Midiendo la distancia a una estrella

Formas de medir la distancia

Aquí en la Tierra, podemos usar cosas familiares para medir la distancia a algo. Sé que puedes pensar en la mayoría de ellos. Hay reglas, varas de medir, cintas métricas y telémetros láser. ¡Incluso conozco personas que conocen la longitud de sus dedos para aproximarse a distancias cortas!

Pero, ¿cómo demonios se mide la distancia a una estrella lejana? No tenemos una regla lo suficientemente larga para eso. Bueno, esta lección resolverá ese misterio por ti.

Agrimensores y triangulación

¿Alguna vez ha pasado por un sitio en construcción nuevo, o uno propuesto, y vio a un hombre o una mujer con un casco con algún instrumento de aspecto extraño en un trípode? Miran a través de este instrumento y parece que están tomando fotografías. Esos hombres y mujeres no son fotógrafos; son topógrafos, personas que miden distancias y ángulos entre puntos.

Simplifiquemos uno de los métodos que los topógrafos pueden usar para encontrar la distancia a un punto de referencia con un ejemplo sencillo. Un ejemplo que también se relaciona con cómo medimos la distancia a una estrella lejana.

Para nuestro ejemplo, fingiremos que queremos saber qué tan lejos está una montaña en el horizonte. Para hacer esto, primero toma dos apuestas. No del tipo que comes. Más bien, los que puedes clavar en el suelo. Pones las estacas en el suelo a una distancia conocida. La distancia entre las estacas se conoce como la línea de base de nuestra medición.

Luego puede dibujar una línea imaginaria, una de cada estaca, a la montaña distante, para formar un triángulo entre nuestros tres puntos. Luego, utilizando los instrumentos topográficos que mencioné antes, puede medir los ángulos que las líneas imaginarias dibujadas entre cada estaca y la montaña forman con la línea de base. ¡Usando trigonometría simple, puede calcular la distancia desde la línea de base hasta la montaña distante para obtener su respuesta!

Este método, un método para encontrar la distancia a un punto de referencia midiendo primero la distancia entre dos puntos cuya ubicación se conoce y luego midiendo los ángulos entre los puntos conocidos y el punto de referencia, se llama triangulación . Ahora, cuanto más lejos esté el objeto cuya distancia está tratando de determinar, más larga será la línea de base que necesitará para medir la distancia del objeto con precisión.

Triangulación y Astronomía

Esto significa que para encontrar la distancia a una estrella, ¡necesitarás tener una línea de base muy larga! ¿Cuánto tiempo? En nuestro ejemplo, el diámetro de la órbita de la Tierra, que es dos AU. Una AU es una unidad astronómica, la distancia promedio de la Tierra al sol. Tal distancia es igual a 1.5 * 10 ^ 8 kilómetros, que es 93 * 10 ^ 6 millas. Pero, en aras de la simplicidad, nos limitaremos a decir AU en lugar de las millas o kilómetros involucrados.

De todos modos, lo que puedes hacer es plantar metafóricamente una estaca tomando una fotografía de una estrella que te interesa. Luego, en seis meses, cuando la Tierra complete la mitad de su rotación alrededor del sol, plantarás otra estaca tomando otra fotografía. de la misma estrella. La distancia entre las dos posiciones de la Tierra con seis meses de diferencia a lo largo de su órbita es igual al diámetro de la órbita de la Tierra, nuestra línea de base, que es de dos UA. Las líneas de visión desde las dos posiciones de la Tierra y hacia la estrella que estamos observando ayudan a formar un triángulo, como en el ejemplo del que hablamos antes.

Sin embargo, cuando mires tus fotos, notarás que la estrella que estabas mirando no está en el mismo lugar exacto que estaba seis meses antes. Este efecto se llama paralaje , el aparente cambio de posición de un objeto como resultado de un cambio en la ubicación del observador.

Esto significa que la estrella no se ha movido; simplemente parece que se ha movido porque la Tierra se movió. Puede demostrar fácilmente este concepto por sí mismo. Continúe y sostenga un lápiz verticalmente frente a usted. Observe algún tipo de objeto en el fondo, como un árbol. Ahora, mientras sostiene el lápiz quieto, cierre un ojo y luego cambie los ojos. ¿Puedes ver cómo parece que el árbol se está moviendo hacia la izquierda y hacia la derecha del lápiz fijo? El árbol no se está moviendo en realidad, pero parece ser porque su línea de visión sí lo está. Eso es paralaje. Cuanto más lejos sostengas este lápiz, más pequeña se vuelve la paralaje.

Dado que las estrellas que miramos están tan lejos en el espacio, sus paralaje son ángulos muy pequeños. Tan pequeños que se expresan en segundos de arco. Más técnicamente, un paralaje estelar (p) es un término para la desviación de una estrella medida en una AU.

Y mientras que los topógrafos miden los ángulos en la línea de base para ayudar a encontrar la distancia a un objeto, los astrónomos miden el paralaje que observan para encontrar la distancia a una estrella. En cualquier caso, tanto las medidas de un topógrafo como las de un astrónomo revelan lo mismo: un triángulo en particular y, por lo tanto, la distancia al objeto, punto de referencia o estrella en cuestión.

Debido a que la distancia a una estrella es mucho mayor que la de una montaña en el horizonte, los astrónomos usan una unidad especial de distancia, el parsec (pc) , en sus cálculos. Un parsec es la distancia a una estrella hipotética que tiene una paralaje de un segundo de arco. Un parsec equivale a 3,26 años luz (al año), o 2,06 * 10 ^ 5 AU.

Sabiendo todo esto, podemos usar una ecuación muy simple para calcular la distancia a una estrella una vez que medimos su paralaje. Todo lo que tienes que hacer para encontrar la distancia a una estrella en parsecs (pc) es dividir 1 por su paralaje estelar (p).

Por ejemplo, si una estrella tiene un paralaje (p) de 0.4 segundos de arco, entonces 1 dividido por 0.4 es igual a 2.5 parsecs (pc). Un parsec equivale a 3,26 años luz. Esto significa que nuestra estrella está a 8,15 años luz de distancia.

Resumen de la lección

La triangulación es un método para encontrar la distancia a un punto de referencia midiendo primero la distancia entre dos puntos cuya ubicación se conoce y luego midiendo los ángulos entre los puntos conocidos y el punto de referencia. Este concepto es utilizado por topógrafos y astrónomos para encontrar la distancia a un objeto creando puntos fijos, un triángulo y midiendo ángulos.

Los astrónomos deben tener en cuenta el paralaje , el aparente cambio de posición de un objeto como resultado de un cambio en la ubicación del observador. Más técnicamente, un paralaje estelar (p) es un término para la desviación de una estrella medida en una unidad astronómica. Una AU es una unidad astronómica, la distancia promedio de la Tierra al sol. Tal distancia es igual a 1.5 * 10 ^ 8 kilómetros, que es 93 * 10 ^ 6 millas.

Debido a que las estrellas que miramos están tan lejos, sus paralaje son ángulos muy pequeños y se expresan en segundos de arco. Además, dado que la distancia a una estrella es realmente larga, los astrónomos utilizan una unidad especial de distancia, el parsec (pc) , en sus cálculos. Un parsec es la distancia a una estrella hipotética que tiene una paralaje de un segundo de arco. Un parsec equivale a 3,26 años luz (al año), o 2,06 * 10 ^ 5 AU. Una vez que haya encontrado el paralaje de una estrella (en segundos de arco), puede encontrar la distancia a una estrella (en parsecs) dividiendo 1 por el paralaje estelar.

Los resultados del aprendizaje

Ver esta lección debería permitirle:

• Resumir el proceso de triangulación y cómo lo usan los astrónomos para medir la distancia a las estrellas.
• Definir AU, paralaje y parsec

Rodrigo Ricardo Editor y fundador