我们可以仅根据地球的大小视差来测量恒星吗?


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想象一下两个主要的地面观测站,也许是“最北端”和“最南端”(理想的经度是类似的)。

对于附近的恒星,它们是否可以同时拍摄一张照片,并以大约地球的大小为基准,对距该恒星的距离进行测量?

(我很高兴看到任何一个示波器只需等待几天,它们的视线就会移动更长的基线距离!)

还是距离太短?

那么,用我们目前最好的望远镜可以对最近的恒星进行视差测量的最小基线是多少?100,000公里,一百万?还有更多吗?

Answers:


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原则上,这并非不可能。

盖亚航天器主要设计用于测量恒星位置,它能够以20%的不确定度测量高达10 kpc的视差。它的基线是2 AU。比地球直径大倍。因此,在地球的每一侧放置两个盖亚将能够测量距离为的恒星视差,这意味着您几乎可以测量到我们最近的邻近恒星 Centauri 的距离,该距离为1.3 pc。因此,您只需要稍微改善一下Gaias。 102.3×104 α10kpc/2.3×1040.4pcα

这忽略了诸如大气之类的小并发症,但是如果您愿意将它们放在大气之外,则可以这样做。当然,这会浪费时间,因为我们已经知道离最近星星的距离,但是,请继续。

乔·布洛


3
完全棒的家伙。
Fattie

4
希望输入替代文本;)
迈克尔·迈克尔(Michael

如果我没记错的话,应该是。2.2×105
Martin Argerami '16

@MartinArgerami:我脑子里做了计算,但实际上我有点偏离,但这几乎是正确的:,而不是。 × 10 52AU/2R=3×1013/1.3×109=2.3×104×105
佩拉

我希望您也不要在脑海里做1300兆欧元。ESA不会对此感到满意。
zephyr

1

您所描述的是一个干涉仪,实际上我们已经有一个干涉仪,它具有您所描述的设置。

如果您不知道,那么干涉仪就是一组两个或更多的望远镜,彼此隔开一定的距离,这些望远镜可以协同工作以拍摄物体的图像。根据光学的基本原理,望远镜的有效尺寸不是由两个或多个望远镜的总累加尺寸决定的,而是由望远镜的物理间距决定的。这就是说,如果您在北极上有一个望远镜,而在南极上有另一个望远镜,它们可以同时观察同一物体,那么您实际上拥有的是一个孔径为地球大小的望远镜!

如果您了解光学器件,就会知道更大的光圈意味着更好的分辨率。我上面提到的已经存在的,地球大小的干涉仪将是超长基线干涉仪(VLBI)。这架望远镜可以以亚毫秒级的分辨率进行测量!

这里列出了70个已测量视差的脉冲星,其中很大一部分是使用VLBI完成的。


一些注意事项:

  1. 干涉测量的概念非常复杂,在实践中很难实现。由于物理原因,波长越长,干涉系统越容易工作。因此,大多数干涉仪(例如VLBI)处于微波/无线电状态。该NPOI是唯一的光学干涉我知道因为它是由美国军方资助的,作为卫星导航的必需品,只有存在。

  2. 从技术上讲,我上面所提供的概念上的简短介绍涉及更多的内容,但坦率地说,您需要阅读一本完整的教科书才能真正理解该过程,甚至在我看来,其中的一些内容似乎很神奇。

  3. 在研究VLBI时,您可能会看到对VLBA的引用。这是相关的望远镜集合。实际上,VLBA是超长基线阵列,由美国拥有和运营的世界各地的望远镜组成。但是,VLBI包括VLBA内的所有望远镜,还包括其他国家拥有和操作的其他望远镜。


嗯 我不是在描述干涉仪!:)在视差测量中,您只需拍摄两张照片,然后比较附近恒星的“抖动”(与远处的背景相比)。{关于干涉仪;光学干涉仪最多相距只有几百码;}干涉仪的目的是获得非常高的分辨率(因此,要分隔二进制文件之间的微小间隙并解决类似的问题)。我没有立即看到干涉仪可以用来拍摄视差对的任何方法吗?(续...)
Fattie

..当然,除了可以使用的干涉仪,它可以像其他任何望远镜一样使用,以制作一对视差照片:在1月然后在7月拍摄照片(射线照相等等)。因此,我真的不确定干涉仪是否与拍摄视差对照片有关?
Fattie

1
我确实意识到我所描述的并不是您要问的,但我认为实际上是。没错,您并不是在谈论干涉仪,但是干涉仪可以有效地完成您所谈论的将地球用作基线的地方(而不是标准做法的地球轨道)。这并不完全是您想要的,但就我所知,它与使用实际技术非常接近。尝试检查我链接的脉冲星视差中的信号源。
zephyr

1
@JoeBlow这可能并不能真正回答您的问题,但至少可以满足使用地球作为测量视差基线的要求。
zephyr
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