Войти
| Парсек | |
|---|---|
 Парсек — это расстояние от Солнца до астрономического объекта, угол параллакса которого составляет одну угловую секунду (не в масштабе). | |
| Главная Информация | |
| Система единиц | астрономические единицы |
| Единица | длина / расстояние |
| Символ | ПК |
| Конверсии | |
| 1 шт в... | ... равно... |
| метрические ( СИ ) единицы | 3,0857 × 10 16 м ~31 петаметр |
| имперские и американские единицы | 1,9174 × 10 13 миль |
| астрономические единицы | 2,062 65 × 10 5 а.е. 3,261 56 св. лет |
Парсек (обозначение: пк) — единица длины, используемая для измерения больших расстояний до астрономических объектов за пределами Солнечной системы, примерно равная 3,26 световых года или 206 000 астрономических единиц (а.е.), то есть 30,9 триллиона километров (19,2 триллиона миль ).. Парсек получается с помощью параллакса и тригонометрии и определяется как расстояние, на котором 1 а.е. образует угол в одну угловую секунду (1/3600степени ). Это соответствует648 000/πастрономические единицы, т. Ближайшая звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии около 1,3 парсека (4,2 светового года) от Солнца. Большинство звезд, видимых невооруженным глазом, находятся в пределах нескольких сотен парсеков от Солнца, а самые далекие — в нескольких тысячах.
Слово парсек представляет собой сочетание «параллакса одной секунды» и было придумано британским астрономом Гербертом Холлом Тернером в 1913 году, чтобы облегчить астрономам расчет астрономических расстояний только на основе необработанных данных наблюдений. Отчасти по этой причине это единица измерения, предпочтительная в астрономии и астрофизике, хотя световой год по- прежнему занимает видное место в научно-популярных текстах и в обычном использовании. Хотя парсекы используются для более коротких расстояний внутри Млечного Пути, для более крупных масштабов во Вселенной требуется кратное количество парсеков, включая килопарсекы (кпк) для более удаленных объектов внутри и вокруг Млечного Пути, мегапарсекы (Мпк) для средних далеких галактик и гигапарсеков (Гпк) для многих квазаров и самых далеких галактик.
В августе 2015 года Международный астрономический союз (МАС) принял резолюцию B2, в которой, как часть определения стандартизированной шкалы абсолютной и видимой болометрической величины, упоминалось существующее явное определение парсека как точного648 000/π а.е. или приблизительно3,085 677 581 491 3673 × 10 16 метров (на основе точного определения астрономической единицы СИ IAU 2012). Это соответствует малоугловому определению парсека, которое можно найти во многих астрономических справочниках.
Парсек определяется как длина соседнего катета (противоположный катет составляет 1 а.е.) чрезвычайно вытянутого воображаемого прямоугольного треугольника в пространстве. Два измерения, на которых основан этот треугольник, — это его более короткая сторона длиной в одну астрономическую единицу (среднее расстояние между Землей и Солнцем ) и стягиваемый угол вершины, противоположной этой стороне, измеряемый в одну угловую секунду. Применяя правила тригонометрии к этим двум значениям, можно получить единицу длины другого катета треугольника (парсека).
Один из старейших методов, используемых астрономами для расчета расстояния до звезды, заключается в регистрации разности углов между двумя измерениями положения звезды на небе. Первое измерение проводится с Земли по одну сторону от Солнца, а второе — примерно через полгода, когда Земля находится по другую сторону от Солнца. Расстояние между двумя положениями Земли, когда были сделаны два измерения, в два раза больше расстояния между Землей и Солнцем. Разница в углах между двумя измерениями равна удвоенному углу параллакса, который образован линиями, идущими от Солнца и Земли к звезде в дальней вершине. Тогда расстояние до звезды можно было вычислить с помощью тригонометрии. Первые успешные опубликованные прямые измерения объекта на межзвездных расстояниях были предприняты немецким астрономом Фридрихом Вильгельмом Бесселем в 1838 году, который использовал этот подход для расчета расстояния в 3,5 парсека от 61 Лебедя.
Движение звездного параллакса от годового параллакса Параллакс звезды определяется как половина углового расстояния, на которое кажется, что звезда движется относительно небесной сферы, когда Земля вращается вокруг Солнца. Эквивалентно, это стягивающий угол с точки зрения этой звезды большой полуоси орбиты Земли. Звезда, Солнце и Земля образуют углы воображаемого прямоугольного треугольника в пространстве: прямой угол — это угол при Солнце, а угол при звезде — угол параллакса. Длина стороны, противоположной углу параллакса, представляет собой расстояние от Земли до Солнца (определяемое как одна астрономическая единица, а.е.), а длина прилегающей стороны дает расстояние от Солнца до звезды. Следовательно, по измерению угла параллакса, наряду с правилами тригонометрии, можно найти расстояние от Солнца до звезды. Парсек определяется как длина стороны, прилегающей к вершине, занятой звездой, угол параллакса которой равен одной угловой секунде.
Использование парсека в качестве единицы расстояния естественным образом следует из метода Бесселя, потому что расстояние в парсеках можно вычислить просто как обратную величину угла параллакса в угловых секундах (т. е. если угол параллакса равен 1 угловой секунде, объект находится на расстоянии 1 пк от Солнце; если угол параллакса равен 0,5 угловых секунд, объект находится на расстоянии 2 пк и т. д.). В этом соотношении не требуются тригонометрические функции, потому что задействованные очень малые углы означают, что можно применить приближенное решение тонкого треугольника.
Хотя он, возможно, использовался и раньше, термин парсек впервые был упомянут в астрономической публикации в 1913 году. Королевский астроном Фрэнк Уотсон Дайсон выразил обеспокоенность по поводу необходимости названия для этой единицы расстояния. Он предложил название астрон, но упомянул, что Карл Шарлье предложил сириометр, а Герберт Холл Тернер предложил парсек. Это было предложение Тернера, которое прижилось.
По определению 2015 г.1 а.е. длины дуги стягивает угол1″ в центре круга радиуса1 шт. То есть 1 пк = 1 а.е./тангенс(1") ≈ 206 264,8 а.е. по определению. Преобразование из единиц градус/минута/секунда в радианы,
Следовательно,
Следовательно,
Примерно,
На приведенной выше диаграмме (не в масштабе) S представляет Солнце, а E — Землю в одной точке ее орбиты. Таким образом, расстояние ES составляет одну астрономическую единицу (а.е.). Угол SDE равен одной угловой секунде (1/3600степени), поэтому по определению D является точкой в пространстве на расстоянии одного парсека от Солнца. С помощью тригонометрии расстояние SD рассчитывается следующим образом:
Поскольку астрономическая единица определяется как149 597 870 700 м, можно рассчитать:
| Следовательно, 1 парсек | ≈206 264 0,806 247 096 астрономических единиц |
| ≈3,085 677 581 × 10 16 метров | |
| ≈30,856 775 815 триллионов километров | |
| ≈19 173 511 577 триллионов миль |
Следовательно, если1 свет ≈ 9,46 × 10 15 м,
Следствие гласит, что парсек также является расстоянием, с которого необходимо рассматривать диск диаметром в одну астрономическую единицу, чтобы он имел угловой диаметр в одну угловую секунду (путем размещения наблюдателя в точке D и диаметра диска в точке ES).
Математически для расчета расстояния с учетом угловых измерений приборов в угловых секундах формула будет выглядеть так:
где θ — измеренный угол в угловых секундах, Расстояние Земля-Солнце — постоянная (1 а.е. или 1,5813 × 10–5 св. лет ). Рассчитанное звездное расстояние будет в тех же единицах измерения, что и для расстояния Земля-Солнце (например, если Расстояние Земля-Солнце =1 а.е., единица измерения расстояния до звезды в астрономических единицах; если расстояние Земля-Солнце = 1,5813 × 10 -5 световых лет , единицей измерения расстояния до звезды являются световые годы).
Длина парсека, используемая в Резолюции IAU 2015 B2 (точно648 000/πастрономических единиц) точно соответствует тому, что получено с помощью расчета малых углов. Это отличается от классического определения арктангенса примерно на200 км, т.е. только после 11-й значащей цифры. Поскольку астрономическая единица была определена МАС (2012 г.) как точная длина в системе СИ в метрах, то теперь парсек соответствует точной длине в системе СИ в метрах. С точностью до метра малоугловой парсек соответствует30 856 775 814 913 673 м.
Метод параллакса является основным этапом калибровки для определения расстояния в астрофизике ; однако точность измерений угла параллакса наземными телескопами ограничена примерно 0,01″, а значит до звезд не более100 пк далеко. Это связано с тем, что атмосфера Земли ограничивает резкость изображения звезды. Космические телескопы не ограничены этим эффектом и могут точно измерять расстояния до объектов за пределами наземных наблюдений. В период с 1989 по 1993 год спутник Hipparcos, запущенный Европейским космическим агентством (ЕКА), измерил параллаксы около100 000 звезд с астрометрической точностью около0,97 мсек. дуги и получили точные измерения звездных расстояний до звезд до1000 шт.
Спутник ЕКА Gaia, запущенный 19 декабря 2013 года, предназначен для измерения расстояний до одного миллиарда звезд с точностью до20 угловых микросекунд, что приводит к ошибкам в 10% в измерениях до центра Галактики, примерно8000 пк в созвездии Стрельца .
Расстояния, выраженные в долях парсека, обычно относятся к объектам в пределах одной звездной системы. Так, например:
По наблюдениям космического телескопа Хаббла, астрофизический джет, извергающийся из активного галактического ядра M87 , простирается 20 ″ и, как полагают, имеет длину 1,5 килопарсека (4892 световых дня ) (струя несколько уменьшена с точки зрения Земли). Расстояния, выраженные в парсеках (пк), включают расстояния между близкими звездами, например, в одном спиральном рукаве или шаровом скоплении. Расстояние в 1000 парсеков (3262 световых года) обозначается килопарсеком (кпк). Астрономы обычно используют килопарсекы для выражения расстояний между частями галактики или внутри групп галактик. Так, например:
Астрономы обычно выражают расстояния между соседними галактиками и скоплениями галактик в мегапарсеках (Мпк). Мегапарсек равен одному миллиону парсеков или примерно 3 260 000 световых лет. Иногда галактические расстояния указываются в единицах Мпк/ ч (например, «50/ ч Мпк», также пишется « 50 Мпк ч - 1 »). h — постоянная (« безразмерная постоянная Хаббла ») в диапазоне 0,5 lt; h lt; 0,75, отражающая неопределенность значения постоянной Хаббла H для скорости расширения Вселенной: h =ЧАС/100 км/с/Мпк. Постоянная Хаббла становится актуальной при преобразовании наблюдаемого красного смещения z в расстояние d по формуле d ≈ с /ЧАС× г.
Один гигапарсек (Гпк) равен одному миллиарду парсеков — одной из самых больших обычно используемых единиц длины. Один гигапарсек составляет около 3,26 млрд световых лет, или примерно1/14расстояния до горизонта наблюдаемой Вселенной ( диктуется космическим фоновым излучением ). Астрономы обычно используют гигапарсек для выражения размеров крупномасштабных структур, таких как размер и расстояние до Великой китайской стены CfA2 ; расстояния между скоплениями галактик; и расстояние до квазаров.
Например:
Для определения количества звезд в Млечном Пути отбирают объемы в кубических килопарсеках (кпк 3) по различным направлениям.Все звезды в этих объемах подсчитываются и общее количество звезд определяется статистически. Аналогичным образом определяется количество шаровых скоплений, пылевых облаков и межзвездного газа. Для определения числа галактик в сверхскоплениях выбирают объемы в кубических мегапарсеках (Мпк 3).Все галактики в этих томах классифицированы и подсчитаны. Затем можно определить общее количество галактик статистически. Огромная пустота Ботеса измеряется кубическими мегапарсеками.
В физической космологии объемы кубических гигапарсеков (Гпк 3) выбираются для определения распределения материи в видимой Вселенной и для определения количества галактик и квазаров. Солнце в настоящее время является единственной звездой в своем кубическом парсеке (пк 3), но в шаровых скоплениях звездная плотность может быть от100–1000 шт −3.
Наблюдаемый объем интерферометров гравитационных волн (например, LIGO, Virgo ) выражается в кубических мегапарсеках (Мпк 3) и, по существу, является значением куба эффективного расстояния.
Парсек, по-видимому, неправильно использовался Ханом Соло в качестве измерения времени в первом фильме «Звездные войны », когда он заявил, что его корабль « Тысячелетний сокол » « преодолел путь Кесселя менее чем за 12 парсеков». Утверждение было повторено в «Пробуждении силы», но было уточнено в « Хан Соло : Звездные войны. и маневренность. Он также неоднозначно используется как пространственная единица в «Мандалорце».
В книге «Излом времени » «мегапарсек» — это прозвище мистера Мерри для его дочери Мэг.
В научно-фантастическом рассказе Айзека Азимова «Риск» 1955 года первый гиперзвуковой космический корабль назван «Парсек».
, а также
(точно по определению а.е. 2012 г.)
(точно по определению 2015 г.)
(с точностью до ![{\ displaystyle {\ begin {align} amp; \ mathrm {SD} = {\ frac {\ mathrm {ES}} {\ tan 1 ''}} \\ [8pt] amp; \ mathrm {SD} \ приблизительно {\ frac {\ mathrm {ES}} {1 ''}} = {\ frac {1 \, {\ t_dv {au}}} {{\ frac {1} {60 \ times 60}} \ times {\ frac {\ pi }{180}}}} = {\ frac {648 \, 000} {\ pi}} \, {\ t_dv {au}} \ приблизительно 206 \, 264,81 {\ t_dv {au}}. \ end {выровнено }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2a701e48359651320c0583f5cc6ca3e6c1aa79c2)
