Astronomija

Koliko jasnejše so zvezde v zemeljski orbiti?

Koliko jasnejše so zvezde v zemeljski orbiti?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kot otrok se spominjam, kako so starši kampirali v Kaliforniji in ko sem izstopil iz avtomobila, sem bil navdušen nad debelino galaksije Rimske ceste in številom zvezd povsod. Vedno sem se spraševal, koliko jasneje bi lahko postalo. Kolikšen odstotek vidne svetlobe zvezd absorbira vsa zemeljska atmosfera na najčistejših lokacijah na zemlji? Ali jemljemo približno majhen odstotek ali morda pomemben znesek?


Spreminja se.

Najboljša astronomska mesta imajo vizualno izumrtje pasu 0,1 mag, kar pomeni, da se v ozračje absorbira / razprši le 10% svetlobe v višini 10 $.

Na prašnih, smoggiranih ali onesnaženih območjih lahko to zlahka doseže eno velikost izumrtja, kar pomeni, da se 60 odstotkov svetlobe razprši.

Te številke so na zračno maso - kar pomeni pogled naravnost navzgor v zenit. V nižjih nadmorskih višinah bi se številka izumrtja pomnožila z $ sec z $, pri čemer je $ z $ kot zenita.

Ta količina absorpcije ne zveni kot velika razlika, toda to pomeni, da postane vidno veliko dodatnih zvezd, ker približno gledano dobite faktor dvakratnega povečanja števila zvezd za vsakih 0,5 magnitude globlje lahko vidite, in mislim, da je to najbolj presenetljivo pri odhodu na jasno, temno astronomsko mesto.

Tako ne bi bilo veliko izboljšave v vesolju na najboljših astronomskih najdiščih (v vidnem pasu), vsaj ne zaradi zmanjšanja izumrtja. Prav tako se izognete svetlobnemu onesnaženju, kar je drugačen učinek. Pri svetlobnem onesnaženju je nebo v ozadju preveč svetlo, da bi vaše oko ujelo šibkejše zvezde. [Kot ugotavlja Carl Witthoft, gre za drugačno igro z žogo na drugih valovnih dolžinah, ker je ozračje bistveno bolj nepregledno za UV, rentgenske in IR valovne dolžine.]

Upoštevati je treba tudi, kaj dihate! Pomanjkanje kisika lahko ovira ostrino vida. http://navyaviation.tpub.com/14020/css/Effects-Of-Hypoxia-141.htm


Štirje eksplaneti lahko krožijo okoli Soncu podobne zvezde

Napisala: Monica Young 15. avgusta 2017 1

Pošljite takšne članke v svojo mapo »Prejeto«

Astronomi so z inovativno tehniko odkrili štiri kandidate za eksplaneto v velikosti Zemlje, ki krožijo okoli Tau Cetija, Soncu podobne zvezde, oddaljene 12 svetlobnih let.

Ta ilustracija primerja štiri planete, zaznane okoli bližnje zvezde Tau Ceti (zgoraj) in notranje planete našega sončnega sistema (spodaj).
F. Feng (Univerza v Hertfordshiru, Velika Britanija)

Ko so peščico v devetdesetih letih prvič odkrili eksoplanete, so ekipe tekmovale v merjenju nihanja bližnjih zvezd, ki so jih povzročile gravitacijske vleke planetov, ki krožijo okoli. Zvezdnik radialna hitrost (njeno gibanje proti Zemlji ali stran od nje) lahko izmerimo s spektrom, kjer bo Dopplerjev učinek premikal spektralne črte, ko se bo zvezda nihala. Čim manjši je nihanje, tem manjši je premik - in bolj majhen je planet, ki vleče.

Zdaj astronomi preizkušajo meje tega, kar lahko doseže ta metoda iskanja planetov.

Sprva je bil postopek odkritja eksoplaneta razmeroma enostaven, čeprav dolgotrajen in teleskopsko zahteven. Vroč Jupiter na tesni orbiti v zvezdi povzroči velik nihaj, ki ga v nekaj dneh premika naprej in nazaj za nekaj metrov na sekundo in ustvarja jasen, pravilen signal. Če pa želijo astronomi zaznati planet velikosti Zemlje na razdalji, podobni Zemlji, od svoje zvezde, bodo potrebovali veliko bolj občutljive meritve radialne hitrosti - približno 0,1 m / s. In stvari postanejo zapletene, ko astronomi začnejo dosegati pod 1 m / s. Preprosto je zamenjati gibe na površini zvezde za gibanje same zvezde ali z notranjimi signali, ki jih ustvarja sam instrument. Signal majhnega planeta se lahko izgubi v hrupu.

Fabo Feng (Univerza v Hertfordshireju v Veliki Britaniji) in sodelavci sprejemajo nov pristop k merjenju radialne hitrosti, kopajo globoko v hrup, da bi dobili signale, ki jih povzroča planet. Ekipa je pregledala več kot 9000 spektroskopskih meritev zvezde, zbrane z instrumentom High-Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), spektrografom, nameščenim na 3,6-metrskem teleskopu Evropskega južnega observatorija v Observatoriju La Silla v Čilu.

Ko je ekipa iz zvezdnih spektrov odstranila vse znane vire hrupa, so ostali štirje običajni signali. Kandidati za planet so poimenovani Tau Ceti e, f, g in h. Dva kandidata so že bila osumljena v prejšnji študiji, medtem ko sta dva (g in h, s tesnimi orbitami 20 in 49 dni) povsem novi najdbi. Radialna hitrost, ki jo ti planeti povzročijo na svoji zvezdi, je le 0,3 m / s - z drugimi besedami, instrument je skoraj, a ne povsem, dosegel zmožnosti iskanja planeta v velikosti Zemlje v zemeljski orbiti.

"Spoznali smo, da lahko vidimo, kako se aktivnost zvezde razlikuje na različnih valovnih dolžinah, in te informacije uporabimo za ločevanje te aktivnosti od signalov planetov," je povedal Mikko Tuomi (Univerza v Hertfordshireju v Veliki Britaniji). "Ne glede na to, kako gledamo na zvezdo, se zdi, da okoli nje krožijo vsaj štirje kamniti planeti."

Rezultati bodo objavljeni v Astronomski vestnik (celotno besedilo tukaj).

Paul Robertson (Penn State), ki ni sodeloval v študiji, se je zdela metoda zanimiva. "Ne glede na to, ali vsi štirje kandidati prestanejo preizkus časa, to delo predstavlja pomemben napor za izboljšanje naše sposobnosti ločevanja dobrovernih planetov od astrofizičnega in instrumentalnega hrupa," pravi.

Hladnejše in manjše rdeče pritlikave zvezde so postale tarča številnih iskanj novih planetov zaradi svoje bližine Zemlji, vendar so takšne zvezde nagnjene k visokoenergijskim vžigalnikom in mikrožarkam, ki bi lahko ogrozili življenje na okoliških planetih. Tau Ceti je najbližja posamezna soncu podobna zvezda in ne kaže veliko visokoenergijske aktivnosti. Vendar ima Tau Ceti 10-krat več kometov in asteroidov, ki jih najdemo v našem osončju, zato bi bila možnost za udarce na planetih Tau Ceti znatno večja kot na Zemlji. Kljub temu ostaja priljubljena tarča iskanj SETI.

Dva zvezdna planeta, Tau Ceti e in f, krožita v bivalnem območju. To pomeni, da so planeti, če imajo trdne površine, na pravi razdalji od zvezde, da na njihovih površinah obstaja tekoča voda. Planeti imajo mase vsaj 4-krat večja od Zemljine mase, zato ni jasno, ali so bolj podobne trdnim superzemljem ali plinastem mini Neptunu. Velikosti planeta še vedno niso znane, zato bodo prihodnje meritve ključne za določanje sestave planetov.


Astronomi odkrijejo zemeljski "planet pi" s 3,14-dnevno orbito

Znanstveniki z MIT in drugod so odkrili planet v velikosti Zemlje, ki se vsakih 3,14 dni zadrga okoli svoje zvezde. Zasluge: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle, Christine Daniloff, MIT

V čudovitem usklajevanju astronomije in matematike so znanstveniki z MIT in drugod odkrili "pi Zemljo" - planet v velikosti Zemlje, ki se vsakih 3,14 dni zadrga okoli svoje zvezde v orbiti, ki spominja na univerzalno matematično konstanto.

Raziskovalci so odkrili signale planeta v podatkih, ki jih je leta 2017 posnela misija K2 vesoljskega teleskopa NASA Kepler. Z začetkom delovanja sistema v začetku letošnjega leta z mrežo zemeljskih teleskopov SPECULOOS je ekipa potrdila, da gre za signale planeta, ki kroži okoli svoje zvezde. In res se zdi, da planet še danes kroži svojo zvezdo, s pi podobnim obdobjem, vsakih 3,14 dni.

"Planet se premika kot po maslu," pravi Prajwal Niraula, podiplomski študent na MIT-ovem oddelku za zemeljske, atmosferske in planetarne znanosti (EAPS), ki je glavni avtor prispevka, objavljenega danes v Astronomski vestnikz naslovom: "π Zemlja: 3,14-dnevni planet velikosti Zemlje iz K2's Kitchen Served Warm s strani ekipe SPECULOOS."

"Dandanes vsi rabijo malo zabave," pravi soavtor Julien de Wit, tako o naslovu prispevka kot o odkritju samega planeta pi.

Novi planet nosi oznako K2-315b, to je 315. planetarni sistem, odkrit v podatkih K2 - le en sistem, ki se ustraši še bolj nenavadnega mesta na seznamu.

Raziskovalci ocenjujejo, da ima K2-315b polmer 0,95 od zemeljskega polmera, zaradi česar je približno velik kot Zemlja. Obkroži hladno zvezdo z majhno maso, ki je približno petine velikosti sonca. Planet kroži svojo zvezdo vsake 3,14 dni z mehurji 81 kilometrov na sekundo ali približno 181 000 milj na uro.

Čeprav njegovo maso še ni mogoče določiti, znanstveniki sumijo, da je K2-315b zemeljski, tako kot Zemlja. Toda planet Pi verjetno ni primeren za bivanje, saj njegova tesna orbita pripelje planet dovolj blizu zvezde, da lahko njegovo površino segreje na 450 kelvinov ali približno 350 stopinj Celzija - kot kaže, kot nalašč za peko dejanske pite.

"To bi bilo preveč vroče, da bi bilo v običajnem razumevanju izraza vseljivo," pravi Niraula, ki dodaja, da je vznemirjenje okoli tega planeta, razen povezav z matematično konstanto pi, to, da se lahko izkaže za obetavnega kandidata za preučevanje značilnosti njegovega ozračja.

"Zdaj vemo, da lahko iz arhivskih podatkov pridobivamo in pridobivamo planete in upamo, da za njimi ne bo več planetov, zlasti teh resnično pomembnih, ki imajo velik vpliv," pravi de Wit, docent v EAPS, in član MIT-ovega Inštituta za astrofiziko in vesoljske raziskave Kavli.

Med soavtorji Niraule in de Wit's MIT sta Benjamin Rackham in Artem Burdanov, skupaj z ekipo mednarodnih sodelavcev.

Raziskovalci so člani SPECULOOS-a, kratice za The Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars, in imenovan za mrežo štirih 1-metrskih teleskopov v čilski puščavi Atacama, ki skenirajo nebo po južni polobli. Nazadnje je mreža dodala peti teleskop, ki je prvi na severni polobli, imenovan Artemis - projekt, ki so ga vodili raziskovalci z MIT.

Teleskopi SPECULOOS so namenjeni iskanju planetov, podobnih Zemlji, v bližini, ultrahladnih palčkov - majhnih, zatemnjenih zvezd, ki astronomom nudijo boljše možnosti, da opazijo planet, ki kroži in označijo njegovo atmosfero, saj te zvezde nimajo bleščanja veliko večjih, svetlejših zvezd .

"Ti ultrahladni palčki so raztreseni po vsem nebu," pravi Burdanov. "Ciljne zemeljske raziskave, kot je SPECULOOS, so koristne, ker si lahko te ultrahladne palčke ogledamo enega po enega."

Astronomi zlasti na posameznih zvezdah iščejo znake tranzitov ali občasnih padcev v zvezdni svetlobi, ki signalizirajo morebiten prehod planeta pred zvezdo in na kratko blokirajo njeno svetlobo.

V začetku letošnjega leta je Niraula v podatkih, zbranih v kampanji K2 - drugi opazovalni misiji vesoljskega teleskopa Kepler - naletela na hladnega palčka, nekoliko toplejšega od splošno sprejetega praga ultrahladnega škrata, ki je spremljal drobce neba, ko je vesoljsko plovilo krožilo okrog sonce.

V nekaj mesecih leta 2017 je teleskop Kepler opazoval del neba, ki je vključeval hladnega palčka, ki je v podatkih K2 označen kot EPIC 249631677. Niraula je v tem obdobju prečesala in v svetlobi te zvezde našla približno 20 padcev, za katere se je zdelo, da ponovite vsake 3,14 dni.

Skupina je analizirala signale, preizkusila različne potencialne astrofizične scenarije za njihov izvor in potrdila, da so signali verjetno prehodni planet in ne produkt nekaterih drugih pojavov, kot je binarni sistem dveh spiralnih zvezd.

Nato so raziskovalci s SPECULOOS-om nameravali natančneje pogledati zvezdo in njen planet, ki kroži. Najprej pa so morali prepoznati časovno obdobje, ko bodo zagotovo ujeli tranzit.

"Zabijanje najboljše noči za spremljanje s tal je malce zapleteno," pravi Rackham, ki je razvil algoritem za napovedovanje, s katerim je napovedal, kdaj bi lahko naslednjič prišlo do tranzita. "Tudi ko v podatkih K2 vidite ta 3,14-dnevni signal, obstaja negotovost, ki se sešteva z vsako orbito."

Z Rackhamovim algoritmom napovedovanja se je skupina februarja 2020 več noči zožila, med katerimi je verjetno videla prehod planeta pred svojo zvezdo. Nato so usmerili teleskope SPECULOOS v smeri zvezde in videli so tri jasne prehode: dva s teleskopi Južne poloble mreže in tretji iz Artemide na severni polobli.

Raziskovalci pravijo, da je novi planet pi morda obetaven kandidat za spremljanje vesoljskega teleskopa James Webb (JWST), da bi videli podrobnosti o atmosferi planeta. Za zdaj ekipa pregleduje druge nabore podatkov, na primer NASA-jevo misijo TESS, in tudi neposredno opazuje nebo z Artemiso in ostalo mrežo SPECULOOS, da bi našla znake zemeljskih planetov.

"V prihodnosti bo še več zanimivih planetov, ravno v času za JWST, teleskop, zasnovan za sondiranje ozračja teh tujih svetov," pravi Niraula. "Z boljšimi algoritmi lahko, upam, nekega dne poiščemo manjše planete, tudi tako majhne kot Mars."


Zakaj se zvezde spreminjajo z vsako sezono?

Resnično vrtenje Zemlje je dejansko vsakih 23 ur, 56 minut in 4 sekunde in ne 24 ur. To je vrtenje glede na zvezde, ne na Sonce! Temu pravimo Sidereal rotacija. Za primerjavo, Earth & # 8217s Sončni dan & # 8211 vrtenje glede na Sonce je 24 ur. To je skoraj štiri minute razlike! Morda se ne zdi veliko, a prav ta razlika ohranja naše sončne dni nedotaknjene in zagotavlja, da Sonce vsak dan okoli poldneva prečka poldnevnik.

Na tej sliki je lokacija, kjer Sonce prečka poldnevnik (lokalni poldnev), predstavljena s črto od Zemlje do Sonca, točka, kjer Zemlja opravi popolno rotacijo, pa točka A. Ko se Zemlja pomika navzgor po svoji orbiti in naredi popolno rotacijo, svojo rotacijo zaključi v 23 urah 56 minut, a kot vidite, točka A še ni usmerjena proti Soncu. Še približno 4 minute pred lokalnim poldnevom. Šele po preteku teh štirih minut nastopi lokalni poldnev, hkrati pa je Zemlja že štiri minute v svoji naslednji rotaciji!

Toda zakaj se potem zvezde spremenijo po nekaj mesecih?

Veste, ker je zvezdno vrtenje relativno glede na zvezde, to pomeni, da se Zemlja vsakič, ko dokonča rotacijo, neposredno postavi v vrsto s fiksno zvezdo na nebu. To lahko opazite s katero koli zvezdo na nebu!

Najlažji način za to je, da ponoči izberete svetlo zvezdo in uporabite črto poldnevnika kot referenčno točko, ko bo Zemlja dokončala rotacijo & # 8211, čeprav lahko uporabite katero koli točko, ki jo želite.

Recimo, da ob 9:00 izberete zvezdo, ki prečka mejo poldnevnika. Pojdite zunaj naslednji dan in opazujte isto zvezdo, ki prečka črto poldnevnika, kaj opazite? Ista zvezda je prečkala poldnevnik ob 8:56, štiri minute hitreje. Pojdite zunaj naslednji dan in videli boste, da je ista zvezda prečkala poldnevnik ob 8:52.

Kaj se zgodi zdaj, če se osredotočite na isti položaj zvezde ob 9:00? opazite, da se zvezda z vsakim dnem ob 9:00 premakne proti zahodu in odvisno od tega, kako severni ali južni je položaj zvezde, zagotovo opazite, da po nekaj mesecih mine povsem drugače mesto na nebu ali pa je izginilo pod obzorjem. Do zdaj že opažate, da so zvezde zgoraj drugačne od tistih, ki se jih spominjate izpred nekaj mesecev!

Ker je sideralna rotacija Zemlje štiri minute hitrejša od običajne sončne ure, to pomeni, da se zvezde postopoma premikajo vsak dan, po nekaj mesecih pa se zdi, da se premikajo nove zvezde, druge pa se začnejo postavljati pod obzorje.

Zakaj imamo torej zimske in poletne zvezde?

Ko Zemlja zaključi svojo orbito, je nočna stran obrnjena proti različnim ozvezdjem. Ozvezdja dobijo sezonsko kategorijo glede na njihovo vidnost v večernih urah po sončnem zahodu.

Kot lahko vidite, zvezde iz nasprotnih letnih časov predstavljajo njihove skupine v rdeči ali modri barvi. Danes se nočna stran sooča s skupino & # 8220red & # 8221, čez 6 mesecev pa se nočna stran sooči s skupino & # 8220blue & # 8221.

Zdi se, da se položaj Sonca med fiksnimi zvezdami iz dneva v dan spreminja zaradi orbite Zemlje. Vzemimo za primer december, saj je Sonce pred ozvezdji, ki jih vidimo junija.

Ozvezdje Orion je v decembru vidno vso noč, saj je v primerjavi z Zemljo ravno nasproti Soncu. Toda junija bo Sonce pred tem delom neba, zaradi česar ne boste mogli videti Oriona ponoči, ker se je izgubil v bleščanju Sonca.

A počakaj & # 8230 Avgusta sem na nebu videl zimsko ozvezdje!

Vsako noč zaradi vrtenja Zemlje lahko vidite do polovice zvezd, vrednih šest mesecev, vidne iz zemlje ponoči, druga polovica pa se izgubi v bleščanju Sonca med # dan. Po sončnem zahodu, medtem ko v večernih urah na nebu vidite sezonske zvezde, na zahodu vidite tudi zvezde iz prejšnje sezone. Ko noč napreduje, se zvezde, ki jih vidite zvečer, začnejo nastavljati po polnoči, zvezde naslednje sezone pa so vidne na nebu. Ko se noč konča in Sonce kmalu vzhaja, začnete videti zvezde, proti katerim bo Zemlja čez noč obrnjena v 6 mesecih!

Na primer, aprila lahko vidite sonce Oriona na zahodu po sončnem zahodu, kar pomeni, da je zime konec in da je pomlad tu! Maja se Orion začne izgubljati v bleščanju Sonca, v mesecih maju, juniju in večjem delu julija pa Oriona ponoči ni mogoče videti zaradi njegovega položaja v bližini Sonca. Od konca julija do avgusta se je Sonce premaknilo dovolj daleč od Oriona, da ga lahko začnete vzhajati nizko na vzhodu v zgodnjih jutranjih urah tik pred sončnim vzhodom.

Zato ne bodite presenečeni, ko boste avgusta opazovali jesensko in zimsko ozvezdje na nebu, medtem ko boste avgusta opazovali meteorski dež Perzeidov!


Nov laser za pomoč pri čiščenju neba vesoljskih odpadkov

Raziskovalci na Avstralski nacionalni univerzi (ANU) so izkoristili tehniko, ki teleskopom pomaga jasneje videti predmete na nočnem nebu za boj proti nevarnim in dragim vesoljskim odpadkom.

"Prilagodljiva optika je kot odstranjevanje utrinka z zvezd."

Raziskovalci & # 8217 se ukvarjajo s prilagodljivo optiko - ki odstranjuje motnost, ki jo povzročajo turbulence v ozračju - je bil uporabljen za nov laser & # 8216guide star & # 8217 za boljše prepoznavanje, sledenje in varno premikanje vesoljskih odpadkov.

Vesoljski odpadki so glavna grožnja za 700 milijard ameriških dolarjev vesoljske infrastrukture, ki vsak dan zagotavlja vitalne storitve po vsem svetu. Z prilagodljivo optiko laserske zvezde zvezde ima ta infrastruktura novo obrambno linijo.

Optiko, ki usmerja in usmerja vodilni zvezdni laser, so razvili raziskovalci ANU s sodelavci iz Electro Optic Systems (EOS), Univerze RMIT, Japonska in ZDA, v okviru Raziskovalnega centra za vesoljsko okolje (SERC).

Na tej sliki znanstvenica za instrumente ANU Celine d & # 8217Orgeville stoji pred 1,8-metrskim teleskopom EOS v Observatoriju Mount Stromlo, kjer dve podobi ogledala neskončno odsevata njeno podobo. Zasluge: Avstralska nacionalna univerza

EOS bo zdaj začel tržiti novo lasersko tehnologijo vodilnih zvezd, ki bi jo lahko vključili tudi v komplete orodij, da bi omogočili visoko pasovno širino do vesoljskih satelitskih komunikacij.

Laserski žarki, ki se uporabljajo za sledenje vesoljski smeti, uporabljajo infrardečo svetlobo in niso vidni. Nasprotno pa novi laser vodilne zvezde, ki je nameščen na teleskop, širi vidni oranžni žarek v nočno nebo, da bi ustvaril umetno zvezdo, s katero lahko natančno izmerimo izkrivljanje svetlobe med Zemljo in vesoljem.

Ta vodilna oranžna luč omogoča prilagodljivo optiko za ostrenje slik vesoljskih odpadkov. Prav tako lahko vodi drugi, močnejši infrardeči laserski žarek skozi ozračje, da natančno sledi vesoljskim odpadkom ali jih celo varno premakne iz orbite, da se prepreči trčenje z drugimi odpadki in sčasoma izgori v ozračju.

Vodilna raziskovalka, profesorica Celine D & # 8217Orgeville iz ANU, pravi, da je prilagodljiva optika takšna, kot bi # 8220 odstranila utrinek z zvezd. & # 8221

& # 8220 Ampak to je & # 8217 dobro, & # 8221 je dejal profesor D & # 8217Orgeville.

& # 8220 Brez prilagodljive optike teleskop vidi predmet v vesolju kot kapljico svetlobe. To je zato, ker naše ozračje izkrivlja svetlobo, ki potuje med Zemljo in temi predmeti.

& # 8220Toda s prilagodljivo optiko je te predmete lažje videti in njihove slike so veliko ostrejše. Prilagodljiva optika v bistvu preseka izkrivljanje v našem ozračju in tako jasno vidi neverjetne slike, ki jih zajemajo močni teleskopi.

& # 8220 Sem spadajo majhni predmeti, ki jih je ustvaril človek - na primer vremenski in komunikacijski sateliti ali vesoljska smeti.

& # 8220Tako & # 8217s je ta razvoj tako pomemben preboj, ko gre za naša prizadevanja, da počistimo nočno nebo iz vedno večjega nereda v vesolju. & # 8221

Laser vodilne zvezde EOS in prilagodljivi optični sistemi ANU se nahajajo na observatoriju ANU Mount Stromlo v Canberri v Avstraliji.

Raziskovalci ANU bodo zdaj skupaj z EOS preizkusili novo tehnologijo in jo uporabili za vrsto drugih aplikacij, vključno z lasersko komunikacijo med Zemljo in vesoljem.

To je vznemirljiv razvoj, ki bo pomagal zaščititi široko paleto vitalnih aplikacij vesoljske tehnologije v 21. stoletju.

Raziskavo so financirali program avstralske vlade & # 8217s Cooperative Research Center, EOS, ANU, univerza RMIT ter partnerji na Japonskem in v ZDA.


Vprašanja: Razdalja v vesolju, spreminjanje Zemljine orbite in različne zvezde

Ta teden ugotavljamo razdaljo med Betelgeusejem in Bellatrexom, kako astronomi merijo razdaljo med predmeti, možnost, da bi objekt zmotil zemeljsko orbito, in razlog za različne velikosti zvezd. Če imate vprašanje za ekipo Astronomy Cast, ga pošljite na [email protected], mi pa ga bomo poskušali rešiti za prihodnjo oddajo. Vnesite svojo lokacijo in način izgovorjave svojega imena.

Razstavne opombe

Razdalja med Betelgeuse in Bellatrex

Bi lahko objekt, ki prihaja skozi naš sončni sistem, spremenil Zemljino orbito?

Zakaj obstajajo različne velikosti zvezd?

Česa sta Pamela in Fraser najbolj navdušena nad izjemnimi vprašanji iz astronomije?


Priljubljena astronomska stvaritev o ustvarjanju je napačna

V zgodnjih letih 17. stoletja je Johannes Kepler trdil, da je vesolje na tisoče mogočnih teles, teles tako velikih, da so lahko tudi sami vesolja. Ta orjaška telesa so, je dejal Kepler, pričala o neizmerni moči, pa tudi o osebnem okusu vsemogočnega Boga Stvarnika. Ogromna telesa so bila zvezde in so bila razporejena okoli sonca, sorazmerno majhnega osrednjega telesa vesolja, ki ga je krožilo njegovo spremstvo še bolj drobnih planetov.

Ta nenavaden pogled na vesolje, ki ga je imel Kepler, inovativni astronom, ki je postavil temelje Isaacu Newtonu in pojavu moderne fizike, tako da je astronomijo osvobodil popolnih Aristotelovih krogov in razvil eliptično naravo orbitalnega gibanja, je imel več zgodnjih zagovornikov Nikolaja Kopernika in njegove heliocentrične ("soncu osredotočene") teorije. Keplerjevo stališče je bilo stališče, ki ga zahteva znanost - ponovljiva opazovanja zvezd in stroga matematična analiza podatkov, pridobljenih iz teh opazovanj. Bila je tudi Ahilova peta Kopernikove teorije. Astronomi, ki so trdili, da Zemlja stoji nepremično, v središču vesolja, so velikanske zvezde napadli kot absurd, ki so si ga izmislili Koperniki, da bi njihova teorija hišnih ljubljenčkov ustrezala podatkom. Zgodba o tem pogledu na "velikanske zvezde" na vesolje je bila skoraj pozabljena.

razred predenja: Te ilustracije so manifestacije Coriolisovega učinka, sile, ki deluje na večino vsega, kar se giblje na površini vrtljive krogle. Narisal jih je jezuit Claude Francis Milliet Dechales iz 17. stoletja, ki jih je uporabil kot del argumenta proti gibanju Zemlje. Na levi sliki je prikazana krogla (F), ki je padla s stolpa. Če se Zemlja ne vrti, se žoga samo spusti s F na G. Če se Zemlja vrti, se bo vrh stolpa med padcem krogle in dlje premaknil dlje od središča Zemlje kot dno. kot bo spodnji del: zgornji del konča pri H, spodnji pa pri I. I. Torej je žoga, ki se ob izpustu premika s hitrostjo vrha, zmagala & # 8217t in pristala pri I, vendar v točki L. ne bo padel naravnost na dno stolpa na rotirajoči Zemlji. Na sliki desno je ista ideja, vendar za izstrelek. Top strelja proti cilju na severu. Če se Zemlja ne vrti, žoga leti naravnost in doseže točko, v katero je usmerjen top. Če se Zemlja vrti, se top, ki je bližje ekvatorju kot tarči, premika v desno hitreje kot tarča, kot tudi žoga, ki prihaja iz topa. Torej, žoga ne zadene meje, ampak gre v desno in zgreši. V obeh primerih bi bilo mogoče zaznati vrtenje Zemlje. Argument je bil, da ker odklona ni bilo mogoče zaznati, se Zemlja ne sme vrteti. Antikoperniki so bili mrtvi prav. Toda odkrivanje učinkov se je izkazalo za veliko bolj zapleteno, kot se je takrat zdelo.

To je žalostno. Zgodba o Keplerju in velikanskih zvezdah ponazarja trdno dinamiko, ki je v znanosti prisotna že od njenega rojstva. Ta dinamičnost je v nasprotju z običajnimi zgodbami, ki nam jih govorijo o rojstvu znanosti, zgodbami, ki prikazujejo razprave okoli Kopernikove teorije kot priložnosti, ko so znanost zatrle močne, utrjene ustanove. Zgodbe o znanstvenem zatiranju in ne o znanstveni dinamiki niso dobro služile znanosti. Zgodba o orjaških zvezdah ne.

Johannes Kepler je svoje ideje o orjaških zvezdah predstavil v knjigi, ki jo je leta 1606 napisal De Stella Nova ali Na Novi zvezdi. Knjiga je govorila o nova, nova zvezda, ki se je preprosto prikazala za nekaj časa na nebu leta 1604. Po Keplerjevih besedah ​​je nova uvrstila vse druge zvezde, s čimer je konkurirala celo Siriusu, najsvetlejši od vseh zvezd, ki redno krasijo nočno nebo. V Na Novi zvezdi, Kepler se je lotil velikosti nove in zaključil, da je njen obseg bistveno presegel obseg orbite Saturna (takrat najbolj oddaljenega planeta). Sirius je bil podobno ogromen in tudi najmanjše zvezde so bile večje od Zemljine orbite.

Zvezde so bile v resnici velike vesolja. Keplerjev nekdanji šef Tycho Brahe je predlagal teorijo vesolja, ki si jo je izposodil pri Koperniku, a je držala Zemljo v središču vesolja. Pred svojo smrtjo leta 1601 je bil Brahe »velika znanost« svojega časa, z veliko opazovalnico, najboljšimi instrumenti, veliko vrhunskimi pomočniki (kot je Kepler), lastno založniško dejavnostjo in veliko denarja. Sonce, luna in zvezde so v Brahejevi geocentrični ("zemeljsko osredotočeni" teoriji) krožile nepremično Zemljo, medtem ko so planeti krožili okoli sonca. Zvezde so se nahajale tik za Saturnom in so označevale rob opazovanega vesolja. Keplerjeve velikosti za novo in Sirius so bile večje od celotnega Brahejevega vesolja, medtem ko so bile njegove velikosti za številne druge zvezde primerljive s takim vesoljem.

Astronom, ki je verjel Koperniku in je verjel matematiki, je preprosto moral verjeti, da so vse zvezde ogromne.

Zakaj bi Kepler rekel, da so zvezde velike vesolje? Ker so podatki govorili, da so bili, vsaj če je heliocentrična teorija imela prav. V tej teoriji Zemlja letno kroži sonce. Torej, če se v nekem letnem času premika proti določeni zvezdi, se bo šest mesecev pozneje oddaljila od te iste zvezde. Pričakujemo lahko, da bodo nekatere zvezde skozi pomlad postajale svetlejše zaradi Zemlje, ki se jim bo približevalo, nato pa bodo vse bolj padale skozi jesen. Obstaja ime za takšen učinek: paralaksa. Toda nihče ni videl nobene paralakse. Kopernik je imel za to razlago: Zemljina orbita mora biti kot drobna točka v primerjavi z razdaljo do zvezd. Zemeljska orbita je bila glede zvezd zanemarljiva, gibanje Zemlje pa je bilo zanemarljivo zanemarljivo. Kot je rekel Kopernik, "da med fiksnimi zvezdami ni takšnih [paralaksnih] pojavov, trdi, da so na neizmerni višini, zaradi česar izgine krog [Zemljinega] gibanja ali njegova podoba."

Težava je v tej zanemarljivi velikosti in neizmerni razdalji. Ljudje, ki imajo dober vid in gledajo v nebo, bodo zvezde videli kot majhne okrogle pike z majhnimi, a izmerljivimi navideznimi velikostmi. Astronomi, ki so segali vse do Ptolomeja v drugem stoletju, so ugotovili, da vidnejše od teh zvezdnih pik merijo nekje v območju od ene desetine do dvajsetega premer, kot se zdi okrogla luna. V Na Novi zvezdi, Kepler je dejal, da svetle zvezde merijo desetino luninega premera, Sirius pa nekoliko več. Težava je v tem, da bi bila zvezda, ki se prikaže na desetini premera lune, če jo vidimo na nebu, ena desetina pravega fizičnega premera lune, le če bi bila od nas oddaljena enako kot luna. A zvezde so bolj oddaljene od lune. Če bi bila ta zvezda takrat desetkrat bolj oddaljena od lune, bi bila njena resnična velikost enaka luni - zaradi večje razdalje bi se zdela le desetina lunine velikosti. Če bi bila ta zvezda 100-krat bolj oddaljena, bi bil njen resnični premer 100-krat večji od lunine. Če bi bila 1000-krat dlje od Lune, bi bila njena resnična velikost 1000-krat večja.

Botanik, ki se je uprl Stalinu

Leta 1913 je 26-letni ruski biolog Nikolaj Vavilov odšel na hortikulturni inštitut John Innes, da bi študiral pri nogah legendarnega genetika Williama Batesona. Medtem ko je bil tam, je Vavilov obiskoval predavanja na bližnji univerzi v Cambridgeu in ga pogosto lahko videli, da kolesari okoli. PREBERI VEČ

In kaj, če bi bila ta zvezda, za katero se zdi, da ima premer lune eno desetino, na razdalji, ki jo je zahtevala Kopernikova teorija, da ne bi bilo mogoče zaznati paralakse? Ta zvezda bi bila, je dejal Kepler, velika kot Saturnova orbita. In vsaka zadnja zvezda, vidna na nebu, bi bila vsaj tako velika kot zemeljska orbita. Tudi najmanjše zvezde bi bile za velikost večji od sonca. Danes se nam to morda zdi nenavadno, saj zdaj vemo, da imajo zvezde veliko velikosti, in čeprav je zelo malo večjih od Zemljine orbite (zvezda Betelgeuse v Orionu je viden primer), je velika večina "rdečih palčkov", ki so daleč nad soncem. Vendar je bila v Keplerjevih časih to preprosto opazovanje, merjenje in matematika - običajne stvari znanosti. Astronom tistega časa, ki je verjel Koperniku, verjel je merilnim podatkom in verjel matematiki, je preprosto moral verjeti, da so vse zvezde ogromne. (Več o tem, kje so se zmotili, čez trenutek).

The case for huge stars was so solid that the details regarding the measurements of them did not matter. Johann Georg Locher and his mentor Christoph Scheiner would neatly summarize the giant stars problem in their 1614 astronomy book Disquisitiones Mathematicae ali Mathematical Disquisitions. They wrote that in the Copernican theory the Earth’s orbit is like a point within the universe of stars but the stars, having measurable sizes, are larger than points therefore, in a Copernican universe every star must be larger than Earth’s orbit, and of course vastly larger than the sun itself.

We should not be surprised that people see in scientific murkiness the hand of conspiratorial establishments.

Because of the giant stars, Locher and Scheiner rejected the Copernican theory, and backed Brahe’s theory. That theory was compatible with the latest telescopic discoveries, such as the phases of Venus that showed it to circle the sun. In Brahe’s theory, the stars were not so far away—just past Saturn. An astronomer in Kepler’s time who believed Brahe, believed the measurement data, and believed math, did ne have to believe that the stars were huge. (Brahe had calculated that they ranged in size between the larger planets and the sun.) Locher and Scheiner were not alone—for many astronomers, including Brahe himself who first raised the issue, the giant stars were just too much.

But Kepler had no problem with giant stars. For him, they were part of the overall structure of the universe and Kepler, who saw ellipses in orbits and Platonic solids in the arrangement of the planets, always had an eye out for structure. He saw the giant stars as an illustration both of God’s power and of God’s intent in putting the universe together. In discussing the parts of the universe—the stars, the solar system (the system of the “movables,” as Kepler calls them), and the Earth—the words of On the New Star rise almost to the level of poetry, even in translation.

Where magnitude waxes, there perfection wanes, and nobility follows diminution in bulk. The sphere of the fixed stars according to Copernicus is certainly most large but it is inert, no motion. The universe of the movables is next. Now this—so much smaller, so much more divine—has accepted that so admirable, so well-ordered motion. Nevertheless, that place neither contains animating faculty, nor does it reason, nor does it run about. It goes, provided that it is moved. It has not developed, but it retains that impressed to it from the beginning. What it is not, it will never be. What it is, is not made by it—the same endures, as was built. Then comes this our little ball, the little cottage of us all, which we call the Earth: the womb of the growing, herself fashioned by a certain internal faculty. The architect of marvelous work, she kindles daily so many little living things from herself—plants, fishes, insects—as she easily may scorn the rest of the bulk in view of this her nobility. Lastly behold if you will the little bodies which we call the animals. What smaller than these is able to be imagined in comparison to the universe? But there now behold feeling, and voluntary motions—an infinite architecture of bodies. Behold if you will, among those, these fine bits of dust, which are called Men to whom the Creator has granted such, that in a certain way they may beget themselves, clothe themselves, arm themselves, teach themselves an infinity of arts, and daily accomplish the good in whom is the image of God who are, in a certain way, lords of the whole bulk. And what is it to us, that the body of the universe has for itself a great breadth, while the soul lacks for one? We may learn well therefore the pleasure of the Creator, who is author both of the roughness of the large masses, and of the perfection of the smalls. Yet he glories not in bulk, but ennobles those which he has wished to be small.

In the end, through these intervals from Earth to the sun, from sun to Saturn, from Saturn to the fixed stars, we may learn gradually to ascend toward recognizing the immensity of divine power.

Other Copernicans shared Kepler’s views. Copernicans like Thomas Digges, Christoph Rothmann, and Philips Lansbergen, spoke of the giant stars in terms of God’s power, or God’s palace, or the palace of the Angels, or even God’s own warriors. And Copernicus himself had invoked the power of God in discussing the immense distances of the stars, noting “how exceedingly fine is the godlike work of the Best and Greatest Artist.”

The anti-Copernicans were unpersuaded. Locher and Scheiner noted that Copernicus’s “minions” did not deny that stars had to be giant in a Copernican universe. “Instead,” the two astronomers wrote, “they go on about how from this everyone may better perceive the majesty of the Creator,” an idea they called “laughable.” One anti-Copernican astronomer, Giovanni Battista Riccioli, wrote that calling in divine power to support a theory “cannot satisfy the more prudent men.” Another, Peter Crüger, regarding the size of stars, commented, “I do not understand how the Pythagorean or Copernican System of the Universe can survive.”

Stories of scientific suppression, rather than scientific dynamism, have not served science well.

The anti-Copernicans were not just the Party of No. Locher and Scheiner reported telescopic discoveries. They urged that astronomers engage in programs of systematic telescopic observations in order to use eclipses of Jupiter’s moons to measure the distance to Jupiter, and to use Saturn’s “attendants” (not yet understood to be rings) to probe Saturn’s motion. They worked out an explanation for how Earth might orbit the sun: by continually falling toward it, just as an iron ball might continually fall toward Earth. (This insight came decades before the birth of Newton, who would give us our modern explanation of an orbit being a kind of fall, and who would explain orbits by means of a cannon ball being fired from atop a mountain.) They also investigated the question of how any rotation of Earth might influence the trajectories of falling bodies and projectiles. In fact, other 17th-century anti-Copernicans like Riccioli would develop this idea further, theorizing about what today we call the “Coriolis Effect” (which bears the name of the scientist who described it in the 19th century) and arguing that the absence of any such effect was another piece of evidence indicating that Earth in fact does not move.

When we learned in school about the Copernican Revolution, we did not hear about arguments involving star sizes and the Coriolis Effect. We heard a much less scientifically dynamic story, in which scientists like Kepler struggled to see scientifically correct ideas triumph over powerful, entrenched, and recalcitrant establishments. Today, despite the advances in technology and knowledge, science faces rejection by those who claim that it is bedeviled by hoaxes, conspiracies, or suppressions of data by powerful establishments.

But the story of the Copernican Revolution shows that science was, from its birth, a dynamic process, with good points and bad points on both sides of the debate. Not until decades after Kepler’s On the New Star and Locher and Scheiner’s Mathematical Disquisitions did astronomers begin to come upon evidence suggesting that the star sizes they were measuring, either with the eye or with early telescopes, were a spurious optical effect, and that stars did not need to be so large in a Copernican universe.

When the usual story of the Copernican Revolution features clear discoveries, opposed by powerful establishments, we should not be surprised that some people expect science to produce quick, clear answers and discoveries, and see in scientific murkiness the hand of conspiratorial establishments. We might all have a more realistic expectation of science’s workings if we instead learned that the Copernican Revolution featured a dynamic scientific give and take, with intelligent actors on both sides—and with discoveries and progress coming in fits and starts, and sometimes leading to blind alleys such as Kepler’s giant stars. When we understand that the simple question of whether the Earth moved posed scientifically challenging problems for a very long time, even in the face of new ideas and new instruments, then we will understand better that scientific questions today may yield complex answers, and those only in due course.

Christopher M. Graney is the author of Mathematical Disquisitions: The Booklet of Theses Immortalized by Galileo, a translation of Locher and Scheiner’s original Latin work. He encourages support for the humanities, because science needs Latinists and historians who can do a better job of translating and analyzing early scientific works than he, a physicist, can do.


Could Tiny Stars Be Home to Mirror Earths?

Ancient White Dwarf Stars

Planet-hunting astronomers started out in the 90’s by searching for alien worlds around Sun-like stars. It made sense: the only planets we knew of at the time orbited the actual Sun, so why not look in a familiar kind of place? More recently, attention has moved to the much smaller and dimmer stars known as red dwarfs, or M-dwarfs: not only are they far more numerous than Sun-like G stars, but they’re less bright too. Any Earth-like planet in orbit around them would be less likely to be washed out in their glare and thus more likely to be spotted.

But now an even smaller and stranger class of stars has been floated as perhaps the best place to search, not only for mirror Earths, but for the existence of life itself.

According to Avi Loeb, of Harvard, and Dan Maoz, of Tel Aviv University, white dwarfs — the glowing embers left behind when stars like the Sun die — are where the action might really be. With the James Webb telescope, says Loeb, scheduled for launch as early 2018, “you could detect biomarker molecules like oxygen in just a few hours of observation time.” If Loeb and Maoz are right, in short, we could find evidence of life on other worlds in as little as five short years.

But that’s a pretty big if, and for those who know a little astronomy, the idea sounds frankly nuts. In order to reach the white dwarf stage, a star first swells to become a red giant, incinerating any nearby planets completely (it’ll happen to Earth when our Sun dies in about 5 billion years). Then the outer layers puff off into space and the rest contracts into a white-hot charcoal briquet, no bigger than Earth, albeit far more massive.

But for those who know a little more, it’s not crazy at all. “Of course the inner planets don’t survive the red giant phase,” says Loeb, “but there are two ways to make a second generation of planets.”

The first could happen if the expanding star ripped apart a giant, Jupiter-size planet, orbiting far enough out, without completely destroying it. That material could form an orbiting disk when the star shrank back down, re-creating the sort of ring formation that produced the original planets billions of years earlier. The second: if a giant planet were left intact, its gravity could fling comets and asteroids inward, where they might ultimately accrete into an Earth-size planet.

If they did, and if the planet circled the white dwarf at about a million miles out, it would seem bizarrely normal to an Earth visitor in some ways. “The white dwarf,” says Loeb, “would be about the same color as the Sun, and while it would be a hundred times smaller, you’d also be a hundred times closer.” Look up, and you wouldn’t notice anything different.

Of course, your year would last only ten hours. “If you went to the beach in the middle of summer,” says Loeb, “it might start to snow five hours later.” That’s what could happen, at least, if the planet were rotating. But tidal locking would keep one of its hemispheres looking perpetually toward the star, and one looking away, much as the moon always keeps the same face toward us. If life did manage to gain a foothold a white dwarf world, it might do best in the endless twilight on the border between its two sides.

If the planet did exist, and if it happened to pass in front of its star, it would block the star’s light, and the wink could easily be seen from Earth. In fact, says Maoz, “we’ve been looking here in Israel for such major eclipses of white dwarfs for some time.”

Looking for signs of life, however, wasn’t on anyone’s agenda until Maoz and Loeb began talking back in December — but those conversations produced a lot. Astronomers currently probe the atmosphere of so-called exoplanets by watching as they pass in front of their stars. When they do, starlight streams through the planets’ blankets of air, revealing the spectral imprint of atmospheric molecules.

Those planets are tiny compared with their stars, though, so you’re looking for a very small imprint on very bright starlight. “It’s like looking at Los Angeles from a billion miles away and trying to figure out if one of the city’s 200,000 streetlights is out,” says Maoz. But in the case of white dwarfs, planet and star are about the same physical size the planet blocks out most of the starlight, so the spectral imprint would be far easier to read. “It’s more like looking at a small neighborhood, and seeing if one out of 200 lights is out.”

All of this depends on whether white-dwarf planets exist, of course, but there is a kind of precedent: in the early 1990’s astronomers found planets around pulsars, the leftovers from stars that haven’t just died, but have burst apart in supernovas, the most violent explosions in the cosmos. If planets can form in those circumstances, white dwarfs should be no problem at all.

Still, it’s all just theoretical until someone actually finds the hard evidence. That, says Loeb, could come with the launch of the European Gaia satellite, slated to go into orbit later this year, which could locate the 500 or so white dwarfs — any number of which could be home to a planet.

“I have to admit,” says Maoz, “that I was kind of skeptical that there was enough meat here to make it worth writing a paper about. But we’ve gotten a lot of good attention. So it must have been worth saying after all.”


Favorable conditions

But the third potential planet, which could also be a super-Earth, could exist in the star's habitable zone.

In observing and studying the star, the researchers discovered some good news.

"The host star is the best star that is in close proximity to the Sun because it is an unusually quiet star," said Sandra Jeffers, lead study author and lecturer at the Institute for Astrophysics at the University of Göttingen in Germany, in an email to CNN. "By a quiet star, I mean that it doesn't have the dark starspots or the energetic outbursts [flares] that we see on the Sun."

If the star was as active as our sun, its stellar wind would erode and sweep away the atmospheres of the planets. The researchers believe that since the star is quiet, the planets around it could have retained their atmospheres. They may have atmospheres thicker than Earth's.

"If someone had to live around a red dwarf, they would want to choose a quieter star like GJ 887," wrote Melvyn Davies, professor of astronomy at the department of astronomy and theoretical physics at Lund University in Sweden, in a related Perspective article. Davies was not involved with the study.

The star's brightness is also very constant, which means it might be easier to detect the potential atmospheres of these planets, making them perfect targets for upcoming missions like NASA's James Webb Space Telescope. The telescope, expected to launch next year, can peer through the atmospheres of exoplanets and help characterize their compositions.

"By studying the atmospheres of these planets scientists will be able to understand if the conditions are amenable for life," Jeffers said.

Previously, the Red Dots team found other exoplanets close to our sun, like the planets orbiting Proxima Centauri and Barnard's star. Studying these nearby exoplanets could help astronomers learn more about the formation and evolution of stars and planets, as well as search for life beyond Earth.

In the future, Jeffers and her team want to observe Gliese 887 more to determine if the third signal belongs to a planet.

"If further observations confirm the presence of the third planet in the habitable zone, then GJ 887 could become one of the most studied planetary systems in the Solar neighborhood," Davies wrote.


The Dogon people had information about planets in Earth’s solar system before scientists made those discoveries, including the fact that Saturn has rings or that Jupiter has four major moons. The Dogons also have ancient texts that discuss a third star in the Sirius system that they call “Emme Ya”, which was not identified or discovered by modern astronomers. In 1995, a research study concluded that the presence of a third star orbiting Sirius could not be ruled out.

There an estimated 300,000 Dogons living in Mali. The mysterious nature of their understanding of astronomy and their well-preserved culture attracts tourists, anthropologists and historians.

Dogon Door, Koundou Guina, Mali.
The Dogon often record their history in wood carvings, such as this door. This door deals with Dogon Cosmology & the Dogon migration that took place during the 12th to 15th centuries from ancestral lands to the Bandiagara Escarpment. pic.twitter.com/up5QzDs9De

&mdash S.A.Baloch (@asmaaan208) September 13, 2019


Poglej si posnetek: Star Size Comparison 2 (Oktober 2022).