Можем ли мы измерить параллакс звезд только на основе размера Земли?

Представьте себе две основные наземные обсерватории, возможно, самые северные и самые южные (в идеале на одинаковой долготе).

Что касается соседних звезд, могут ли они сделать фотографию одновременно и добиться измерения расстояния до этой звезды, основываясь на размере Земли в качестве базовой линии?

(Я ценю, что любой из этих областей нужно подождать всего несколько дней, чтобы их точка зрения переместилась на гораздо большее базовое расстояние!)

Или это расстояние слишком короткое?

Что же тогда с минимальной базовой линией, которую мы могли бы измерить с помощью параллакса ближайших звезд, с нашими лучшими на данный момент телескопами? 100 000 км, миллион? Куда больше?

telescope parallax

— Fattie
источник

Ответы:

В принципе это не невозможно.

Космический аппарат Gaia, предназначенный главным образом для измерения положения звезд, способен измерять параллаксы на расстоянии до 10 кпк с неопределенностью 20%. Его базовый уровень составляет 2 а.е. раза больше диаметра Земли. Таким образом, размещение двух Гай на каждой стороне Земли позволит измерить параллакс звезд на расстоянии до , это означает, что вы почти сможете измерить расстояние до нашей ближайшей соседней звезды, Centauri, которая находится на уровне 1,3 pc. Так что вам просто нужно немного улучшить свои Гайи. $2.3\times10^{4}$ $10\,\mathrm{kpc} \,/\, 2.3\times10^{4} \simeq 0.4\,\mathrm{pc}$ $\alpha$

Это игнорирует небольшие осложнения, такие как атмосфера, но если вы хотите поместить их вне атмосферы, вы можете сделать это. Конечно, это было бы напрасной тратой времени, так как мы уже знаем расстояния до ближайших звезд, но, эй, продолжайте.

— Пела
источник

Полностью классный чувак.

— Толстяк

надеялся на альтернативный текст;)

— Майкл

Если я не ошибаюсь, это должно быть в .

2.2 \times 10^{5}

$2.2\times 10^5$

— Мартин Аргерами

@MartinArgerami: Я сделал вычисления в своей голове, и я немного расстроился, но это было почти правильно: , а не .

2 A U / 2 R_{\oplus} = 3 \times 10^{13} / 1.3 \times 10^{9} = 2.3 \times 10^{4}

$2\,\mathrm{AU} \,/\, 2R_\oplus = 3\times10^{13}/1.3\times10^{9} = 2.3\times10^4$

\times 10^{5}

$\times10^5$

— Пела

Надеюсь, ты тоже не сделал 1300 мегавро в своей голове. ESA не будет рада этому.

— зефир

То, что вы описываете, это интерферометр, и на самом деле у нас уже есть интерферометр с настройкой, как вы описываете.

Если вы случайно не знаете, интерферометр - это набор из двух или более телескопов, разделенных некоторым расстоянием, которые работают в тандеме для получения изображения объекта. Согласно основным принципам оптики, эффективный размер вашего телескопа определяется не общим, совокупным размером двух или более телескопов, а физическим разделением телескопов. Это означает, что если у вас есть один телескоп на северном полюсе, а другой на южном полюсе, чтобы они оба могли одновременно наблюдать один и тот же объект, то у вас фактически есть телескоп, апертура которого равна размеру Земли!

Если вы знаете свою оптику, вы будете знать, что больший размер диафрагмы означает лучшее разрешение. Уже существующим интерферометром земного размера, на который я ссылался выше, будет интерферометр очень длинной линии (VLBI). Этот телескоп может измерять с разрешением менее миллисекунд!

Вот список из 70 пульсаров , у которых был измерен параллакс, значительная часть которых была выполнена с использованием VLBI.

Некоторые заметки:

Концепция интерферометрии чрезвычайно сложна и трудна для реализации на практике. Из-за физики, чем длиннее длина волны, тем легче работать с интерферометрическими системами. Таким образом, большинство интерферометров, таких как VLBI, находятся в режиме микроволнового / радиоуправления. NPOI единственный оптический интерферометр я знаю , и что существует только потому , что она финансируется за счет американских военных в качестве необходимости для спутников и навигации.
Технически, в этом кратком концептуальном введении, которое я дал выше, гораздо больше, но, если честно, вам нужно будет прочитать весь учебник, чтобы по-настоящему понять процесс, и даже мне некоторые из них кажутся просто волшебством.
При исследовании VLBI вы можете увидеть ссылки на VLBA. Это родственная, но отличная коллекция телескопов. По сути, VLBA - это очень длинный базовый массив, состоящий из телескопов по всему миру, которые принадлежат и управляются Соединенными Штатами . VLBI, однако, включает в себя все телескопы в VLBA, но также включает в себя другие телескопы, принадлежащие и эксплуатируемые в других странах.

— зефир
источник

Хмм; Я не описываю интерферометр! :) При измерении параллакса вы просто делаете две фотографии и сравниваете «колебания» ближайшей звезды (по сравнению с дальним фоном). {По поводу интерферометров; оптические интерферометры на расстоянии не более нескольких сотен ярдов друг от друга; радиоинтерферометры различны.} Цель интерферометров - достичь очень высокого разрешения (то есть разделить крошечные промежутки между двоичными файлами и решить аналогичные проблемы). Я не сразу вижу, каким образом можно использовать интерферометр для съемки пар параллакса? (Продолжение ...)

— Толстяк

... за исключением того, что, конечно, вы можете использовать интерферометр, как и любой другой телескоп, чтобы сделать пару фотографий параллакса: сделать снимок (радиограмма ... что угодно) в январе, а затем в июле. Так что я не совсем уверен, имеют ли отношение интерферометры к парам параллакса?

— Толстяк

Я понимаю, что я описал, это не совсем то, что вы спрашиваете, но я думаю, что это эффективно. Правда, вы не говорили о интерферометрах, но интерферометры могут использоваться для эффективного выполнения того, о чем вы говорите, когда они используют землю в качестве базовой линии (а не земную орбиту, как это принято в обычной практике). Это не совсем то, что вы могли бы хотеть, но это настолько близко, насколько я знаю об использовании реальных методов. Попробуйте проверить источники в параллаксе пульсара, которые я связал.

— зефир

@JoeBlow это может оказаться не совсем ответом на ваш вопрос, но, по крайней мере, оно отвечает требованию использования Земли в качестве базовой линии измерения параллакса.

— зефир