พารัลแลกซ์และการวัดระยะทาง

พารัลแลกซ์เชิงตรีโกณมิติใช้วัดระยะห่างของดาวฤกษ์ใกล้เคียงจากการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งปรากฏเพียงเล็กน้อยในแต่ละปี ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์

Definition

พารัลแลกซ์เชิงตรีโกณมิติคือการกระจัดเชิงมุมของตำแหน่งปรากฏของดาวฤกษ์ตลอดช่วงหนึ่งปี เนื่องจากการเคลื่อนที่โคจรของโลก ซึ่งสามารถคำนวณหาระยะห่างของดาวฤกษ์ได้ด้วยเรขาคณิตอย่างง่าย

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการวัดระยะทางทางดาราศาสตร์โดยตรงด้วยวิธีทางเรขาคณิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งพารัลแลกซ์เชิงตรีโกณมิติ รวมถึงคำจำกัดความของพาร์เซก ความแม่นยำที่จำเป็นในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่น้อยกว่าหนึ่งฟิลิปดา และการประมวลผลทางสถิติของการวัดพารัลแลกซ์ นอกจากนี้ยังกล่าวถึงบทบาทของพารัลแลกซ์ในฐานะรากฐานที่ใช้สอบเทียบบันไดระยะทางจักรวาลที่กว้างขึ้น

Core questions

• มุมพารัลแลกซ์ประจำปีสัมพันธ์กับระยะทางอย่างไร และอะไรคือนิยามของพาร์เซก?
• ต้องใช้ความแม่นยำระดับใดในการวัดพารัลแลกซ์ และภารกิจอวกาศทำได้อย่างไร?
• เหตุใดพารัลแลกซ์ที่เป็นลบหรือมีสัญญาณรบกวนจึงต้องได้รับการประมวลผลทางสถิติ แทนที่จะกลับค่าโดยตรง?
• พารัลแลกซ์สอบเทียบส่วนที่เหลือของบันไดระยะทางจักรวาลได้อย่างไร?

Key theories

พาร์เซกและความสัมพันธ์ระหว่างพารัลแลกซ์กับระยะทาง

ระยะทางในหน่วยพาร์เซกเป็นส่วนกลับของมุมพารัลแลกซ์ในหน่วยฟิลิปดา ดังนั้นดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างออกไปหนึ่งพาร์เซกจะแสดงพารัลแลกซ์ประจำปีหนึ่งฟิลิปดา ซึ่งเป็นหน่วยระยะทางโดยตรง

การประมวลผลทางสถิติของพารัลแลกซ์

เนื่องจากข้อผิดพลาดในการวัดพารัลแลกซ์อาจทำให้ได้ค่าที่น้อยหรือเป็นลบ การหาระยะทางจึงต้องใช้ระเบียบวิธีทางสถิติหรือแบบเบย์ที่เหมาะสม แทนที่จะกลับค่าการวัดโดยไม่พิจารณา

Clinical relevance

พารัลแลกซ์เชิงเรขาคณิตเป็นวิธีเดียวที่ให้ระยะห่างของดาวฤกษ์โดยไม่ขึ้นกับแบบจำลอง และเป็นจุดยึดในการสอบเทียบเทียนมาตรฐาน (standard candles) เช่น ดาวแปรแสงเซเฟอิด (Cepheids) ทำให้เป็นรากฐานสำคัญของมาตราส่วนระยะทางและการกำหนดค่าความส่องสว่าง

History

เบสเซลเป็นผู้ที่วัดพารัลแลกซ์ของดาวฤกษ์ดวงแรก คือ 61 Cygni ในปี 1838 พารัลแลกซ์ที่วัดจากพื้นโลกยังคงจำกัดอยู่แค่ดาวฤกษ์ใกล้เคียง จนกระทั่งภารกิจอวกาศ Hipparcos และ Gaia ได้ขยายการวัดพารัลแลกซ์ที่แม่นยำครอบคลุมทั่วทั้งกาแล็กซี

Seminal works

• gaia2016
• kovalevskySeidelmann2004
• chromey2016

Frequently asked questions

พาร์เซกคืออะไร?

พาร์เซกคือระยะทางที่ดาวฤกษ์จะแสดงพารัลแลกซ์หนึ่งฟิลิปดา ซึ่งเท่ากับประมาณ 3.26 ปีแสง และถูกกำหนดโดยตรงผ่านความสัมพันธ์ระหว่างพารัลแลกซ์กับระยะทาง

เหตุใดดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลมากจึงไม่สามารถวัดด้วยพารัลแลกซ์ได้?

มุมพารัลแลกซ์จะเล็กลงตามระยะทาง ดังนั้นสำหรับดาวฤกษ์ที่อยู่ไกล มุมจะเล็กกว่าความแม่นยำในการวัด เมื่อเกินขีดจำกัดนั้น จะต้องใช้วิธีการวัดระยะทางอื่นที่สอบเทียบด้วยพารัลแลกซ์