Đến nội dung


Chú ý

Nếu các bạn đăng kí thành viên mà không nhận được email kích hoạt thì hãy kiểm tra thùng thư rác (spam). Nếu không biết cách truy cập vào thùng thư rác thì các bạn chịu khó Google hoặc đăng câu hỏi vào mục Hướng dẫn - Trợ giúp để thành viên khác có thể hỗ trợ.


Hình ảnh

Làm cách nào đo được khoảng cách đến những vì sao xa xôi ?

thiên văn học thiên hà tiên nữ

  • Please log in to reply
Chủ đề này có 1 trả lời

#1 chanhquocnghiem

chanhquocnghiem

    Thiếu tá

  • Thành viên
  • 2118 Bài viết
  • Giới tính:Nam
  • Đến từ:Vũng Tàu
  • Sở thích:Toán,Thiên văn,Lịch sử

Đã gửi 24-10-2020 - 11:00

  Thỉnh thoảng, chúng ta nghe các nhà thiên văn nói về ngôi sao này hay hành tinh nọ cách xa Trái Đất hàng chục, hàng trăm, thậm chí hàng vạn năm ánh sáng. Làm cách nào họ có thể đo được những khoảng cách xa xôi như vậy ? Trong vấn đề này, hình học và lượng giác không giúp được gì nhiều. Ngay cả phương pháp đo bằng sóng điện từ cũng bất khả thi vì mất thời gian quá lâu, có khi kéo dài nhiều thế hệ. Nhưng vỏ quýt dày thì có móng tay nhọn, các nhà thiên văn không dễ dàng chịu bó tay. Họ đã tìm ra nhiều phương pháp để giải quyết ngoạn mục vấn đề này. Trong bài này, mình chỉ nói về một trong các phương pháp đó, gọi là phương pháp thị sai quang phổ.

 

  Trước hết, xin nói sơ lược một số kiến thức cơ bản có liên quan :

Về đơn vị đo, ngoài "năm ánh sáng", các nhà thiên văn thường dùng đơn vị parsec.

Parsec ($pc$) là độ dài cạnh huyền của tam giác vuông có một cạnh góc vuông bằng $1$ đơn vị thiên văn và góc đối diện cạnh đó có số đo bằng $1$ giây cung.

Một đơn vị thiên văn $\approx 149,598$ triệu km, và một năm ánh sáng $\approx 9,4607.10^6$ triệu km. Như vậy $1\ pc\approx \frac{360.60^2}{2\pi}.\frac{149,598}{9,4607.10^6}\approx 3,2616$ năm ánh sáng.

 

Độ rọi $E$ của một ngôi sao là quang thông của nguồn sáng từ sao đó phát ra, truyền qua 1 đơn vị diện tích.

$E=\frac{\Phi }{S}$ (quang thông truyền qua 1 đơn vị diện tích)

 

Cấp sao biểu kiến ($m$) là đại lượng biểu thị mức độ sáng hay mờ của sao khi nhìn từ Trái Đất. Nếu sao $A$ có độ rọi gấp $100$ lần sao $B$ thì cấp sao biểu kiến của $A$ nhỏ hơn $B$ $5$ cấp. Ví dụ sao cấp $1$ có độ rọi gấp $100$ lần sao cấp $6$. Sao Chức Nữ theo quy ước, là sao cấp $0$. Sao sáng hơn nữa sẽ có cấp âm, ví dụ sao Thiên Lang cấp $-1,46$, Mặt Trời là sao cấp $-26,7$. Cấp sao biểu kiến có thể xác định trực tiếp qua các thiết bị quan trắc.

 

Cấp sao tuyệt đối ($M$) của một ngôi sao là cấp sao biểu kiến của nó nếu khoảng cách từ nó đến Trái Đất là $10\ pc$.

Ký hiệu $E_m$ là độ rọi ở khoảng cách $d$ $pc$ ; $E_M$ là độ rọi ở khoảng cách $10\ pc$.

Vì độ rọi tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên :

$$\frac{E_m}{E_M}=\left ( \frac{10}{d} \right )^2=\left ( \sqrt[5]{100} \right )^{M-m}$$

$\Rightarrow 2\lg10-2\lg d=\frac{2}{5}\left ( M-m \right )\Rightarrow M=m+5-5\lg d$

Gọi $M,M_0$ lần lượt là cấp sao tuyệt đối của sao và của Mặt Trời.

      $W,W_0$ lần lượt là công suất bức xạ của sao và của Mặt Trời.

Đại lượng $L=\frac{W}{W_0}=\left ( \sqrt[5]{100} \right )^{M_0-M}$ gọi là độ trưng của sao.

Giữa độ trưng $L$, nhiệt độ bề mặt $T$ và cấp sao tuyệt đối $M$ có các mối liên hệ :

$$\lg T=\frac{\lg2}{2}\lg L+3,7782$$

$$\lg L=\frac{10-2M}{5}$$

Nhiệt độ bề mặt $T$ của sao có thể xác định qua phân tích quang phổ của nó.

Ví dụ :

Phân tích quang phổ của một ngôi sao trong Thiên hà Tiên Nữ (Andromeda) biết nhiệt độ bề mặt của nó khoảng $19250K$ và cấp sao biểu kiến của nó là $21,01$.

Mời các bạn thử tính xem ngôi sao đó cách chúng ta bao nhiêu năm ánh sáng ?


Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi chanhquocnghiem: 24-10-2020 - 18:21
Tô đậm thuật ngữ được định nghĩa

...

Ðêm nay tiễn đưa

Giây phút cuối vẫn còn tay ấm tay
Mai sẽ thấm cơn lạnh khi gió lay
Và những lúc mưa gọi thương nhớ đầy ...

 

http://www.wolframal...-15)(x^2-8x+12)


#2 chanhquocnghiem

chanhquocnghiem

    Thiếu tá

  • Thành viên
  • 2118 Bài viết
  • Giới tính:Nam
  • Đến từ:Vũng Tàu
  • Sở thích:Toán,Thiên văn,Lịch sử

Đã gửi 18-11-2020 - 16:28

  Thỉnh thoảng, chúng ta nghe các nhà thiên văn nói về ngôi sao này hay hành tinh nọ cách xa Trái Đất hàng chục, hàng trăm, thậm chí hàng vạn năm ánh sáng. Làm cách nào họ có thể đo được những khoảng cách xa xôi như vậy ? Trong vấn đề này, hình học và lượng giác không giúp được gì nhiều. Ngay cả phương pháp đo bằng sóng điện từ cũng bất khả thi vì mất thời gian quá lâu, có khi kéo dài nhiều thế hệ. Nhưng vỏ quýt dày thì có móng tay nhọn, các nhà thiên văn không dễ dàng chịu bó tay. Họ đã tìm ra nhiều phương pháp để giải quyết ngoạn mục vấn đề này. Trong bài này, mình chỉ nói về một trong các phương pháp đó, gọi là phương pháp thị sai quang phổ.

 

  Trước hết, xin nói sơ lược một số kiến thức cơ bản có liên quan :

Về đơn vị đo, ngoài "năm ánh sáng", các nhà thiên văn thường dùng đơn vị parsec.

Parsec ($pc$) là độ dài cạnh huyền của tam giác vuông có một cạnh góc vuông bằng $1$ đơn vị thiên văn và góc đối diện cạnh đó có số đo bằng $1$ giây cung.

Một đơn vị thiên văn $\approx 149,598$ triệu km, và một năm ánh sáng $\approx 9,4607.10^6$ triệu km. Như vậy $1\ pc\approx \frac{360.60^2}{2\pi}.\frac{149,598}{9,4607.10^6}\approx 3,2616$ năm ánh sáng.

 

Độ rọi $E$ của một ngôi sao là quang thông của nguồn sáng từ sao đó phát ra, truyền qua 1 đơn vị diện tích.

$E=\frac{\Phi }{S}$ (quang thông truyền qua 1 đơn vị diện tích)

 

Cấp sao biểu kiến ($m$) là đại lượng biểu thị mức độ sáng hay mờ của sao khi nhìn từ Trái Đất. Nếu sao $A$ có độ rọi gấp $100$ lần sao $B$ thì cấp sao biểu kiến của $A$ nhỏ hơn $B$ $5$ cấp. Ví dụ sao cấp $1$ có độ rọi gấp $100$ lần sao cấp $6$. Sao Chức Nữ theo quy ước, là sao cấp $0$. Sao sáng hơn nữa sẽ có cấp âm, ví dụ sao Thiên Lang cấp $-1,46$, Mặt Trời là sao cấp $-26,7$. Cấp sao biểu kiến có thể xác định trực tiếp qua các thiết bị quan trắc.

 

Cấp sao tuyệt đối ($M$) của một ngôi sao là cấp sao biểu kiến của nó nếu khoảng cách từ nó đến Trái Đất là $10\ pc$.

Ký hiệu $E_m$ là độ rọi ở khoảng cách $d$ $pc$ ; $E_M$ là độ rọi ở khoảng cách $10\ pc$.

Vì độ rọi tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên :

$$\frac{E_m}{E_M}=\left ( \frac{10}{d} \right )^2=\left ( \sqrt[5]{100} \right )^{M-m}$$

$\Rightarrow 2\lg10-2\lg d=\frac{2}{5}\left ( M-m \right )\Rightarrow M=m+5-5\lg d$

Gọi $M,M_0$ lần lượt là cấp sao tuyệt đối của sao và của Mặt Trời.

      $W,W_0$ lần lượt là công suất bức xạ của sao và của Mặt Trời.

Đại lượng $L=\frac{W}{W_0}=\left ( \sqrt[5]{100} \right )^{M_0-M}$ gọi là độ trưng của sao.

Giữa độ trưng $L$, nhiệt độ bề mặt $T$ và cấp sao tuyệt đối $M$ có các mối liên hệ :

$$\lg T=\frac{\lg2}{2}\lg L+3,7782$$

$$\lg L=\frac{10-2M}{5}$$

Nhiệt độ bề mặt $T$ của sao có thể xác định qua phân tích quang phổ của nó.

Ví dụ :

Phân tích quang phổ của một ngôi sao trong Thiên hà Tiên Nữ (Andromeda) biết nhiệt độ bề mặt của nó khoảng $19250K$ và cấp sao biểu kiến của nó là $21,01$.

Mời các bạn thử tính xem ngôi sao đó cách chúng ta bao nhiêu năm ánh sáng ?

Ta có :

$\lg L=\frac{2}{\lg2}\left ( \lg T-3,7782 \right )\approx 3,363324$

$M=\frac{10-5\lg L}{2}\approx -3,408310$

$\lg d=\frac{M-m-5}{-5}\approx 5,883662$

$\Rightarrow d\approx 765000$ (pc) $\approx 2,495$ (triệu năm ánh sáng)
 


...

Ðêm nay tiễn đưa

Giây phút cuối vẫn còn tay ấm tay
Mai sẽ thấm cơn lạnh khi gió lay
Và những lúc mưa gọi thương nhớ đầy ...

 

http://www.wolframal...-15)(x^2-8x+12)






Được gắn nhãn với một hoặc nhiều trong số những từ khóa sau: thiên văn học, thiên hà tiên nữ

2 người đang xem chủ đề

0 thành viên, 2 khách, 0 thành viên ẩn danh