Calcular Distância para Estrelas

Eu estava apenas assistindo uma palestra de Carl Sagan. Ele falou sobre descobrir a distância para as estrelas; isso me interessou em aprender mais sobre o assunto.

Tanto quanto eu sei, a lei do quadrado inverso e a paralaxe podem ser usadas. Alguém pode expandir isso? Especificamente com relação ao que eu poderia fazer para medir a distância da Terra a Proxima Centauri.

A resposta atualmente aceita não é relevante para encontrar a distância de uma estrela como Proxima Centauri.

Veja como a paralaxe funciona. Você mede a posição de uma estrela em um campo de estrelas (presumivelmente) muito mais longe. Você faz isso duas vezes, separadas por 6 meses. Em seguida, você calcula o ângulo que a estrela se moveu em relação às estrelas de fundo. Esse ângulo faz parte de um grande triângulo, com uma base igual ao diâmetro da órbita da Terra ao redor do Sol. A trigonometria então diz qual é a distância como um múltiplo da distância da Terra ao Sol. [Na prática, você realiza muitas medições com qualquer separação no tempo e combina todas elas.]

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

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

Parallax - conforme ilustrado em http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/21c/earth_universe/earth_stars_galaxiesrev4.shtml

Agora, na realidade, é um pouco mais difícil do que isso, porque as estrelas também têm um "movimento adequado" no céu devido ao movimento em nossa galáxia em relação ao sol. Isso significa que você precisa fazer mais de duas medições para separar esse componente do movimento no céu. No caso do Proxima Centauri, o movimento contra as estrelas de fundo devido ao movimento adequado é maior que o paralaxe. Mas os dois componentes podem ser vistos e separados claramente (veja abaixo). É (metade) a amplitude do movimento curvo na figura abaixo que corresponde à paralaxe. O movimento adequado é apenas a tendência linear constante em relação às estrelas de fundo.

Imagens HST do caminho de Proxima Centauri contra estrelas de fundo. A curva verde mostra o caminho medido e previsto da estrela em relação ao campo de fundo nos próximos anos.

As medições de paralaxe funcionam melhor para estrelas próximas, porque o ângulo da paralaxe é maior. Para estrelas mais distantes ou sem medição de paralaxe, há uma série de técnicas. Para estrelas isoladas, o mais comum é tentar estabelecer que tipo de estrela é, seja por sua (s) cor (es) ou preferencialmente por um espectro que possa revelar sua temperatura e gravidade. A partir disso, pode-se estimar qual é a luminosidade absoluta do objeto e, a partir do brilho observado, pode-se calcular a distância. Isso é conhecido como paralaxe fotométrico ou paralaxe espectroscópico .

Uma maneira de encontrar distância para uma coleção de estrelas é esperar um RRLyrae no grupo. Como o RRLyrae são velas padrão , você pode usar a lei do quadrado inverso para extrair a distância.

Para objetos próximos, o método de paralaxe funciona perfeitamente. Embora para distâncias mais altas, as velas padrão, como mencionado anteriormente, sejam usadas. O brilho de RR Lyrae, Supernova tipo Ia, pode ser calculado, portanto, com a quantidade de luz que recebemos desses objetos, podemos estimar a distância. Para objetos ainda mais distantes, o método redshift é usado para calcular a distância, onde é medida uma determinada transição de linha com uma determinada frequência (emissão de ferro, por exemplo), e a mudança de frequência causada pela expansão do universo (um fenômeno descrito matematicamente) nos dá uma dica para a distância do objeto.