng bằng một phương pháp khác, kết quả cuối cùng đã thu được: 186.284 dặm trong 1 giây (khoảng 300 km / s). Bây giờ, nếu chúng ta tính số giây trong một năm và nhân với số này, chúng ta sẽ nhận được rằng một năm ánh sáng dài 5.880.000.000.000 dặm, tương ứng với 9.460.730.472.580,8 km.

Đối với các mục đích thực tế, các nhà thiên văn học thường sử dụng đơn vị khoảng cách được gọi là parsec. Nó tương đương với độ dịch chuyển của ngôi sao so với nền của các thiên thể khác là 1 "" khi người quan sát bị dịch chuyển 1 bán kính

Làm sao từ đơn giản hơn, càng có nhiều. Tôi đã cảnh báo bạn - đừng phàn nàn ngay bây giờ!

Trái đất có quỹ đạo hình elip. Hình elip, không giống như hình tròn, không có "bán kính", nhưng có hai "nửa trục" có độ dài khác nhau - một lớn và một nhỏ. Theo đó, có hai điểm trên quỹ đạo của trái đất nằm trên trục chính và cách xa nhau nhất có thể so với bất kỳ cặp điểm nào khác trên quỹ đạo. Chính xác ở giữa đoạn giữa các điểm này, chúng ta vẽ một đường vuông góc với mặt phẳng chứa quỹ đạo (mặt phẳng của đường hoàng đạo). Một người quan sát di chuyển dọc theo phương vuông góc sẽ nhìn thấy quỹ đạo của Trái đất từ ​​một góc độ khác. Nghĩa là, nếu chúng ta vẽ các tia từ vị trí của người quan sát đến hai điểm đã đề cập trước đó trên quỹ đạo của Trái đất, thì góc giữa các tia sẽ phụ thuộc vào khoảng cách đến mặt phẳng hoàng đạo. Rất gần với mặt phẳng, các tia sáng tạo thành một góc rất tù (gần 180°). Rất xa - rất sắc nét (gần 0°). Và có một khoảng cách mà góc này sẽ bằng chính xác 2 "(hai cung giây; một giây bằng 1 ° / 3600). Đây là phân tích cú pháp.

Đối với một người ngoài hành tinh đứng yên ngồi trên phương vuông góc phía trên cách Trái đất một phân tích và có thể nhìn thấy nó bằng cách nào đó (điều này khá khó khăn, vì Trái đất không đủ sáng cho một người quan sát ở xa như vậy), Trái đất sẽ thay đổi một chút vị trí biểu kiến ​​của nó do quỹ đạo chuyển động của nó. Góc dịch chuyển giữa hai vị trí cực có thể nhìn thấy của Trái đất sẽ bằng chính xác 2" (chúng tôi đã cố tình đặt người ngoài hành tinh chính xác ở khoảng cách như vậy để có được góc dịch chuyển như vậy). Và so với một số vị trí có thể nhìn thấy "trung bình", Trái đất sẽ di chuyển tối đa là 1" (một nửa so với 2"). Người ngoài hành tinh có thể nói rằng "thị sai lượng giác hàng năm" của Trái đất là 1" (một cung giây). Và gọi khoảng cách đến Trái đất là "parsec" (PARallax - SEC).

Tất nhiên, phải mất một phân tích cú pháp, không phải đối với những người ngoài hành tinh nhiệt tình quan sát Trái đất từ ​​​​đường vuông góc với đường hoàng đạo, mà đối với các nhà thiên văn học trên trái đất. Những ngôi sao ở rất xa chúng ta nên chúng chuyển động riêng không dẫn đến sự thay đổi vị trí trên bầu trời dù chỉ trong một năm. Nhưng chúng dường như "xoay" trên bầu trời theo hình tròn do Trái đất tự quay quanh trục của nó (một vòng mỗi ngày). Ngoài ra, các ngôi sao THÊM "di chuyển" trên bầu trời do chuyển động quỹ đạo của Trái đất, mặc dù điều này hầu như không đáng chú ý (vì hạnh phúc trọn vẹn thêm ảnh hưởng khí quyển của Trái đất và do dự trục trái đất, nhưng giả sử chúng tôi đã tính đến điều này và vượt qua nó). Nếu bạn rất cố gắng, bạn có thể xác định và đo chuyển động tinh tế này (dựa trên nền của chuyển động "quay" hàng ngày và các nhiễu khác) và đo thị sai lượng giác hàng năm của ngôi sao. Và nếu ngôi sao ở gần đường vuông góc được mô tả ở trên với đường hoàng đạo và sẽ có thị sai hàng năm là 1 ", thì nó (ta-damm!) Cách chúng ta chính xác một phân tích cú pháp. Thật vậy, trong hệ quy chiếu liên kết với Trái đất, không phải Trái đất chuyển động theo quỹ đạo hình elip và phần còn lại của thế giới vì một lý do nào đó cũng thực hiện chuyển động tương tự, nhưng theo mặt trái. Theo đó, đối với một nhà thiên văn học trái đất đang theo dõi người ngoài hành tinh được mô tả ở trên (hoặc một ngôi sao bên cạnh anh ta), thì đây là một người ngoài hành tinh (hoặc một ngôi sao bên cạnh anh ta): 1) vì một lý do nào đó quay quanh Trái đất với tốc độ chóng mặt (với vòng tròn đầy đủ trong 1 ngày) và 2) ngoài ra còn di chuyển theo quỹ đạo hình elip (với một vòng quay đầy đủ là một năm và các bán trục, giống như quỹ đạo của trái đất), song song với mặt phẳng hoàng đạo.

Khoảng cách đến phần còn lại của các ngôi sao cũng có thể được tính toán dễ dàng (chỉ hình học với lượng giác và không có gì khác) trong phân tích cú pháp, nếu bạn có thể đo thị sai hàng năm của chúng và (ngoài ra) tính đến vị trí trên bầu trời. Bản thân parsec bằng (theo định nghĩa và từ lượng giác) với cotang của 1 "nhân với bán trục chính của quỹ đạo trái đất (bởi "đơn vị thiên văn"). Cotang của một góc nhỏ bằng một chia cho chính góc tính bằng radian. 180° là pi radian, 1° là pi/180 radian, 1"=1°/3600=pi/(180×3600). Cotang của 1" là 180×3600/pi≈206.000. Theo đó, một parsec xấp xỉ bằng (hơn một chút) 206 nghìn " đơn vị thiên văn"(bán trục chính của quỹ đạo trái đất). Và vì chúng ta biết các tham số của quỹ đạo trái đất (bao gồm cả bán trục chính của nó), nên chúng ta đã có thể biểu thị chính parsec theo các đơn vị khoảng cách khác (mét, năm ánh sáng, v.v.) - điều này xấp xỉ 3,2 ánh sáng Các ngôi sao gần chúng ta nhất có thị sai lượng giác hàng năm nhỏ hơn (nhưng theo thứ tự) 1" và theo đó, ở khoảng cách lớn hơn (nhưng theo thứ tự) một parsec.