Maneiras de medir a distância
Aqui na Terra, podemos usar coisas familiares para medir a distância de algo. Eu sei que você pode pensar na maioria deles. Existem réguas, padrões, fitas métricas e telêmetros a laser. Eu até conheço pessoas que sabem o comprimento de seus dedos para aproximar distâncias curtas!
Mas como você mede a distância até uma estrela distante? Não temos uma régua longa o suficiente para isso. Bem, esta lição vai resolver esse mistério para você.
Topógrafos e triangulação
Você já dirigiu em uma construção nova, ou proposta, e viu um homem ou mulher usando um capacete de segurança com algum instrumento de aparência estranha em um tripé? Eles olham através deste instrumento e parece que estão tirando fotos. Esses homens e mulheres não são fotógrafos; são agrimensores, pessoas que medem distâncias e ângulos entre pontos.
Vamos simplificar um dos métodos que os topógrafos podem usar para encontrar a distância até um ponto de referência com um exemplo fácil. Um exemplo que também está relacionado à forma como medimos a distância de uma estrela distante.
Para nosso exemplo, vamos fingir que queremos descobrir a que distância está uma montanha no horizonte. Para fazer isso, você primeiro pega duas estacas. Não do tipo que você come. Em vez disso, aqueles que você pode enfiar no solo. Você coloca as estacas no chão a uma distância conhecida. A distância entre as estacas é conhecida como a linha de base de nossa medição.
Você pode então traçar uma linha imaginária, uma de cada estaca, até a montanha distante, para formar um triângulo entre nossos três pontos. Então, usando os instrumentos de levantamento que mencionei antes, você pode medir os ângulos que as linhas imaginárias traçadas entre cada estaca e a montanha formam com a linha de base. Usando a trigonometria simples, você pode calcular a distância da linha de base até a montanha distante para obter sua resposta!
Este método, um método de encontrar a distância a um ponto de referência medindo primeiro a distância entre dois pontos cuja localização é conhecida e, em seguida, medindo os ângulos entre os pontos conhecidos e o ponto de referência, é chamado de triangulação . Agora, quanto mais longe está o objeto cuja distância você está tentando determinar, mais longa será a linha de base que você precisará para medir a distância do objeto com precisão.
Triangulação e Astronomia
Isso significa que, para encontrar a distância até uma estrela, você precisará ter uma linha de base muito longa! Quão mais? Em nosso exemplo, o diâmetro da órbita da Terra, que é duas UA. Uma UA é uma unidade astronômica, a distância média da Terra ao sol. Essa distância é igual a 1,5 * 10 ^ 8 quilômetros, que é 93 * 10 ^ 6 milhas. Mas, para simplificar, vamos nos limitar a dizer AU em vez das milhas ou quilômetros envolvidos.
De qualquer forma, o que você pode fazer é metaforicamente plantar uma estaca tirando uma fotografia de uma estrela na qual você está interessado. Então, em seis meses, quando a Terra completar metade de sua rotação ao redor do sol, você plantará outra estaca tirando outra fotografia da mesma estrela. A distância entre as duas posições da Terra com seis meses de intervalo ao longo de sua órbita é igual ao diâmetro da órbita da Terra, nossa linha de base, que é duas UA. As linhas de visão das duas posições da Terra e da estrela que estamos observando ajudam a formar um triângulo, assim como no exemplo que falamos antes.
No entanto, quando você olha para suas fotos, você percebe que a estrela que você estava olhando não está exatamente no mesmo lugar que estava seis meses antes. Esse efeito é chamado de paralaxe , a mudança aparente na posição de um objeto como resultado de uma mudança na localização do observador.
Isso significa que a estrela não se moveu; parece que se moveu porque a Terra se moveu. Você pode facilmente demonstrar esse conceito por si mesmo. Vá em frente e segure um lápis verticalmente na sua frente. Observe algum tipo de objeto no fundo, como uma árvore. Agora, enquanto segura o lápis, feche um olho e depois troque de olho. Você pode ver como a árvore parece estar se deslocando para a esquerda e para a direita do lápis estacionário? A árvore não está realmente se movendo, mas parece que sim porque sua linha de visão está. Isso é paralaxe. Quanto mais longe você segura o lápis, menor se torna a paralaxe.
Como as estrelas que observamos estão muito distantes no espaço, suas paralaxes são, portanto, ângulos muito pequenos. Tão pequenos, eles são expressos em segundos de arco. Mais tecnicamente, uma paralaxe estelar (p) é um termo para o desvio de uma estrela medido em uma UA.
E enquanto os topógrafos medem os ângulos da linha de base para ajudar a encontrar a distância até um objeto, os astrônomos medem a paralaxe que observam para encontrar a distância até uma estrela. Em qualquer caso, as medições de um topógrafo e de um astrônomo revelam a mesma coisa: um triângulo específico e, portanto, a distância até o objeto, ponto de referência ou estrela em questão.
Como a distância até uma estrela é muito maior do que até uma montanha no horizonte, os astrônomos usam uma unidade especial de distância, o parsec (pc) , em seus cálculos. Um parsec é a distância até uma estrela hipotética que tem uma paralaxe de um segundo de arco. Um parsec é equivalente a 3,26 anos-luz (ly), ou 2,06 * 10 ^ 5 AU.
Sabendo de tudo isso, podemos usar uma equação muito simples para descobrir a distância até uma estrela, uma vez que medimos sua paralaxe. Tudo o que você precisa fazer para encontrar a distância até uma estrela em parsecs (pc) é dividir 1 por sua paralaxe estelar (p).
Por exemplo, se uma estrela tem uma paralaxe (p) de 0,4 segundos de arco, então 1 dividido por 0,4 é igual a 2,5 parsecs (pc). Um parsec é igual a 3,26 anos-luz. Isso significa que nossa estrela está a 8,15 anos-luz de distância.
Resumo da lição
A triangulação é um método de encontrar a distância a um ponto de referência medindo primeiro a distância entre dois pontos cuja localização é conhecida e, em seguida, medindo os ângulos entre os pontos conhecidos e o ponto de referência. Este conceito é usado por topógrafos e astrônomos para encontrar a distância de um objeto criando pontos fixos, um triângulo e medindo ângulos.
Os astrônomos precisam levar em conta a paralaxe , a mudança aparente na posição de um objeto como resultado de uma mudança na localização do observador. Mais tecnicamente, uma paralaxe estelar (p) é um termo para o desvio de uma estrela medido em uma unidade astronômica. Uma UA é uma unidade astronômica, a distância média da Terra ao sol. Essa distância é igual a 1,5 * 10 ^ 8 quilômetros, que é 93 * 10 ^ 6 milhas.
Como as estrelas que observamos estão muito distantes, suas paralaxes são ângulos muito pequenos e são expressas em segundos de arco. Além disso, como a distância até uma estrela é muito longa, os astrônomos usam uma unidade especial de distância, o parsec (pc) , em seus cálculos. Um parsec é a distância até uma estrela hipotética que tem uma paralaxe de um segundo de arco. Um parsec é equivalente a 3,26 anos-luz (ly), ou 2,06 * 10 ^ 5 AU. Depois de encontrar a paralaxe de uma estrela (em segundos de arco), você pode encontrar a distância até uma estrela (em parsecs) dividindo 1 pela paralaxe estelar.
Resultados de Aprendizagem
Assistir a esta lição deve permitir que você:
- Resuma o processo de triangulação e como os astrônomos o usam para medir a distância às estrelas
- Defina AU, paralaxe e parsec