Calculer la distance aux étoiles

Je regardais juste une conférence de Carl Sagan. Il a parlé de déterminer la distance aux étoiles; cela m'a intéressé à en apprendre davantage sur le sujet.

Pour autant que je sache, la loi du carré inverse et la parallaxe peuvent être utilisées. Quelqu'un peut-il développer cela? Plus précisément en ce qui concerne ce que je pourrais faire pour mesurer la distance de la Terre à Proxima Centauri.

La réponse actuellement acceptée n'est pas pertinente pour trouver la distance d'une étoile comme Proxima Centauri.

Voici comment fonctionne la parallaxe. Vous mesurez la position d'une étoile dans un champ d'étoiles qui sont (vraisemblablement) bien plus éloignées. Vous faites cela deux fois, séparés de 6 mois. Vous calculez ensuite l'angle de déplacement de l'étoile par rapport à ses étoiles d'arrière-plan. Cet angle fait partie d'un grand triangle dont la base est égale au diamètre de l'orbite terrestre autour du Soleil. La trigonométrie vous indique alors quelle est la distance en tant que multiple de la distance de la Terre au Soleil. [En pratique, vous effectuez de nombreuses mesures avec une séparation dans le temps et les combinez toutes.]

$\tan (\theta) = 3.08\times10^{16}$

$10^{-5}$$10^{-4}$

Parallaxe - comme illustré sur http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/21c/earth_universe/earth_stars_galaxiesrev4.shtml

Maintenant, en réalité, c'est un peu plus difficile que cela parce que les étoiles ont également un "mouvement correct" à travers le ciel en raison de leur mouvement dans notre Galaxie par rapport au Soleil. Cela signifie que vous devez effectuer plus de deux mesures pour séparer cette composante du mouvement dans le ciel. Dans le cas de Proxima Centauri, le mouvement contre les étoiles de fond dû au mouvement approprié est plus grand que la parallaxe. Mais les deux composantes sont clairement visibles et séparées (voir ci-dessous). C'est (la moitié) l'amplitude du mouvement courbe dans l'image ci-dessous qui correspond à la parallaxe. Le mouvement correct n'est que la tendance linéaire constante par rapport aux étoiles d'arrière-plan.

Images HST du chemin de Proxima Centauri sur fond d'étoiles. La courbe verte montre le chemin mesuré et prévu de l'étoile par rapport au champ de fond au cours des prochaines années.

Les mesures de parallaxe fonctionnent mieux pour les étoiles proches, car l'angle de parallaxe est plus grand. Pour les étoiles plus éloignées ou celles sans mesure de parallaxe, il existe une batterie de techniques. Pour les étoiles isolées, la plus courante consiste à tenter de déterminer de quel type d'étoile il s'agit, soit à partir de sa (ses) couleur (s), soit de préférence à partir d'un spectre pouvant révéler sa température et sa gravité. À partir de cela, on peut estimer la luminosité absolue de l'objet, puis à partir de sa luminosité observée, on peut calculer la distance. Ceci est connu comme une parallaxe photométrique ou une parallaxe spectroscopique .

Une façon de trouver la distance d'une collection d'étoiles est d'espérer un RRLyrae dans le peloton. Étant donné que les RRLyrae sont des bougies standard , vous pouvez utiliser la loi du carré inverse pour extraire la distance.

Pour les objets proches, la méthode de parallaxe fonctionne parfaitement. Bien que pour des distances plus élevées, les bougies Standard, comme mentionné précédemment, sont utilisées. La luminosité de RR Lyrae, Supernovae type Ia, pourrait être calculée, par conséquent, avec la quantité de lumière que nous obtenons de ces objets, nous pouvons estimer la distance. Pour les objets encore plus éloignés, la méthode du décalage vers le rouge est utilisée pour calculer la distance, où une transition de ligne donnée avec une fréquence donnée (émission de fer par exemple) est mesurée, et le décalage de fréquence, causé par l'expansion de l'univers (un phénomène décrit mathématiquement) nous donne un indice pour la distance de l'objet.