ุ6.5 ระยะห่างของดาวฤกษ์

ระยะห่างของดาวฤกษ์

                ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่นักเรียนเห็นบนท้องฟ้าอยู่ไกลมาก ดวงอาทิตย์และดาวพรอก ซิมาเซนเทอรีเป็นเพียงดาวฤกษ์สองดวงในบรรดาดาวฤกษ์หลายแสนล้านดวงที่ประกอบกันเป็นกาแล็กซี (Galaxy) กาแล็กซีหลายพันล้านกาแล็กซีรวมอยู่ในเอกภพ นักดาราศาสตร์จึงคิดค้นหน่วยวัดระยะทางที่เรียกว่า ปีแสง (light-year) ซึ่งเป็นระยะทางที่แสงใช้เวลาเดิน ทางเป็นเวลา 1 ปี แสงเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้น ระยะทาง 1 ปีแสงจึงมีค่าเท่ากับ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร

 

ท้องฟ้าในเวลากลางคืนที่เต็มไปด้วยดาวฤกษ์ระยิบระยับอยู่มากมาย  นักดาราศาสตร์ได้พบวิธีที่จะวัดระยะห่างของดาวฤกษ์เหล่านี้โดยวิธีการใช้ แพรัลแลกซ์(Parallax)

แพรัลแลกซ์ คือการย้ายตำแหน่งปรากฏ ของวัตถุเมื่อผู้สังเกตุอยู่ในตำแหน่งต่างกัน

นักวิทยาศาสตร์ใช้ปรากฏการณ์แพรัลแลกซ์     ในการวัดระยะทางของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียงกับเรา  โดยการสังเกตดาวฤกษ์ดวงที่เราต้องการวัดระยะทางในวันที่โลกอยู่ด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์    และสังเกตดาวฤกษ์ดวงนั้นอีกครั้งเมื่อโลกโคจรมาอยู่อีกด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ ในอีก     6 เดือนถัดไป นักดาราศาสตร์สามารถวัดได้ว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นย้ายตำแหน่งปรากฏไปเท่าไรโดยเทียบกับดาวฤกษ์ที่อยู่เบื้องหลังซึ่งอยู่ห่างไกลเรามาก ยิ่งตำแหน่งปรากฏย้ายไปมากเท่าใด แสดงว่าดาวฤกษ์ดวงนั้นอยู่ใกล้เรามากเท่านั้น ในทางตรงกันข้ามถ้าตำแหน่งปรากฏของดาวฤกษ์แทบจะไม่มีการย้ายตำแหน่งเลยแสดงว่าดาวฤกษ์นั้นอยู่ไกลจากเรามาก

เราไม่สามารถใช้วิธีแพรัลแลกซ์ในการวัดระยะห่างของดาวฤกษ์ที่มากกว่า    1,000    ปีแสง เพราะที่ระยะทางดังกล่าว การเปลี่ยนตำแหน่งของผู้สังเกตบนโลกจากด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ไปยังอีก ด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์แทบจะมองไม่เห็นการย้ายตำแหน่งปรากฏของดาวฤกษ์นั้นเลย

การวัดระยะห่างจากโลกถึงดาว ด้วยวิธีพารัลแลกซ์
ความคิดรวบยอด:   ถ้าเราทราบมุมพารัลแลกซ์ของดาว เราจะทราบระยะทางระหว่างโลกถึงดาวดวงนั้น)พารัลแลกซ์ (Parallax) เป็นการวัดระยะห่างระหว่างโลกกับดาวฤกษ์ โดยใช้หลักการของสามเหลี่ยมคล้าย โดยใช้รัศมีวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นเส้นฐาน (Base line) ของสามเหลี่ยม ระยะเวลาที่ทำการวัดจะห่างกัน 6 เดือน เพื่อให้โลกโคจรไปอีกด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ ก็จะมองเห็นดาวฤกษ์ที่ต้องการวัด ปรากฏตำแหน่งเปลี่ยนไปเป็นมุมเล็กๆ เมื่อเทียบกับกลุ่มดาวที่อยู่ฉากหลังไกลออกไป ระยะทางที่ทำให้มุมแพรัลแลกซ์มีค่า 1 อาร์ควินาที (1/3600 องศา) เท่ากับ 1 พาร์เสค “Parsec” ย่อมาจาก Parallax Angle of 1 Arc Second คิดเป็นระยะทางเท่ากับ 206,265 AU หรือ 3.26 ปีแสง (ระยะทาง 1 ปีแสง หมายถึงระยะทางที่แสงเดินทางนาน 1 ปี คิดเป็นระยะทางเท่ากับ 9.5 ล้านล้านกิโลเมตร) อย่างไรก็ตาม หากมุมพารัลแลกซ์เล็กกว่า 0.01 อาร์ควินาที ก็จะขาดความเที่ยงตรง การวัดระยะทางด้วยวิธีพารัลแล็กซ์จึงใช้ได้ไม่เกิน 100 พาร์เซค ภาพที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบมุมพารัลแล็กซ็ของดาวสองดวง ดาวในภาพที่ 1 ก มีมุมพารัลแล็กซ์กว้างกว่าดาวในภาพที่ 1 ข เนื่องจากอยู่ใกล้กับโลกมากกว่า

ภาพที่ 1 ดาวที่อยู่ใกล้มีมุมพารัลแล็กซ์ใหญ่กว่าดาวอยู่ไกล
สูตร การหาระยะทางด้วยมุมพารัลแลกซ์ d = 1/p
d = ระยะทางถึงดวงดาว (distance) หน่วยเป็นพาร์เสค (pc)
p = มุมพารัลแล็กซ์ (parallax angle) หน่วยเป็นอาร์ควินาที
โดยที่ 1 องศา = 60 อาร์คนาที, 1 อาร์คนาที = 60 อาร์ควินาที

ตัวอย่างที่ 1 : ดาวหัวใจสิงห์ (Regulus) ในกลุ่มดาวสิงโต มีมุมพารัลแลกซ์ 0.04 อาร์ควินาที มีระยะทางห่างจากโลกเท่าไร
d = 1/p = 1/(0.04) อาร์ควินาที
= 25 พาร์เซค
= 25 x 3.26 = 81.5 ปีแสง

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s