Jump to content

Odległość bardzo odległych obiektów astronomicznych


Recommended Posts

Znaczenie precyzyjnego ustalenia odległości od bardzo odległych obiektów jest szczególnie istotne dla astrofizyki. Pozwala precyzyjnie ocenić przyspieszanie ekspansji wszechświata, czyli eliminować lub wzmacniać różne hipotezy z nią związane.

 

W przypadku bardzo odległych obiektów nie możemy skorzystać z paralaksy czyli zjawiska pozornej zmiany położenia obiektu na sferze niebieskiej względem dalszych obiektów, wynikające ze zmiany miejsca obserwacji, spowodowanej przemieszczeniem się obserwatora wraz z Ziemią w ciągu roku.

Obiektami, o których mowa najczęściej są galaktyki.

Jedną z metod jest ocena jasności supernowej typu Ia, która w niej wybuchła. Zjawisko związane z ich wybuchem zawsze przebiega podobnie i pozwala odróżnić je od innych supernowych. Ich maksymalna jasność bezwzględna jest bardzo podobna (praktycznie taka sama). Z maksymalnej jasności obserwowanego wybuchu łatwo wywnioskować o ile dalej zaszedł niż inne, bliższe, w znanej skądinąd odległości.

Są jeszcze inne, bardzo ciekawe, niezależne metody (co najmniej trzy), o których napiszę w kolejnych postach, chyba że ktoś mnie uprzedzi - to proszę bardzo (zachęcam).

 

Pozdrawiam

p.s.

Dyskusji też oczekiwałem. Dlatego daję to jako wątek a nie artykuł ;)

Edited by ekolog
  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Ekologu fajnie, ale tyle to raczej wszyscy wiemy - a może byś trochę rozwinął? W jaki sposób ocenia się, że dana supernowa jest przesłonięta i na ile jest przesłonięta przez pyły galaktyki, w której wybucha i jaki to ma wpływ na jej jasność?

  • Like 2
Link to post
Share on other sites

Od razu powiem, że (skoro) chodzi o ocenianie rozszerzania się wszechświata (i to w różnych momentach) to w tym wątku przewidywałem tylko metody nie bazujące na wiedzy jak ono przebiega. Takie bardziej wynikające z fizyki.

Czyli analiza przesunięcia ku czerwieni znanych linii widmowych podążających od obiektu nie wchodzi w grę jako narzędzie (w tym akurat przypadku).

 

Pozdrawiam

Link to post
Share on other sites

zrozumiałem z tego że odległość do galaktyk wyznacza się metodą paralaksy...

 

wiem że chciałeś dobrze, ale zamieszczanie takiego chaotycznego zlepka informacji jest bez sensu.

są na ten temat ciekawe teksty, również w wiki, są nawet filmy jak ktoś nie lubi czytać, możesz znaleźć najlepsze z nich i zachęcić nas do obejrzenia i skomentowania jakichś twoich wniosków na ten temat, ale to co teraz pokazałeś nie trzyma się kupy...

Link to post
Share on other sites

"Obiektami, o których mowa najczęściej są galaktyki."

Obiektami rozpatrywanymi w wątku, a nie obiektami łapanymi paralaksą :)

Napisałem dziś o jednej metodzie i wspomniałem o "kosmologicznym" znaczeniu takich (i kolejnych - innego typu) pomiarów.

 

Gdybym opisał cztery metody to post miałby ogrom linijek i zniechęcał do czytania :P

 

Pozdrawiam

Edited by ekolog
Link to post
Share on other sites

Chwila moment. Moje pytanie jest proste: czy metody o których piszesz lub będziesz pisał nie bazują przypadkiem na założeniu nie wprost, że Wszechświat jest statyczny? Skoro obserwujemy dalekie obiekty to być może każda z metod będzie obarczona błędem wynikającym z tego, że zdarzenie od pomiaru dzielą miliony lat świetlnych? Czy można powiedzieć, że metody są poprawne zarówno w rozszerzającym się jak i kurczącym się Wszechświecie?

Link to post
Share on other sites

Nie. Zakładamy oczywiście, że się rozszerza. Tylko nie zakładamy, że wiemy jak daleko jest obiekt X z tej racji, że przesuniecie linii widmowych przezeń emitowanych o określoną wartość pozwala nam zastosować wzór na oszacowanie jego odległości z tego przesunięcia. Ta metoda nie jest zła (w praktyce stosowana) ale ona wymagała (wynikła) jednak oszacowania tych dalekich odległości innymi metodami, o których (na)pisze(my).

 

Pozdrawiam

Edited by ekolog
Link to post
Share on other sites

Dla mnie jedynym źródłem wiedzy o mierzeniu odległości w skali Wszechświata jest strona z kalkulatorami kosmologicznymi przygotowana przez Wrighta - kosmologa, który uczestniczył najsłynniejszych projektach obserwacyjnych takich jak COBE, WISE i WMAP.

 

W sumie są trzy wersje kalkulatora kosmologicznego Wrighta:
1. przelicza lata świetlne na redshift „z”: http://www.astro.ucla.edu/~wright/DlttCalc.html
2. przelicza redshift „z” na lata świetlne : http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html
(Na stronie tego kalkulatora kosmologicznego są odnośniki do pozostałych kalkulatorów)
3. zaawansowany : http://www.astro.ucla.edu/~wright/ACC.html

 

W zależności od podanego redshiftu kosmologicznego "z" i parametrów Wszechświata otrzymujemy różne odległości "honorowane" przez kosmologów:
● radialna odległość współporuszająca się (ang. comoving radial distance),
● DA - odległość wielkości kątowej (ang. angular size distance),
● DL - odległość jasnościowa (ang. luminosity distance)

 

Nie powinno używać sie odległości czasu podróży światła (light travel time distance)

Dltt=c*(Tobserwacji-Temisji_sygnału).

Wśród wielu zastrzeżeń kosmologów, które budzi odległość Dltt jest jej niezgodność z Zasadą Kosmologiczną!

 

Szczegóły jak liczyć ww.odległości można znaleźć w publikacji Wrighta dostępnej pod odnośnikiem:
http://www.jstor.org/stable/pdf/10.1086/510102.pdf

 

Przykład dla aktualnie najjaśniejszej z zaobserwowanych super-jasnych supernowych (SLSN): ASASSN–15lh. W maksimum jasności była coś z 570 miliardów razy jaśniejsza niż Słońce (kilkadziesiąt razy jaśniejsza niż Droga Mleczna, która ma 25mld Lo).
ASASSN-15lh przesunięcie → ku czerwieni (redshift) z = 0,2326 przeliczamy odległości dla standardowego modelu Wszechświata:
● odległość współporuszająca się (comoving radial distance)=3,098 mld lat św.
● odległość wielkości kątowej (angular size distance) DA=2,5133 mld lat św.
● odległość jasnościowa (luminosity distance) DL= 3,818 mld lat św.

Odleglosc_ASASSN-15lh.jpg

 

Tak to widzę ... :)

  • Like 2
Link to post
Share on other sites

Kolejna metoda pomiaru odległości bazuje na "baryon acoustic oscillation (BAO)"

W kosmologi, barionowe oscylacje akustyczne (Bao) są to regularne fluktuacje gęstości widzialnej barionowej materii wszechświata (w praktyce dotyczy to całych zbiorów bardzo odległych galaktyk). Jest to swego rodzaju kosmologiczna analogia "standardowej świecy (supernowowej)".

Zanim kosmos wystygł na tyle aby mogły powstać atomy przebiegały go fale akustyczne, takie jakby kręgi na wodzie, do której wrzucano kamyczki.
Sytuacja uległa "zamrożeniu" (fale akustyczne przestały przebiegać pierwotną plazmę) gdy nasz etap istnienia wszechświata miał około 379000 lat i powstały atomy. Fale te poskutkowały (zapewne inicjowały zapadanie się materii?) statystyczną nadwyżką galaktyk na tych zamrożonych w owym momencie okręgach/sferach czoła fal.

Skutkiem tego obecnie dookoła każdej galaktyki w sferze o promieniu 480 milionów lat świetlnych można spodziewać się większej liczby galaktyk niż w sferze o innym promieniu.

Zatem jeśli sfotografujemy spory obszar odległego nieba z wielką ilością odległych galaktyk i dookoła jednej z nich będziemy analizować coraz to mniejsze okręgi i dla jakiegoś promienia zliczymy więcej galaktyk na rozpatrywanym okręgu to wiemy, że ten okrąg ma promień 480 milionów lat świetlnych, a w jego środku jest rozpatrywana galaktyka. Średnica kątowa tego okręgu na niebie mówi nam jak daleko jest ten okrąg i ta galaktyka.

Pozdrawiam
p.s.
Na wiki ang o tym napisano co nieco i jak to się ma do efektów OTW

https://en.wikipedia.org/wiki/Baryon_acoustic_oscillations

okregi.jpg

Edited by ekolog
Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...

Ekologu fajnie, ale tyle to raczej wszyscy wiemy - a może byś trochę rozwinął? W jaki sposób ocenia się, że dana supernowa jest przesłonięta i na ile jest przesłonięta przez pyły galaktyki, w której wybucha i jaki to ma wpływ na jej jasność?

 

 

Ok, to opowiedz jeszcze o tych supernowych typu 1a. Jak dokładnie wygląda mierzenie odległości? Jakie mierzalne wartości są wymagane? Jakie ewentualne zmienne trzeba wziąć pod uwagę? Czy amator mógłby dokonać takiego pomiaru?

 

Metoda ta jest dosyć prosta. Dla supernowych znamy jasność absolutną magnitudo, czyli jasność obserwowaną, jaką obiekt posiada, mierzoną w odległości 10 pc. Odległości do galaktyk są jednak trochę większe, przez co jasność odpowiednio mniejsza. Wprowadza się pojęcia tzw. poczerwienienia przez pył międzygwiazdowy i międzygalaktyczny. Efekt ten osłabia światło obiektów o stałą wartość na jednostkę odległości, powiedzmy pc. Biorąc pod uwagę te czynniki, korzystając z tzw. modułu odległości możemy wyznaczyć faktyczną odległość do obiektu.

 

Na pytanie czy amator mógłby dokonać takiego pomiaru, odpowiem tak: W zasadzie tak. Dla dosyć bliskich galaktyk zasięg gwiazdowy jest jak najbardziej osiągalny. Dla dalszych będzie już ciężej Wszystko zależy od użytego sprzętu (wielkości lustra i jasności teleskopu). Aczkolwiek amatorzy z powodzeniem mierzą jasności gwiazd, więc z odpowiednim sprzętem i doświadczeniem, jak najbardziej jest to możliwe. Ja sam mierzyłem kiedyś jasność sn w m82 korzystając z 60-cm lustra w obserwatorium astronomicznym UWr, a przecież amatorzy czasem mają takie, lub nawet większe lustra.

 

Pozdrawiam

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Big Bang remnant - Ursa Major Arc or UMa Arc
      Tytuł nieco przekorny bo nie chodzi tu oczywiście o Wielki Wybuch ale ... zacznijmy od początku.
       
      W roku 1997 Peter McCullough używając eksperymentalnej kamery nagrał w paśmie Ha długą na 2 stopnie prostą linie przecinajacą niebo.
       
      Peter McCullough na konferencji pokazał fotografię Robertowi Benjamin i obaj byli pod wrażeniem - padło nawet stwierdzenie: “In astronomy, you never see perfectly straight lines in the sky,”
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 14 replies
    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 21 replies
    • MARS 2020 - mapa albedo powierzchni + pełny obrót 3D  (tutorial gratis)
      Dzisiejszej nocy mamy opozycję Marsa więc to chyba dobry moment żeby zaprezentować wyniki mojego wrześniowego projektu. Pogody ostatnio jak na lekarstwo – od początku października praktycznie nie udało mi się fotografować. Na szczęście wrzesień dopisał jeśli chodzi o warunki seeingowe i udało mi się skończyć długo planowany projekt pełnej mapy powierzchni (struktur albedo) Marsa.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 130 replies
    • Aktualizacja silnika Astropolis - zgłaszanie uwag
      Dzisiaj zaktualizowaliśmy silnik Astropolis do najnowszej wersji (głównie z powodów bezpieczeństwa). Najpoważniejsze błędy zostały już naprawione, ale ponieważ aktualizacja jest dosyć rozbudowana (dotyczy także wyglądu), drobnych problemów na pewno jest więcej. Bez was ich nie namierzymy. Dlatego bardzo proszę o pomoc i wrzucanie tu informacji o napotkanych problemach/błędach.
        • Like
      • 250 replies
    • Insight Investment Astrophotographer of the Year 2020 – mój mały-wielki sukces :)
      Jestem raczej osobą która nie lubi się chwalić i przechwalać… ale tym razem jest to wydarzenie dla mnie tak ważne, że postanowiłem podzielić się z Wami tą niezwykle radosną dla mnie wiadomością.
       
      Moja praca zajęła pierwsze miejsce w kategorii „Planety, komety i asteroidy” podczas tegorocznego konkursu Insight Investment Astronomy Photographer of the Year 2020.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 85 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.