דלג לתוכן הראשי
מצפה הכוכבים כנרת
  • ספר לימוד
    • פרק א' – כיצד פועל המדע?
    • פרק ב' – אסטרונומיה קדומה
    • פרק ג' – המהפכה הקופרניקנית
    • פרק ד' – אנרגיה וחומר ביקום
    • פרק ה' – מערכת ארץ-ירח
    • פרק ו' – פלנטות ארציות
    • פרק ז' – פלנטות ענקיות וירחיהן
    • פרק ח' – גופים במרחב הפלנטרי
    • פרק ט' – כיצד נוצרה המערכת הפלנטרית?
    • פרק י' – גלוי קרינה מהחלל
    • פרק י"א – השמש – הכוכב שלנו
    • פרק י"ב – תכונותיהם של כוכבים
    • פרק י"ג – הולדתם ומותם של כוכבים
    • פרק י"ד – שביל החלב
    • פרק ט"ו – גלקסיות
    • פרק ט"ז – היקום המתפשט
    • פרק י"ז – קוסמולוגיה
    • פרק י"ח – החיים בכדור הארץ
    • פרק י"ט – חיים ביקום
  • הדמיות
  • עבודות זעירות
    • מהם מטאוריטים?
    • מה הם כתמי שמש?
    • מה קורה לחלקי השמש כאשר הם מתפרצים מהשמש ומה תוצאת נפילתם?
    • מדוע כוכב הלכת אורנוס מסתחרר בשכיבה על הצד?
    • מדוע צבעו של מאדים אדום?
    • מדוע כוכב הלכת אורנוס מסתחרר בשכיבה על הצד?
    • למה נעלמו המים במאדים?
    • איך כוכב הלכת צדק נוצר, הגיע למערכת השמש והחל להסתובב סביבה במסלול הקבוע?
    • כיצד נוצרו טבעותיו של שבתאי (saturn)?
  • פעילויות תלמידים
    • בית ספר יסודי
    • חטיבת ביניים
    • בית ספר תיכון
  • מצפה כוכבים רובוטי
  • פרויקטים
    • מייזמים שמתקיימים כעת
    • מייזמים שהסתיימו
    • תערוכת טילאות
  • צור קשר
  • ראשי
  • ספר לימוד
  • הדמיות באסטרונומיה
  • עבודות זעירות
  • אסטרוטופ
  • פעילויות תלמידים
  • מצפה כוכבים רובוטי
  • פרויקטים
  • צור קשר
מצפה הכוכבים כנרת
  • ספר לימוד
    • פרק א' – כיצד פועל המדע?
    • פרק ב' – אסטרונומיה קדומה
    • פרק ג' – המהפכה הקופרניקנית
    • פרק ד' – אנרגיה וחומר ביקום
    • פרק ה' – מערכת ארץ-ירח
    • פרק ו' – פלנטות ארציות
    • פרק ז' – פלנטות ענקיות וירחיהן
    • פרק ח' – גופים במרחב הפלנטרי
    • פרק ט' – כיצד נוצרה המערכת הפלנטרית?
    • פרק י' – גלוי קרינה מהחלל
    • פרק י"א – השמש – הכוכב שלנו
    • פרק י"ב – תכונותיהם של כוכבים
    • פרק י"ג – הולדתם ומותם של כוכבים
    • פרק י"ד – שביל החלב
    • פרק ט"ו – גלקסיות
    • פרק ט"ז – היקום המתפשט
    • פרק י"ז – קוסמולוגיה
    • פרק י"ח – החיים בכדור הארץ
    • פרק י"ט – חיים ביקום
  • הדמיות
  • עבודות זעירות
    • מהם מטאוריטים?
    • מה הם כתמי שמש?
    • מה קורה לחלקי השמש כאשר הם מתפרצים מהשמש ומה תוצאת נפילתם?
    • מדוע כוכב הלכת אורנוס מסתחרר בשכיבה על הצד?
    • מדוע צבעו של מאדים אדום?
    • מדוע כוכב הלכת אורנוס מסתחרר בשכיבה על הצד?
    • למה נעלמו המים במאדים?
    • איך כוכב הלכת צדק נוצר, הגיע למערכת השמש והחל להסתובב סביבה במסלול הקבוע?
    • כיצד נוצרו טבעותיו של שבתאי (saturn)?
  • פעילויות תלמידים
    • בית ספר יסודי
    • חטיבת ביניים
    • בית ספר תיכון
  • מצפה כוכבים רובוטי
  • פרויקטים
    • מייזמים שמתקיימים כעת
    • מייזמים שהסתיימו
    • תערוכת טילאות
  • צור קשר
  • ראשי
  • ספר לימוד
  • הדמיות באסטרונומיה
  • עבודות זעירות
  • אסטרוטופ
  • פעילויות תלמידים
  • מצפה כוכבים רובוטי
  • פרויקטים
  • צור קשר
14.19 מרחקים לקבוצות של כוכבים
ראשי » פרק י"ד - שביל החלב » 14.19 מרחקים לקבוצות של כוכבים

14.19 מרחקים לקבוצות של כוכבים

פרסק הוא המרחק מהשמש לגוף אסטרונומי שזווית הפרלקסה שלו היא שנייה קשת אחת. בציור: כדור הארץ במסלולו סביב השמש (Earth's motion around Sun), יחידה אסטרונומית אחת (1 AU), זווית הפרלקסה (Parallax angle) והתנועה הנראית של כוכב קרוב על רקע כוכבים רחוקים. הציור אינו בקנה מידה: פרסק אחד הוא 206,265 יחידות אסטרונומיות.

בסוף המאה ה-18 שאף ויליאם הרשל למפות את הגודל ואת הצורה של שביל החלב. אבל לא הייתה לו דרך למדוד מרחקים לכוכבים. הבהירות הנראית לבדה היא מדד גרוע מאוד למרחק, כי התכונות של כוכבים שונות כל כך זו מזו. המדד הישיר ביותר למרחק של כוכב הוא הפרלקסה: הקוטר של מסלול כדור הארץ סביב השמש משמש בסיס של משולש, ובעזרתו מודדים את המרחק בגאומטריה. בעזרת הנתונים של הלוויין היפרכוס (Hipparcos) של סוכנות החלל האירופית, ששוגר ב-1989, אסטרונומים יכלו לחשב באמינות מרחקים של קצת יותר ממאה פרסק. טלסקופ החלל גאיה, ששוגר ב-2013, מודד פרלקסות מדויקות פי מאה, ומאפשר למדוד מרחקים של אלפי פרסקים. לצביר ענבר (ההיאדות), במרחק של כ-47 פרסק, או 150 שנות אור, יש תפקיד מרכזי בסולם המרחקים בגלקסיה, כי אפשר למדוד את המרחק אליו לא רק בשיטת הפרלקסה אלא גם במגוון שיטות אחרות, וכך לקבוע אותו באמינות רבה יותר.

צביר כימה (הפליאדות, "שבע האחיות") באינפרה-אדום.
באדיבות NASA

אסטרונומים פיתחו שיטות מגוונות, ולפעמים מבריקות, לקבוע את המרחקים לכוכבים בודדים ולקבוצות של כוכבים. הנה פרטים על כמה מהשיטות החשובות ביותר. ראשית, אפשר להשתמש בתכונות המשותפות של הכוכבים כדי לקבוע מרחקים לצבירים פתוחים. למשל, אפשר להסיק את המרחק לצביר מהגודל הזוויתי שלו: אם לכל הצבירים אותו גודל פיזי, גאומטריה פשוטה מראה ש-D ∝ 1/θ, כאשר D הוא המרחק לצביר ו-θ היא הזווית שהצביר תופס בשמים. אסטרונומים בודקים את השיטה בצביר ענבר, שהמרחק אליו נמדד ישירות בפרלקסה. אם ענבר תופס זווית של 7.5 מעלות במרחק של 47 פרסק, צביר שתופס רק חצי מעלה נמצא במרחק (7.5 / 0.5) × 47 ≈ 700 פרסק. הבעיה בשיטה היא שהגדלים הפיזיים של צבירים פתוחים שונים מאוד – מ-4 פרסק בכימה ועד 16 פרסק ב-h פרסאוס. כך גם בצבירים כדוריים. לכן השגיאה בחישוב מרחק לפי גודל זוויתי יכולה להגיע לפי ארבעה. זה כמו לומר שכל בני האדם, מתינוקות שזה עתה נולדו ועד מבוגרים, גובהם כ-1.80 מטר. השגיאה המרבית תהיה דומה: גובהו של תינוק שזה עתה נולד הוא כ-50 סנטימטר, קטן כמעט פי ארבעה.

הצביר הפתוח ענבר (ההיאדות).
באדיבות NASA

אפשר למדוד מרחקים יחסיים אם יש ספקטרום של הכוכבים ואפשר למקם אותם בדיאגרמת H-R. אז משווים את דיאגרמת H-R של צביר רחוק יותר לזו של ענבר. השיטה נקראת התאמת הסדרה הראשית (main sequence fitting). בכל צביר יש ריכוז של כוכבים שמגדיר את הסדרה הראשית שלו בדיאגרמת H-R, ולסדרה הראשית של כל הצבירים אותה צורה. ההזזה האנכית שדרושה כדי ששתי הסדרות הראשיות "יתאימו" זו על גבי זו נותנת את ההבדל בבהירות הנראית בין שני הצבירים, וההבדל הזה קשור למרחק היחסי בחוק ההופכי של הריבוע. מחוק ההופכי של הריבוע ומהמרחק הידוע לענבר קל לחשב את המרחק לצביר החיוור יותר. למשל, אם כוכבי הסדרה הראשית בצביר M67 חיוורים פי 335 מכוכבים מאותו סוג ספקטרלי בענבר, אז M67 נמצא במרחק √335 × 47 ≈ 860 פרסק – ואכן זה בערך המרחק אליו. התאמת הסדרה הראשית נותנת מרחקים יחסיים בדיוק של כ-20% עד 30%. זה כמו לומר שכל האנשים בני 20 עד 30 גובהם זהה: טווח הגבהים האמיתי במדגם קטן יותר (בערך בין 1.50 ל-2.10 מטר), והדיוק דומה.

שיטה חשובה מאוד נוספת מבוססת על תכונות של כוכבים משתנים. הבהירות של כוכבים משתנים משתנה במחזורים שאורכם בין פחות משעה לכמה שנים. לסוג אחד של כוכבים משתנים, קפאידים, יש תכונות שמאפשרות לחשב בקלות את המרחק אליהם. זמני המחזור של קפאידים הם 1 עד 50 ימים, ויש קשר הדוק בין זמן המחזור של קפאיד לנגיהות שלו, שנקרא יחס מחזור-נגיהות. ברגע שמודדים את זמן המחזור של קפאיד – נניח 5 ימים – יודעים את הנגיהות שלו. אסטרונומים מודדים את זמני המחזור של קפאידים מתמונות שמצולמות מדי לילה במשך כמה חודשים.

כוכבים משתנים כמו קפאידים וכוכבי RR נבל (RR Lyrae) הם בעלי נגיהות גבוהה, ולכן אפשר להשתמש בהם כדי למדוד מרחקים לאזורים רחוקים מאוד. הנגיהות של כוכבי RR נבל גדולה פי 50 בערך מנגיהות השמש, ולכן אפשר לראות אותם ממרחק גדול פי 7 בערך מהמרחק שבו נראה כוכב דמוי שמש. לקפאידים נגיהות של אלפי עד עשרות אלפי שמשות, ולכן אפשר לראות אותם ממרחק גדול פי מאה ויותר. קפאידים נדירים, כך שבאוסף גדול של כוכבים יש מעט מאוד מהם; למרבה המזל, קל לזהות אותם לפי השינויים בבהירותם, כי הרוב המכריע של הכוכבים אינם משתנים. השימוש בכוכבים משתנים למדידת מרחקים מניח שכוכבים בחלק אחד של שביל החלב מתנהגים כמו כוכבים בחלק אחר שלו – כלומר, שהפיזיקה שגורמת לכוכבים לפעום היא אוניברסלית. קשה לבדוק את ההנחה הזאת ישירות; היום בודקים אותה, למשל, בעזרת פרלקסות של קפאידים שמדד גאיה.

דיאגרמת צבע-בהירות של הצביר הכדורי M55: הציר האופקי הוא הצבע (B-V) והציר האנכי הוא הבהירות המוחלטת; למעלה – הטמפרטורה בקלווין.

כדי למדוד בעזרת קפאידים את המרחק לצביר צריך כמה שלבים. קודם צריך לאתר קפאיד בצביר ולמדוד את זמן המחזור ואת הסוג שלו. אחר כך קוראים את הנגיהות שלו מדיאגרמת המחזור-נגיהות המתאימה. ולבסוף משלבים את הנגיהות של הקפאיד עם השטף שנמדד, ומחשבים את המרחק. אסטרונומים מעטים מצוידים לבצע את כל התצפיות הדרושות – מדידת השינויים באור ואת זמני המחזור, קביעת התכונות הספקטרליות, ומדידת ההאדמה וההכחדה הבין-כוכביות. לכן אסטרונומים מתמחים: יש שחוקרים את זמני המחזור של כוכבים משתנים, יש שמודדים נגיהויות, ויש שחוקרים את ההאדמה הבין-כוכבית. המשפט הפשוט "צביר זה נמצא כך וכך פרסקים מכדור הארץ" עשוי לייצג שנים של עבודה של חוקרים רבים.

לפני 1930 חישבו אסטרונומים מרחקים בהנחה שכל החלל הבין-כוכבי שקוף. אבל הערכות מוקדמות של המרחק, הבהירות והגודל של צבירים נתנו תוצאות סותרות. ב-1930 הראה רוברט טרומפלר שההנחה שהחלל שקוף שגויה: אבק בין-כוכבי דליל מעמעם כוכבים וצבירים שנמצאים במרחק של יותר מכמה מאות פרסקים. עוצמת אור הכוכבים יורדת מהר יותר מכפי שחוק ההופכי של הריבוע צופה. מכיוון שאנחנו רואים כוכב חיוור משהוא באמת, אנחנו מעריכים את המרחק אליו בהגזמה. כדי למפות נכון את שביל החלב צריך להבין את השגיאה השיטתית החשובה הזאת. ההסתרה אינה זהה בכל הכיוונים, כי החומר הבין-כוכבי אינו הומוגני. למרבה המזל, אפשר להעריך את העמעום הכולל ממדידת ההאדמה הבין-כוכבית – השינוי בצבע שהאבק גורם: ככל שההאדמה גדולה יותר, גם העמעום גדול יותר. אחרי שמודדים את ההכחדה ומביאים אותה בחשבון, אפשר למדוד מרחקים בדיוק, אם יודעים את הנגיהות של כוכב כלשהו, או של סוג כוכבים כלשהו, בצביר.

→ הסעיף הקודם: 14.18 צבירים כדוריים  |  הסעיף הבא: 14.20 הגיל של קבוצות כוכבים ←

« הקודם
הבא »
פוסטים אחרונים
  • 17.31 גבולות הידע
  • 17.30 הרב-יקום
  • 17.29 תורת המיתרים והקוסמולוגיה
  • 17.28 העיקרון האנתרופי בקוסמולוגיה
  • 17.27 כוונון עדין בקוסמולוגיה
קטגוריות
  • אור והספקטרום האלקטרומגנטי
  • אנרגית השמש
  • אסטרואידים
  • אסטרוטופ
  • אסטרונומיה במאות 16-17
  • בית ספר יסודי
  • בית ספר תיכון
  • גלקסיות
  • גרמי שמים
  • הדמיות באסטרונומיה
  • הזמנת הרצאות
  • הירח
  • המרכז לחינוך אסטרונומי כנרת
  • הצעות למחקר
  • השמש
  • חטיבת ביניים
  • טלסקופ רובוטי
  • טלסקופים
  • ימי חלל ואסטרונומיה
  • כוכבים כפולים ומשתנים
  • כללי
  • ליקויים
  • מייזמים המתקיימים כעת
  • מייזמים שהסתיימו
  • מערכת השמש
  • מפגשי חובבים
  • מצפה כוכבים רובוטי
  • ספר לימוד
  • עבודות זעירות
  • פלנטה אורנוס
  • פלנטות מחוץ למערכת השמש
  • פלנטות מחוץ למערכת השמש
  • פלנטת מאדים
  • פלנטת נוגה
  • פלנטת נפטון
  • פלנטת צדק
  • פלנטת שבתאי
  • פעילויות לציבור הרחב
  • פעילויות לתלמידים
  • פרויקטים
  • פרק א' – כיצד פועל המדע?
  • פרק ב' – אסטרונומיה תצפיתית
  • פרק ג' – המהפכה הקופרניקנית ותוצאותיה
  • פרק ד' – אנרגיה וחומר ביקום
  • פרק ה' – מערכת ארץ-ירח
  • פרק ו' – פלנטות ארציות
  • פרק ז' – פלנטות ענקיות וירחיהן
  • פרק ח' – גופים במרחב הפלנטרי
  • פרק ט' – היווצרות מערכת פלנטרית
  • פרק ט"ו – גלקסיות
  • פרק ט"ז – היקום המתפשט
  • פרק י' – גלוי קרינה מהחלל
  • פרק י"א – השמש – הכוכב שלנו
  • פרק י"ב – תכונותיהם של כוכבים
  • פרק י"ג – הולדתם ומותם של כוכבים
  • פרק י"ד – שביל החלב
  • פרק י"ז – קוסמולוגיה
  • פרק י"ח – החיים בכדור הארץ
  • פרק י"ט – חיים ביקום
  • קואורדינטות ותנועות
  • קוסמולוגיה
  • שאלות נפוצות
  • תוכנות לניתוח תצלומים
  • תחרות ארצית בצילום אסטרונומי
  • תכונותיהם של כוכבים
  • תמיכה
  • תנועות גרמי שמים
  • תערוכת טילאות
  • תצפיות שמיים
תגובות אחרונות
    ארכיונים
    • נובמבר 2026
    • אוקטובר 2026
    • ספטמבר 2026
    • מאי 2026
    • מרץ 2026
    • נובמבר 2025
    • אוקטובר 2025
    • אוגוסט 2025
    • יולי 2025
    • יוני 2025
    • פברואר 2025
    • נובמבר 2024
    • אוקטובר 2024
    • אוגוסט 2024
    • יולי 2024
    • מאי 2024
    • פברואר 2024
    • ספטמבר 2023
    • אוגוסט 2023
    • אפריל 2023
    • מרץ 2023
    • פברואר 2023
    • ינואר 2023
    • דצמבר 2022
    • נובמבר 2022
    • אוקטובר 2022
    • פברואר 2022
    • דצמבר 2021
    • דצמבר 2020
    • דצמבר 2019
    • אוקטובר 2019
    • ספטמבר 2019
    • אוגוסט 2019
    • יולי 2019
    • יוני 2019
    • מאי 2019
    • אפריל 2019
    • ינואר 2019
    • נובמבר 2018
    • אוקטובר 2018
    • ספטמבר 2018
    • יולי 2018
    • יוני 2018
    • מאי 2018
    • אפריל 2018
    • מרץ 2018
    • פברואר 2018
    • ספטמבר 2017
    • אוגוסט 2017
    • יולי 2017
    • יוני 2017
    • מאי 2017
    • אפריל 2017
    • מרץ 2017
    כלים
    • הרשמה
    • התחבר
    • פיד רשומות
    • פיד תגובות
    • WordPress.org
    תוכן עניינים:
    פרק א'
    • 1.14 קנה מידה בחלל
    • 1.13 האסטרונומיה כמדע
    • 1.12 מחקר מדעי מודרני
    • 1.11 מערכות ידע מדעיות
    • 1.10 תיאוריות מדעיות
    • 1.9 חקר מקרה – חיים על מאדים
    • 1.8 בדיקת השערות
    • 1.7 סימון מדעי
    • 1.6 תצפיות ואי-וודאות
    • 1.5  ממדים
    • 1.4  אומדן
    • 1.3 מדידות
    • 1.2 ראיות
    • 1.1 טבע המדע
    פרק ב'

    יש ללחוץ על כפתור העריכה כדי לשנות את הטקסט הזה. לורם איפסום דולור סיט אמט, קונסקטורר אדיפיסינג אלית קולהע צופעט למרקוח איבן איף, ברומץ כלרשט מיחוצים. קלאצי צש בלי

    מדיניות הפרטיות | כל הזכויות שמורות ל-שיר-שירותי ידע ברשת, אשדות יעקב איחוד © 2022
    Design by Visuali

    כלי נגישות

    גודל טקסט
    הצהרת נגישות
    by Studio Visuali
    logo

    אנחנו משתמשים בעוגיות

    אנו משתמשים בעוגיות כדי לשפר את חוויית הגלישה שלך, לנתח את השימוש באתר ולהתאים עבורך תוכן שיווקי. בלחיצה על "אישור הכל" אתה מאשר את השימוש בעוגיות. באפשרותך לנהל את העדפותיך, לדחות עוגיות שאינן הכרחיות או לקרוא עוד במדיניות הפרטיות שלנו.

    מדיניות פרטיות

    Visuali — Cookie Consent

    עוגיות הכרחיות

    עוגיות אלו נדרשות לתפקוד הבסיסי של האתר ולא ניתן לכבותן.

    עוגיות פונקציונליות

    מאפשרות לאתר לזכור את העדפותיך, כגון שפה או אזור.

    עוגיות אנליטיקה

    עוזרות לנו להבין כיצד המבקרים משתמשים באתר, לשם שיפור השירות.

    עוגיות שיווק

    משמשות להצגת פרסומות רלוונטיות עבורך ולמדידת אפקטיביות קמפיינים.

    גלילה לראש העמוד