Mi az a sajátmozgás? Csillagok definíciója, mérése és példái
Ismerje meg a csillagok sajátmozgását: definíció, mérési módszerek és szemléletes példák (pl. Barnard-csillag), hogy megértse az égbolton való elmozdulást.
A sajátmozgás azt a látszólagos elmozdulást jelöli, ahogyan a csillagok a Földről nézve lassan elmozdulnak az égbolton a háttérhez képest.
A jelenség oka, hogy minden csillag (beleértve a Napot is) az űrben saját sebességgel halad, gyakran másodpercenként több száz kilométeres értékkel. Mivel a csillagok távol vannak, a látszólagos elmozdulás nagyon kicsi, ezért hosszú idő és pontos mérések szükségesek az észleléséhez. Ennek következményeként sokáig azt gondolták, hogy a csillagok mozdulatlanok. Még az ókori görögök sem ismerték fel a sajátmozgást, noha több más, lassú változást, például a csillagprecessziót tanulmányozták (bár bizonyos mértékig sejtették a változást).
A sajátmozgás létezését először 1718-ban mutatta ki Edmond Halley, amikor észrevette, hogy a Szíriusz, az Arcturus és az Aldebaran helyzete eltért a Hipparkhosz i. e. 130 körüli csillagkatalógusában szereplő helytől; még így is alig több mint fél fok eltérést talált több mint 1800 év alatt.
Mérése és egységei
A sajátmozgást az égbolton mért szögsebességként adják meg, leggyakrabban ívmásodperc/év ("/év) egységben. Egy csillag sajátmozgásának két komponense van: a jobb emelkedés (α) mentén és a deklináció (δ) mentén mért értékek. Gyakori jelölés a μα cos δ és μδ, és a teljes sajátmozgás nagysága
μ = sqrt((μα cos δ)^2 + (μδ)^2),
ahol μ az ívmásodperc/évben mért eredő sajátmozgás.
Kapcsolat a távolsággal és a térbeli sebességgel
A közeli csillagok általában nagyobb sajátmozgást mutatnak, mert ugyanakkora térbeli sebesség nagyobb látszólagos elmozdulást eredményez közelebbi csillagoknál. A sajátmozgás és a távolság ismeretében kiszámítható a csillag tangenciális (síkbeli) sebessége a következő képlettel:
V_t (km/s) = 4,74 · μ ("/év) · d (pc),
ahol d a csillag távolsága parszekben. A teljes térbeli sebességhez még a radiális (vonalirányú) sebességet is hozzá kell venni, amelyet Doppler-mérésekkel határoznak meg.
Méréstechnika: a múlttól a Gaia koráig
Korábban a sajátmozgást fényképlemezek vagy régi katalógusok és új megfigyelések összehasonlításával határozták meg. A 20. század végén a Hipparkhosz-hoz hasonló modern asztrometriai műholdak és nagy földi teleszkópok pontosították a méréseket. A 21. század egyik forradalma az ESA Gaia űrszondája volt, amely milliárdnyi csillag helyzetét és sajátmozgását mérte meg nagyon nagy pontossággal, lehetővé téve a Tejút struktúrájának és dinamikájának részletes vizsgálatát.
Példák és jelentőség
A sajátmozgás gyakorlati példája a jól ismert
- Barnard-csillag: ez rendelkezik a legnagyobb ismert sajátmozgással a csillagok között, körülbelül 10,3 ívmásodperc/évvel. Ez azt jelenti, hogy az égbolton egy negyed fokhoz hasonló elmozdulást (a
a
Holdátmérőjének felét) teszi meg kb. 87 év alatt. A Barnard-csillag a Földhöz rendkívül közel van, mindössze körülbelül 5,98 fényévre.
Általánosságban a sajátmozgás segít a csillagászoknak:
- meghatározni a csillagok közelségét és mozgását a Tejútrendszerben,
- azonosítani csillagcsoportokat és közös mozgású társakat (például nyílt halmazokat vagy csillagrendszereket),
- rekonstruálni a Nap körüli helyi csillagáramlásokat és galaktikus dinamikai folyamatokat.
Gyakori tévhitek
Nem szabad összekeverni a sajátmozgást a földi tengely vagy égi koordinátarendszerek lassú változásaival (például a precesszióval): a precesszió a Föld tengelyének vándorlása miatt globálisan eltolja a koordinátákat, míg a sajátmozgás minden egyes csillag valódi, fizikai elmozdulása az űrben. Emellett a nagy radiális sebesség önmagában nem jelent nagy sajátmozgást — a látszólagos szögsebesség csak a csillag térbeli mozgásának a látóirányra merőleges komponensétől függ.
Összefoglalva, a sajátmozgás fontos asztrometriai mennyiség: segít felderíteni a csillagok térbeli eloszlását és mozgását, megmutatja a közeli csillagok viselkedését, és az olyan modern eszközök, mint a Gaia, forradalmasították a mérések pontosságát, lehetővé téve részletesebb csillagászati kutatásokat.
A Barnard-csillag 1985 és 2005 között láthatóan elmozdult a sajátmozgás miatt.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a helyes mozgás?
V: A megfelelő mozgás annak a neve, ahogyan a csillagok a Földről nézve lassan mozognak egymáshoz képest.
K: Hogyan történik a sajátmozgás?
V: A megfelelő mozgás azért jön létre, mert minden csillag (beleértve a Napot is) másodpercenként több száz kilométeres sebességgel mozog a világűrben, bár hosszú időbe telik, amíg észrevesszük, hogy elmozdultak.
K: Mikor fedezték fel először a sajátmozgást?
V: Edmond Halley vette észre először 1718-ban, hogy a Szíriusz, az Arcturus és az Aldebaran csillagok elmozdultak a Hipparkhosz által i. e. 130 körül készített csillagtérképeken elfoglalt helyükről.
K: Mennyire mozdultak el ezek a csillagok 1800 év elteltével?
V: 1800 év elteltével ezek a csillagok csak kevesebb mint fél fokot mozdultak el.
K: Mire hasznos a sajátmozgás?
V: A megfelelő mozgás hasznos a csillagászok számára annak megállapításában, hogy egy csillag milyen messze van a Földtől, mivel a közeli csillagok általában nagyobb sajátmozgással rendelkeznek (ami azt jelenti, hogy gyorsabban mozognak az égbolton), mint a távolabbiak.
K: Melyik csillagnak van a legnagyobb sajátmozgása?
V: A Barnard-csillagnak van a legnagyobb sajátmozgása a csillagok közül, évente 10,3 ívmásodpercet mozog, ami 87 év alatt egy negyed foknak vagy a Hold átmérőjének felének felel meg.
Keres