Astronomía

¿Existen todavía las estrellas lejanas que observamos hoy?

¿Existen todavía las estrellas lejanas que observamos hoy?


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No sé mucho sobre astronomía o el universo, pero disfruto leyendo artículos de vez en cuando a medida que aparecen. Acabo de terminar de leer un artículo en CNN que analiza cómo un telescopio sudafricano ha descubierto cientos de galaxias, a unos 200 millones de años luz de distancia.

Esto me hizo pensar: ¿Siguen ahí estas galaxias yo algunas de sus estrellas que vemos en los telescopios? Digamos que se confirma que STAR X está a 200 millones de años luz de distancia. ¿Y si explotó por completo hace 1 millón de años? ¿No tendríamos que esperar 199 millones de años antes de poder detectar eso?


La respuesta simple es sí. Se necesitará luz de una explosión que ocurrió hace 1 millón de años a una distancia de 200 Mly, unos 199 millones de años para llegar a "nosotros", no es que ninguno de "nosotros" esté cerca entonces. La velocidad de la luz es la velocidad más rápida a la que podemos obtener información de cualquier parte del Universo. No hay nada de especial en preguntar qué le sucede a esa estrella después de que la luz comienza su viaje aquí. El hecho es que no podemos saberlo hasta que podamos obtener más luz de esa misma fuente. Entonces, esa estrella parecería explotar si la miraras dentro de 199 millones de años (teniendo en cuenta que tanto el Sistema Solar como la Vía Láctea también se mueven a través del espacio, por lo que el tiempo exacto que tarda la luz en llegar aquí será diferente al tiempo que tardó la luz que ahora estamos viendo de esa estrella para llegar aquí).


Si estuviéramos lo suficientemente lejos de la tierra, ¿podríamos ver vivos a los dinosaurios?

Si de alguna manera viajáramos a través de un agujero de gusano que nos llevara a algún lugar a 65 millones de años luz de distancia, y luego volviéramos a mirar la tierra (con un telescopio extremadamente poderoso), ¿podríamos ver a los dinosaurios deambulando por la tierra?

En la práctica, es mucho más difícil, porque la Tierra es muy pequeña y 65 millones de años luz es una gran distancia. En perspectiva, todas las estrellas visibles en el cielo nocturno se encuentran a unos 1.000 años luz de nosotros. La Vía Láctea tiene unos 100.000 años luz de diámetro. Andrómeda está a unos 2,5 millones de años luz de distancia. Si algunos extraterrestres (o viajeros de agujeros de gusano) quieren ver dinosaurios, necesitarán un gran telescopio. Apenas podemos resolver planetas en nuestra propia galaxia.

Pero no dejemos que la realidad se interponga en el camino de nuestra aventura, después de todo, ya hemos asumido que existen los agujeros de gusano. Entonces, ¿qué tan grande debe ser este telescopio? La astronomía es difícil y se vuelve más difícil cuanto más lejos miras, porque necesitas telescopios cada vez más grandes para obtener la misma resolución, por lo que podemos usar la ecuación de resolución de la lente para encontrar un tamaño aproximado para la lente.

Así que elija una longitud de onda en el espectro visible, ¿qué tal 500 nanómetros desde eso? Justo en la transición entre azul y verde, y una distancia de 65 millones de años luz. La resolución angular para resolver la tierra sería:

Resolviendo para el diámetro de la lente se obtienen aproximadamente 5,8 y # 21510 10 metros, que es aproximadamente un tercio de la distancia al sol. Esto es grande: esta lente llenaría aproximadamente la mitad de la órbita de Mercurio # 8217.

Pero querías ver dinosaurios, no solo la tierra. Si desea resolver un dinosaurio como un píxel más o menos, usamos la misma ecuación nuevamente, pero ingresamos el tamaño de un dinosaurio (¿tal vez 10 metros?) En lugar del radio de la tierra. Esta lente debe tener un diámetro de 4,4 años luz, donde una vez más me sorprenden los detalles pulcros que ha incorporado Wolfram, como la longitud de un triceratops adulto.

De todos modos, se encontrará con un problema aquí porque cuando comience a poner mucha masa en un lugar, el espacio comenzará a curvarse mucho y, finalmente, se colapsará en un agujero negro. Para algo con la densidad del vidrio, que es de aproximadamente 2,5 gramos / cc, llegará a este punto con bastante rapidez. De hecho, una bola de cristal 14 de luz minutos en el radio tendrá suficiente masa concentrada para colapsar en un agujero negro.

Por supuesto, puede solucionar el problema del tamaño de la lente si tiene varias lentes o mueve una. ¿Qué tal hacer una lente cósmica hecha de campos de distorsión electromagnética en lugar de materiales sólidos? De la misma manera que ya usamos estrellas / galaxias existentes como lentes de gravedad. Al usar varios de ellos, puede ver lo mismo por rutas muy diferentes. Si la ruta tarda mucho más, la verá en otro momento.

Espera, ¿por qué la luz cambia de trayectoria en diferentes momentos? ¿Y por qué tienen que esperar a que aparezcan imágenes distintas?

Imagina que envías dos autos desde Nueva York a Cleveland. Uno toma una autopista directa y el otro una diferente a través de Washington DC. Si bien ambos finalmente llegan a Cleveland, este último podría tardar un poco más en llegar. Esto es análogo a la luz. Si bien un conjunto de fotones tiene una ruta bastante directa, otro podría alejarse (como el otro lado de una galaxia) y luego volver a enfocarse en la dirección correcta. Debido a que la luz viaja a una velocidad constante, esto significa que se tarda más en recorrer esa distancia hasta el espectador.

Sin embargo, la lente gravitacional no es como enfocar con una lente. Puede aumentar el brillo aparente de objetos distantes en las circunstancias adecuadas, pero no enfoca toda la luz del objeto en un punto como una lente convencional. Podríamos utilizar una combinación de vidrio óptico y "reductores focales" gravitacionales.

De acuerdo, si logramos hacer una lente de 4,4 años luz de diámetro y de alguna manera no colapsa en un agujero negro, ¿qué tan clara será la imagen?

Bien, ahora imagina la luz como pelotas diminutas que rebotan y golpean y rebotan en las cosas. Luego imagina que las bolas que rebotan en tu ojo te permiten ver aquello en lo que han rebotado.

Ahora imagine que el sol está disparando estas & # 8216 bolas de luz & # 8217 en todas las direcciones y algunas de ellas van a la tierra y golpean un triceratops y luego esas bolas se reflejan en todas las direcciones del triceratops (haciendo reflejos en el agua, rebotando en la vegetación, etc. ) y luego algunos rebotan en el cielo hacia una criatura que vuela sobre la parte superior, cuando esas bolas entran en el ojo del pájaro, puede ver al triceratops.

Entonces esas bolas vuelan en todas direcciones hacia el espacio. A medida que vuelan más lejos, se propagan cada vez más.

Cuando configura un telescopio, algunas de las bolas entran en el telescopio y finalmente en su ojo. Puede verlo como esas bolas son recogidas por la lente y enfocadas en un punto & # 8211 su ojo. Cuantas menos bolas entren en tu ojo, más tenue será la imagen. Quizás solo consigas un par de bolas de ese triceratops. Eso hará que sea realmente difícil de ver. Entonces, ¿cuántas bolas llegarán a nuestros ojos?

Curiosamente, la cantidad de fotones no parece ser un límite enorme aquí (a menos que tenga mis números equivocados).

Supongamos que tenemos nuestra lente de 4,4 años luz (¿lente gravitacional?) Configurada para captar la luz de nuestros dinosaurios distantes. El sol emite aproximadamente 1 kW / m 2 en la posición de la Tierra. El dinosaurio refleja algo de eso & # 8212 digamos & # 8217s & # 8217s tener un albedo del 30% (frustrantemente, Internet no parece saber cuál es el albedo de un lagarto). Un dinosaurio grande podría presentar al observador una superficie de unos 300 m 2, de modo que se emitan & # 8217s 100 kW de energía luminosa.

A una distancia de 65 millones de años luz, eso & # 8217s 4.21 & # 21510-44 W / m 2 de radiación. Ahora, eso suena minúsculo, pero sobre el área de la superficie de una lente de 4,4 años luz, equivale a 5,2 & # 21510-11 W en el detector. Si todo fuera luz verde (quiero decir, es un dinosaurio, ¿no?), Eso significa que más de 100 millones de fotones verdes del dinosaurio golpean nuestro detector cada segundo.

Vaya, esos son números grandes. Bien, tranquilicémonos un poco. ¿Qué tan difícil sería ver el ayer?

La Voyager 1 está a unas 17 horas luz de distancia, por lo que si tomara una foto detallada de la Tierra de alguna manera, estaría capturando la luz de hace 17 horas.

Sin embargo, se necesitarían al menos 17 horas para enviar un comando a la nave espacial para tomar la foto, ya que la velocidad de transmisión no puede exceder la velocidad de la luz (lo que significa que para cuando la Voyager 1 reciba la solicitud de & # 8220 tomar una foto de ayer & # 8220; # 8221, la luz que rebota en la Tierra ahora también habría viajado al menos mayor o igual que el comando transmitido, por lo que en realidad estaría tomando una foto de ahora o después).

Tenga en cuenta que esta nave espacial fue lanzada en 1977 (hace 38 años), aprovechó la asistencia de gravedad planetaria, alcanzó una velocidad máxima de 38,610 mph (62,136kmh), y ahora es 17 luz. horas fuera. Incluso a esas ridículas velocidades, solo viajaba a una velocidad promedio de:

17 / (38 * 365 * 24) = 17/332880 = 0.00005107 veces la velocidad de la luz.

Para ver ayer algo del tamaño de un triceratops, necesitas una lente de 1,8 y 6 metros de diámetro. Eso es aproximadamente la mitad del diámetro de la luna.


La velocidad de la luz no es constante

En segundo lugar, es posible que la velocidad de la luz no sea constante. Varía en diferentes medios (de ahí el efecto arco iris de la luz que atraviesa un prisma) y también puede variar en diferentes lugares del espacio.

Toda la idea detrás de la teoría del agujero negro es que la luz puede ser atraída por la gravedad y no puede escapar de la gran atracción de estos agujeros negros imaginarios. Nadie sabe qué es la luz y mucho menos que su velocidad ha sido el estándar de tiempo. Si la velocidad de la luz está decayendo, el reloj cambiaría al mismo ritmo y, por lo tanto, no se notará como lo demuestra lo siguiente:

LOS CIENTÍFICOS afirman que han roto la última barrera de la velocidad: la velocidad de la luz. En una investigación llevada a cabo en los Estados Unidos, los físicos de partículas han demostrado que los pulsos de luz pueden acelerarse hasta 300 veces su velocidad normal de 300.000 kilómetros por segundo. 2

El trabajo fue realizado por el Dr. Lijun Wang, del instituto de investigación NEC en Princeton, quien transmitió un pulso de luz hacia una cámara llena de gas cesio especialmente tratado. 3, 4

1. Para obtener una respuesta más compleja y ligeramente diferente a la pregunta sobre la luz de las estrellas desde otra perspectiva cristiana, consulte el libro Luz de las estrellas y tiempo por Russel Humphry disponible en http://www.icr.org.

2. tiempo de domingo del Reino Unido. “¡Eureka! Los científicos rompen la velocidad de la luz ”Jonathan Leake, editor científico, 4 de junio de 2000, Estados Unidos.


La primera generación de estrellas

Además de observar las galaxias más distantes que podemos encontrar, los astrónomos observan las estrellas más antiguas (lo que podríamos llamar el registro fósil) de nuestra propia galaxia para investigar lo que sucedió en el universo temprano. Dado que las estrellas son la fuente de casi toda la luz emitida por las galaxias, podemos aprender mucho sobre la evolución de las galaxias al estudiar las estrellas dentro de ellas. Lo que encontramos es que casi todas las galaxias contienen al menos algunas estrellas muy antiguas. Por ejemplo, nuestra propia galaxia contiene cúmulos globulares con estrellas que tienen al menos 13 mil millones de años, y algunas pueden ser incluso más antiguas que eso. Por lo tanto, si contamos la edad de la Vía Láctea como la edad de sus componentes más antiguos, la Vía Láctea debe haber nacido hace al menos 13 mil millones de años.

Como veremos en The Big Bang, los astrónomos han descubierto que el universo se está expandiendo y han rastreado la expansión hacia atrás en el tiempo. De esta manera, han descubierto que el universo en sí tiene solo 13.800 millones de años. Por lo tanto, parece que al menos algunas de las estrellas del cúmulo globular de la Vía Láctea deben haberse formado menos de mil millones de años después de que comenzara la expansión.

Varias otras observaciones también establecen que la formación de estrellas en el cosmos comenzó muy temprano. Los astrónomos han usado espectros para determinar la composición de algunas galaxias elípticas que están tan lejos que la luz que vemos las abandonó cuando el universo tenía solo la mitad de la edad que tiene ahora. Sin embargo, estas elípticas contienen viejas estrellas rojas, que deben haberse formado miles de millones de años antes.

Cuando hacemos modelos informáticos de cómo estas galaxias evolucionan con el tiempo, nos dicen que la formación de estrellas en las galaxias elípticas comenzó menos de mil millones de años después de que el universo comenzara su expansión, y que nuevas estrellas continuaron formándose durante unos pocos miles de millones de años. Pero luego la formación de estrellas aparentemente se detuvo. Cuando comparamos las galaxias elípticas distantes con las cercanas, encontramos que las elípticas no han cambiado mucho desde que el universo alcanzó aproximadamente la mitad de su edad actual. Volveremos a esta idea más adelante en el capítulo.

Las observaciones de las galaxias más luminosas nos llevan aún más atrás en el tiempo. Recientemente, como ya hemos señalado, los astrónomos han descubierto algunas galaxias que están tan lejos que la luz que vemos ahora las dejó menos de mil millones de años después del comienzo (Figura 2). Sin embargo, los espectros de algunas de estas galaxias ya contienen líneas de elementos pesados, incluidos carbono, silicio, aluminio y azufre. Estos elementos no estaban presentes cuando comenzó el universo, pero tuvieron que fabricarse en el interior de las estrellas. Esto significa que cuando se emitió la luz de estas galaxias, una generación completa de estrellas ya había nacido, vivido y muerto, arrojando los nuevos elementos creados en sus interiores a través de explosiones de supernovas, incluso antes de que el universo fuera mil millones. años. Y no fueron solo unas pocas estrellas en cada galaxia las que comenzaron de esta manera. Tuvo que vivir y morir lo suficiente para afectar la composición general de la galaxia, de una manera que aún podemos medir en el espectro desde lejos.

Figura 2: Galaxia muy distante. Esta imagen fue hecha con el Telescopio Espacial Hubble y muestra el campo alrededor de una galaxia luminosa con un corrimiento al rojo z = 8.68, correspondiente a una distancia de aproximadamente 13.2 mil millones de años luz en el momento en que se emitió la luz (indicado por la flecha y mostrado en el recuadro superior). Las exposiciones prolongadas en las longitudes de onda del rojo lejano e infrarrojo se combinaron para hacer la imagen, y las exposiciones infrarrojas adicionales con el Telescopio Espacial Spitzer, que tiene una resolución espacial más baja que el Hubble (recuadro inferior), muestran la luz corrida al rojo de las estrellas normales. La galaxia muy distante fue detectada porque tiene una fuerte línea de emisión de hidrógeno. Esta línea se produce en regiones donde se está produciendo la formación de estrellas jóvenes y calientes. (crédito: modificación del trabajo de I. Labbé (Universidad de Leiden), NASA / ESA / JPL-Caltech)

Observaciones de cuásares (galaxias cuyos centros contienen un agujero negro supermasivo) apoyan esta conclusión. Podemos medir la abundancia de elementos pesados ​​en el gas cerca de los agujeros negros de los cuásares (explicado en Galaxias activas, quásares y agujeros negros supermasivos). La composición de este gas en los cuásares que emitieron su luz hace 12.500 millones de años luz es muy similar a la del Sol. Esto significa que una gran parte del gas que rodea a los agujeros negros ya debe haber pasado por las estrellas durante los primeros 1.300 millones de años después de que comenzara la expansión del universo. Si dejamos tiempo para este ciclo, entonces sus primeras estrellas deben haberse formado cuando el universo tenía solo unos pocos cientos de millones de años.


Una nueva cosmología creacionista

Sin embargo, el C-La teoría de la decadencia estimuló mucho la reflexión sobre los temas. El físico creacionista Dr. Russell Humphreys dice que pasó un año de forma intermitente tratando de conseguir la disminución C teoría para funcionar, pero sin éxito. Sin embargo, en el proceso, se inspiró para desarrollar una nueva cosmología creacionista que parece resolver el problema del aparente conflicto con la enseñanza clara y autorizada de la Biblia sobre una creación reciente.

Esta nueva cosmología se propone como una alternativa creacionista a la teoría del "big bang". Pasó la revisión por pares, por revisores calificados, para la Conferencia Internacional de Pittsburgh sobre creacionismo de 1994. [2] Los creacionistas de la Tierra Joven han sido cautelosos con el modelo, [3] lo cual no es sorprendente con una desviación tan aparentemente radical de la ortodoxia, pero Humphreys ha abordado los problemas planteados. [4] Los creyentes en un universo antiguo y el "big bang" se han opuesto enérgicamente a la nueva cosmología y afirman haber encontrado fallas en ella. [5] Sin embargo, Humphreys ha podido defender su modelo, así como desarrollarlo más. [6] Sin duda, el debate continuará.

Este tipo de desarrollo, en el que una teoría creacionista, C-La decadencia, es superada por otra, es un aspecto saludable de la ciencia. El marco bíblico básico no es negociable, a diferencia de los puntos de vista y modelos cambiantes de personas falibles que buscan comprender los datos dentro de ese marco (los evolucionistas también cambian a menudo sus ideas en exactamente cómo las cosas se han hecho solas, pero nunca ya sea lo hicieron).


Lo siento Tatooine, pero este mundo en una galaxia muy, muy lejana tiene tres soles

Luke Skywalker podría haber tenido una vista de otro mundo de un doble amanecer y doble atardecer en Tatooine, pero incluso él probablemente no imaginó cómo sería vivir en un planeta donde pudiera ver la salida y puesta de tres estrellas.

El extraño orbe conocido como KOI-5Ab es ese planeta. Casi se piensa que no es más que una falla en las observaciones de Kepler, su existencia finalmente ha sido probada por nuevas observaciones de TESS, que también han demostrado que probablemente sea un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno. KOI-5Ab también podría existir en el Guerra de las Galaxias universo. Tiene una órbita inusual, y es poco probable que las tres estrellas que orbita se hayan formado a partir de la misma nube primordial de gas y polvo. Iluminar más sobre este planeta de ciencia ficción y su sistema podría revelar más sobre cómo el universo da a luz estrellas y planetas. (Kepler también encontró el sistema de dos estrellas arriba, Kepler-47, que se encuentra en la constelación de Cygnus. Así que imagínense eso con una estrella más).

Más exoplanetas

Entonces, ¿qué hace que la órbita de KOI-5Ab sea tan inusual? David Ciardi, científico jefe del Instituto de Exoplanetas de la NASA, tiene una idea: "Para KOI-5, hay tres estrellas, y las dos estrellas internas tienen una masa casi igual y no están tan alejadas", Ciardi, quien recientemente dirigió una presentación sobre los hallazgos en una reunión virtual de la Sociedad Astronómica Estadounidense, dijeron a SYFY WIRE. "" Las estrellas deben haber interactuado con el planeta gravitacionalmente de tal manera que el planeta ya no está en la órbita en la que se formó, sino que probablemente fue forzado a su órbita actual a través de la interacción gravitacional con las dos estrellas internas ".

Los sistemas estelares que tienen los tres soles constituyen una décima parte de todos los sistemas estelares (que conocemos) que existen. KOI-5Ab no es el primer planeta que se encuentra orbitando un sistema estelar triple, pero se destaca. Había algo extraño en el arreglo. Cuando Kepler todavía estaba vivo y rastreando el cosmos en busca de exoplanetas en 2009, había tantos candidatos para mundos alienígenas que el planeta, que se cree que tiene aproximadamente la mitad del tamaño de Saturno, terminó en segundo plano ante hallazgos más emocionantes. Habrá una dura competencia cuando te enfrentes a 2.394 exoplanetas confirmados y 2.366 candidatos adicionales, de los cuales KOI-5Ab fue uno.

Algunos de los candidatos a exoplanetas que Kepler vio transitando sus estrellas aún necesitan confirmación. La idea de KOI-5Ab se estancó durante años. Ingrese al nuevo y brillante cazador de planetas TESS de la NASA y varios observatorios, donde Ciardi y su equipo investigaron más a fondo el planeta que casi no lo era.

"Sabemos de un planeta, pero puede ser que todas las estrellas tengan planetas", dijo Ciardi. "Esa es una de las grandes preguntas. Entonces, las interacciones gravitacionales entre la estrella exterior y las estrellas interiores podrían haber forzado a las estrellas interiores más cerca, lo que a su vez obligó al planeta a migrar y tal vez sesgar su órbita a una inclinación diferente".

TESS busca exoplanetas por sus tránsitos, tal como lo hizo Kepler. El parpadeo momentáneo que ocurre cuando la luz de las estrellas es bloqueada por otro objeto flotante suele ser una indicación de que un exoplaneta pasa frente a la estrella. Sin embargo, algunas de estas señales pueden ser débiles. TESS encontró KOI-5Ab nuevamente en 2018, y aunque sus datos identificaron al planeta como TOI-1241b, los astrónomos todavía usan el nombre con el que Kepler lo etiquetó. Resultó que el nuevo cazador de planetas estaba volviendo a observar partes del cielo que Kepler había mirado anteriormente cuando KOI-5Ab volvió a aparecer como candidato planetario. Qué era exactamente seguía sin estar seguro. Podría haber sido un planeta, pero existía la posibilidad de que también pudiera haber sido una cuarta estrella.

KOI-5Ab finalmente quedó expuesto a la gravedad. Ciardi revisó todo lo que había encontrado hasta ahora, asegurándose de que no hubiera nada que se hubiera perdido, y luego decidió dirigirse al observatorio Keck. Keck se usa a menudo como respaldo cuando se trata de asegurarse de que realmente se tratara de un exoplaneta Kepler o una sierra TESS. Este observatorio no utiliza el método de tránsito como los dos telescopios espaciales, sino que mide el ligero bamboleo de una estrella que resulta de la gravedad ejercida sobre ella por un planeta que pasa. En colaboración con el grupo de astrónomos California Planet Search (CPS) que usan Keck y su espectrómetro HIRES para revelar nuevos exoplanetas, estuvo atento a cualquier oscilación reveladora. Solo había un problema: las señales estaban enredadas.

¿Es KOI-5Ab el único planeta que ha existido en el sistema? Al menos por ahora, es difícil de decir ".

"Es probable que cada estrella se haya formado a partir de su propio disco y cada disco haya formado la estrella más uno o más planetas", dijo Ciardi. "También es posible que las interacciones de las tres estrellas reorganizaran el sistema y que se formaran planetas en el sistema que pueden haber sido expulsados ​​a medida que el sistema evolucionó".

Finalmente, Ciardi y el equipo de CPS lograron atravesar ese laberinto y determinaron que uno de los bamboleos estaba siendo causado por la gravedad de una de las estrellas compañeras (Estrella B) tirando de la estrella principal (Estrella A) mientras orbitaba. La estrella A y la B completan una órbita alrededor de la otra cada 30 años, mientras que la estrella C tarda 400 años en orbitar ambas. ¿Lo tengo? La estrella B y KOI-5Ab orbitan la estrella A. KOI-5Ab fue responsable del otro bamboleo.

"El planeta que orbita la estrella primaria no está en el mismo plano orbital que las dos estrellas; la estrella exterior está demasiado lejos para saber realmente qué está haciendo su órbita", dijo. Además, el planeta es un gigante gaseoso en una órbita de cinco días, y ciertamente no se formó allí. Tuvo que formarse más lejos y luego migrar hacia adentro. Lo que vemos hoy ciertamente no es cómo se formó el sistema, por lo que KOI-5 puede proporcionar pistas sobre cómo se pueden formar y evolucionar los sistemas ".

Lástima que Luke no podría vivir en KOI-5Ab de todos modos, porque supuestamente no hay tierra, ni siquiera un desierto.


¿Cómo podemos saber qué tan lejos está una estrella?

Sé que hay estrellas a millones de años luz de distancia, y que la luz que vemos tiene en realidad millones de años. Pero, ¿cómo se determina la distancia real?

Veo que la gente ya ha mencionado el paralaje, que es esencialmente la base para determinar distancias en astronomía. Sin embargo, este método solo funciona para estrellas que están bastante cerca astronómicamente hablando. A distancias mayores, utilizamos una variedad de técnicas.

La idea básica para la mayoría es establecer lo que se llama un vela estándar, que es algo de lo que conocemos la luminosidad. Podemos comparar la luminosidad aparente (lo que vemos) y determinar la distancia. Los más conocidos de estos objetos incluyen estrellas variables Cefeidas y supernovas de Tipo Ia. A distancias lo suficientemente lejanas, la mayoría de los otros factores se vuelven bastante insignificantes y simplemente usamos la Ley de Hubble & # x27s y calculamos la distancia usándola & # x27s corrimiento al rojo.

Además del paralaje, hay varios miembros que los astrónomos usan para calcular distancias, muchos de los cuales se basan en algún tipo de & # x27vela estándar & # x27, un objeto de brillo conocido.

Para las estrellas de la Vía Láctea y algunas partes de la galaxia de Andrómeda, podemos buscar Cefeidas Variables: estrellas cuyo brillo intrínseco cambia de una manera muy predecible, en función de su masa. Si conoce la masa de una estrella, puede calcular muy fácilmente su salida de energía (brillo).

Para galaxias más distantes, buscamos una supernova de Tipo 1a. Las supernovas de tipo 1a ocurren cuando una enana blanca quita material de una estrella compañera. Cuando tales estrellas alcanzan 1,44 masas solares, explotan en una supernova. Una supernova es una reacción de fusión nuclear ya que la salida de una explosión de fusión depende completamente del combustible y su masa, y dado que los tipos 1a y # x27 siempre comienzan con la misma masa, todos tienen el mismo brillo intrínseco, y ellos & # x27s # x27re lo suficientemente brillante como para ver claramente a través del universo observable.

Con las variables Cefeidas y las supernovas de Tipo 1a, medimos qué tan brillantes se ven desde la Tierra y luego aplicamos la ley del cuadrado inverso para encontrar su distancia.

No puede ver fácilmente estrellas que están a millones de años luz de distancia a simple vista (la excepción es la galaxia de Andrómeda, pero incluso eso puede ser un desafío si el cielo no está tan oscuro). La mayoría de las estrellas que ves afuera están mucho más cerca, como mucho a cientos y en algunos casos a miles de años luz de distancia, dentro de nuestra propia galaxia. La mayor parte de la luz de muchas de las estrellas, especialmente las más brillantes, es más joven que tu vida. Por ejemplo, la estrella más brillante del cielo, Sirio (cerca de Orión), está a solo 8,6 años luz de distancia.

La forma en que medimos la distancia a las estrellas cercanas es similar a la forma en que funciona nuestra visión binocular: paralaje. Podemos observar una estrella cuando la Tierra se encuentra en diferentes partes de su órbita alrededor del Sol, a lo largo de un camino donde la Tierra puede estar hasta 300 millones de km de distancia de su ubicación hace medio año, y podemos ver las estrellas más cercanas a tierra cambiar de posición en el cielo, porque los estamos viendo desde ángulos muy diferentes. Podemos averiguar cuánto es esa diferencia, la cantidad de paralaje y determinar la distancia a la estrella.

La fórmula para determinar la distancia desde el paralaje es en realidad extremadamente simple, es solo la inversa: d = 1 / p. Cuanto más lejos está algo, menor es el paralaje. Aquí es de donde vino la unidad del & quotparsec & quot. Un pársec tiene aproximadamente 3,26 años luz, lo que aparentemente es una medida bastante arbitraria, pero el origen es & quot; paralaje de segundo de arco & quot; 1 pársec es la distancia a la que un objeto exhibirá 1 segundo de arco (un 60 ° de un 60 ° de un grado de arco) de paralaje. en el cielo sobre una línea de base de 1 UA. Alpha Centauri exhibe un paralaje de solo 0,75 segundos de arco (aunque esto se mide desde el "medio", por lo que la cantidad total de desplazamiento es de 1,5 segundos de arco a través de una órbita terrestre completa). Todas las demás estrellas exhiben cantidades mucho más pequeñas de paralaje y están más lejos: la paralaje de Sirus & # x27 es de 0,38 segundos de arco (2,6 parsecs, 8,6 ly), Betelgeuse tiene una paralaje de solo 5,07 milisegundos de arco y, por lo tanto, está a 197 pársecs de distancia (643 ly).


El método de paralaje es más corto de lo requerido para Andrómeda y el método de desplazamiento al rojo es más largo de lo requerido para él.

La distancia a la galaxia de Andrómeda se mide mediante el método de velas estándar: http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_candle#Standard_candles

Creo que los inicios variables Cefeidas son apropiados para la galaxia de Andrómeda. El período de pulsación de esas estrellas está relacionado con su brillo máximo, lo que permite calcular la distancia.

No parece haber una respuesta completa que explique el desplazamiento al rojo, lo intentaré:

Redshift es el fenómeno en el que (en este contexto) la luz parece ser mas rojo lo que significa que tiene una longitud de onda más larga. Esto está relacionado con el desplazamiento Doppler, pero hay otras formas en que la luz puede desplazarse al rojo.

Este corrimiento al rojo de la luz ocurre por dos razones:

  • El objeto bajo observación se aleja de nosotros: Esto se debe al efecto Doppler. Dado que el objeto se mueve fuera a una velocidad finita, la longitud de onda aparente de la luz se desplaza $ frac < Delta nu> < nu_ <0>> = frac<>>$

donde $ Delta nu $ es el cambio en la frecuencia observada de la luz, $ c $ es la velocidad de la luz, $ nu_ <0> $ es la frecuencia original de la luz y $ v_$ es la velocidad del objeto (relativa a nosotros).

  • El universo se esta expandiendo : Es importante darse cuenta de que este efecto es no debido al efecto doppler. El resultado es exactamente el mismo, a saber, la longitud de onda de la luz se desplaza al rojo, pero esto se debe a que el propio espacio-tiempo se está expandiendo. Incluso si el objeto está en reposo en relación con nosotros (es decir, en cualquier instante de tiempo, donde la tasa de expansión del universo es insignificante) la luz de él todavía desplazarse al rojo, debido a la expansión del universo. Las mediciones cuidadosas de este efecto arrojan números para la constante de Hubble.

Ahora, para responder cómo determinar un corrimiento al rojo: por lo general, se busca una línea espectral o un conjunto de líneas espectrales para observar. Ahora, uno puede calcular y observar bajo circunstancias controladas cuáles serán las longitudes de onda de estas líneas espectrales cuando estén en reposo con respecto a nosotros, de modo que sepamos qué longitudes de onda buscar.

Una especie de opuesto de las líneas espectrales son las líneas de absorción (en la imagen). Las líneas de absorción son las que se utilizan (que yo sepa) en astronomía. Ahora, una cosa que notará en la imagen es que si una línea está desplazada al rojo, entonces todas las líneas se desplazarán al rojo en la misma cantidad. Por lo tanto, midiendo el espacio relativo entre las líneas, podemos identificar de qué especie es a partir de nuestro conocimiento previo. Y luego, midiendo cuánto se compensan las líneas espectrales observadas de los valores esperados, podemos calcular el corrimiento al rojo del objeto. Averiguar si el desplazamiento al rojo observado se debe a la expansión del universo o a un desplazamiento Doppler es un problema más sutil que abordar. Pero tu pregunta no se preocupa por eso, así que dejaré que las personas curiosas y Google lo averigüen.


¿Qué tan lejos están las estrellas? Los científicos aún no lo saben (sinopsis)

Las estrellas en lo alto pueden centellear y hacernos preguntarnos qué son exactamente, pero quizás una pregunta más importante es preguntarse dónde están. Si podemos determinar las distancias a las estrellas y luego usar esas distancias conocidas para medir las distancias a otras galaxias, no solo podemos determinar qué tan lejos están, sino también cómo se ha expandido el Universo a lo largo de su historia cósmica.

La construcción de la escalera de la distancia cósmica implica pasar de nuestro Sistema Solar a las estrellas, a las galaxias cercanas a las distantes. Cada "paso" conlleva sus propias incertidumbres. Crédito de la imagen: NASA, ESA, A. Feild (STScI) y A. Riess (STScI / JHU).

Este concepto, de la escalera de la distancia cósmica, fue uno de los avances astrofísicos más importantes del siglo XX. Sin embargo, nuestros intentos de medir distancias a todas las estrellas menos a las más cercanas se han visto empañados por errores de todo tipo, incluidos algunos sobre los que nuestra tecnología actual no puede hacer nada. Pero con la llegada del satélite Gaia de la ESA, podríamos estar preparados para superarlos a todos y descubrir, por fin, qué tan lejos están realmente las estrellas.

El movimiento "real" de Vega, a solo 26 años luz de distancia, según se hizo a partir de tres años de datos de Hipparcos. Crédito de la imagen: Michael Richmond de RIT, bajo una licencia creative commons, a través de http://spiff.rit.edu/classes/phys301/lectures/parallax/parallax.html.

¿Están todas las estrellas realmente quemadas y todo lo que vemos es el resplandor?

Estimado Straight Dope:

¿Es cierto que todas las estrellas que podemos ver en el cielo están tan lejos que en realidad están todas quemadas y que solo estamos viendo su brillo?

STEPHELL

To tell you the truth, there is no way to know for certain. But the likely answer to whether they are all burned out is “no.”

Allow me to explain. Light, like anything else, travels at a finite speed. In this case, that would be the speed of light — the fastest anything can travel, as far as we know (it’s not just a good idea, it’s the law). So when we look up at the stars, we’re seeing light that left those stars a long time ago and traveled a long distance since. How long? Well, the nearest star other than our own sun is Proxima Centauri, which is 40,000,000,000,000 kilometers away. Light from that star takes over four years to reach us, so we say it’s four light-years distant from Earth. (A light-year is a measurement of distance, not time, and represents the distance covered by light in a year.) So when we look up and see Proxima Centauri, we are seeing it as it was over four years ago.

Most stars are much farther away than that. The farthest star astronomers have found is over 12 billion light years away! That means we’re seeing it as it was 12 billion years ago, and have no clue what it is like now. Has it blown up or burned out? In 12 billion years, the odds are pretty good that it has, but we have no way of knowing, and won’t be able to know what it looks like “now” until 12 billion years in the future! At that point, the question will be moot as far as you and I are concerned.

This is true even of our own sun. It takes several minutes for light from the sun to reach Earth. If the sun winked out tomorrow at 5 a.m., we wouldn’t know it right away. The whole concept can be a little confusing, but it’s not unlike seeing lightning and then hearing thunder several seconds later. Light travels faster than sound, so you see the lightning, but you don’t hear the sound it made at that time until the sound gets to you.

So, getting back to the question — we can never be 100% certain that all the stars we see are still there, because we can only see them as they were when they emitted the light we see. It’s likely some of the more distant ones are gone, but most of the closer ones are probably still around.

SDStaff DavidB, Straight Dope Science Advisory Board

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STAFF REPORTS ARE WRITTEN BY THE STRAIGHT DOPE SCIENCE ADVISORY BOARD, CECIL'S ONLINE AUXILIARY. THOUGH THE SDSAB DOES ITS BEST, THESE COLUMNS ARE EDITED BY ED ZOTTI, NOT CECIL, SO ACCURACYWISE YOU'D BETTER KEEP YOUR FINGERS CROSSED.


Ver el vídeo: Están Muertas las Estrellas que vemos? (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Cailym

    tyts-tyts))

  2. Elwald

    ¿Mensajes personales van hoy en día?



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