Parallax ใช้วัดระยะทางถึงดาวอย่างไร

ในทางดาราศาสตร์ พารัลแลกซ์เป็นการเคลื่อนที่ที่ชัดเจนของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียงกับพื้นหลังของพวกมัน ซึ่งเกิดจากการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของโลก เนื่องจากดาวที่อยู่ใกล้ๆ ดูเหมือนจะเคลื่อนที่มากกว่าดาวที่อยู่ห่างไกล ปริมาณของการเคลื่อนไหวที่ชัดเจนจึงทำให้ นักดาราศาสตร์กำหนดระยะทางโดยวัดความเปลี่ยนแปลงของมุมสังเกตตามที่ปรากฏ จากโลก

การเคลื่อนไหวที่ชัดเจนและการเปลี่ยนแปลงของมุมมีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า อันที่จริงพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ดวงแรกถูกวัดในปี พ.ศ. 2381 โดยนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ ฟรีดริช เบสเซล การใช้ฟังก์ชันตรีโกณมิติแทนเจนต์กับมุมพารัลแลกซ์ที่วัดได้ และระยะทางที่โลกเดินทางรอบดวงอาทิตย์จะให้ระยะห่างกับดาวที่เป็นปัญหา

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

การเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ชัดเจนในดาวฤกษ์ใกล้เคียง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในมุมการสังเกตดาวจากโลก นักดาราศาสตร์สามารถวัดมุมนี้และคำนวณระยะทางไปยังดาวฤกษ์ที่เกี่ยวข้องกันโดยใช้ฟังก์ชันตรีโกณมิติแทนเจนต์

โลกเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เป็นรอบปี โดยระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์เป็นหน่วยดาราศาสตร์หนึ่งหน่วย (AU) ซึ่งหมายความว่าการสังเกตการณ์ดาวฤกษ์สองครั้งห่างกันหกเดือนเกิดขึ้นจากจุดสองจุดที่อยู่ห่างจาก AU สองแห่งในขณะที่โลกเดินทางจากปลายด้านหนึ่งของวงโคจรไปยังอีกด้านหนึ่ง

มุมการสังเกตของดาวฤกษ์จะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในช่วงหกเดือน เนื่องจากดูเหมือนว่าดาวจะเคลื่อนตัวไปตัดกับพื้นหลัง ยิ่งมุมมีขนาดเล็กเท่าไหร่ ดวงดาวก็จะยิ่งเคลื่อนตัวน้อยลงและยิ่งห่างออกไป การวัดมุมและการใช้แทนเจนต์กับสามเหลี่ยมที่เกิดจากโลก ดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์จะให้ระยะห่างกับดาวฤกษ์

นักดาราศาสตร์อาจวัดมุม 2 อาร์ควินาทีสำหรับดาวที่เขากำลังดูอยู่ และเขาต้องการคำนวณระยะห่างจากดาวฤกษ์ พารัลแลกซ์มีขนาดเล็กมาก โดยวัดเป็นวินาทีของส่วนโค้ง เท่ากับหนึ่งในหกของส่วนโค้งหนึ่งนาที ซึ่งจะเท่ากับหนึ่งในหกของระดับการหมุน

นักดาราศาสตร์ยังรู้ด้วยว่าโลกได้เคลื่อน 2 AU ระหว่างการสังเกตการณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง รูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่เกิดจากโลก ดวงอาทิตย์ และดาวฤกษ์ มีความยาว 1 AU สำหรับด้านระหว่าง โลกและดวงอาทิตย์ ในขณะที่มุมของดาวภายในสามเหลี่ยมมุมฉากเป็นมุมที่วัดได้ครึ่งหนึ่งหรือ 1 ส่วนโค้ง วินาที. จากนั้นระยะทางถึงดาวจะเท่ากับ 1 AU หารด้วยแทนเจนต์ของ 1 ส่วนโค้งวินาทีหรือ 206,265 AU

เพื่อให้ง่ายต่อการจัดการหน่วยของการวัดพารัลแลกซ์ พาร์เซกถูกกำหนดให้เป็นระยะห่างจากดาวฤกษ์ที่มีมุมพารัลแลกซ์ 1 ส่วนโค้งวินาที หรือ 206,265 AU เพื่อให้แนวคิดบางประการเกี่ยวกับระยะทางที่เกี่ยวข้อง หนึ่ง AU ประมาณ 93 ล้านไมล์ หนึ่งพาร์เซกประมาณ 3.3 ปีแสง และปีแสงคือประมาณ 6 ล้านล้านไมล์ ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างออกไปหลายปีแสง

ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นของกล้องโทรทรรศน์ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวัดมุมพารัลแลกซ์ที่เล็กลงและเล็กลง และคำนวณระยะทางไปยังดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปได้อย่างแม่นยำ ในการวัดมุมพารัลแลกซ์ นักดาราศาสตร์ต้องบันทึกมุมการสังเกตดาวฤกษ์ที่ห่างกันหกเดือน

นักดาราศาสตร์เลือกเป้าหมายที่อยู่กับที่ใกล้กับดาวฤกษ์ที่เป็นปัญหา ซึ่งมักจะเป็นดาราจักรที่อยู่ห่างไกลซึ่งไม่เคลื่อนที่ เขามุ่งความสนใจไปที่ดาราจักรและดวงดาว โดยวัดมุมของการสังเกตระหว่างพวกมัน หกเดือนต่อมา เขาทำซ้ำขั้นตอนและบันทึกมุมใหม่ ความแตกต่างของมุมการสังเกตคือมุมพารัลแลกซ์ นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณระยะทางไปยังดาวฤกษ์ได้