Dzięki sondzie kosmicznej New Horizons zmierzono paralaksy najbliższych gwiazd, stosując rekordową bazę: 7 miliardów kilometrów (odległość sondy od Ziemi). Dodatkowym elementem była akcja popularyzatorska – każdy mógł swoim teleskopem zrobić zdjęcie w odpowiednich dniach i naocznie zobaczyć przesunięcie tych gwiazd w porównaniu do zdjęcia uzyskanego przez sondę.
W astronomii słowem paralaksa określa się względne przesunięcie na niebie gwiazd bliskich względem dalekich, spowodowane przemieszczaniem się obserwatora np. w związku z ruchem orbitalnym Ziemi wokół Słońca (tzw. paralaksa heliocentryczna). Pozwala to na pomiar odległości do najbliższych gwiazd, wykorzystując promień orbity ziemskiej. Gwiazdy znajdujące się w odległości 1 parseka wykazują paralaksę heliocentryczną, odpowiadającą jednej sekundzie łuku, czyli 1/3600 części stopnia. Jeden parsek oznacza odległość 3,26 roku świetlnego. Sekunda łuku odpowiada rozdzielczości większości teleskopów znajdujących się na Ziemi i prawie wszystkie gwiazdy, z wyjątkiem Słońca, znajdują się w odległości większej niż parsek. Mają więc nawet mniejsze paralaksy niż sekunda łuku. Są one mierzalne z Ziemi precyzyjnymi metodami.
Dodatkowym utrudnieniem jest fakt, że wszystkie gwiazdy posiadają przypadkowe ruchy własne, które wywołują - znacznie większe niż paralaksa - zmiany pozycji na niebie. W praktyce obserwuje się systematyczne przesunięcie bliskich gwiazd względem gwiazd tła, na które nakładają się ruchy o okresie roku, spowodowane przesunięciem paralaktycznym. Sumarycznie jest to taki ruch po linii wężykowatej.
Na początku 2020 roku zespół misji satelitarnej New Horizons zainicjował akcję edukacyjną pomiaru paralaksy dwóch najbliższych gwiazd Proxima Centauri i Wolf 359. W ramach tej akcji, w dniach 22-23 kwietnia 2020 roku, z odległości około 7 miliardów km od Ziemi (6,5 godzin świetlnych) New Horizons wykonał po trzy zdjęcia każdej gwiazdy. Oznacza to rekordową bazę do wyznaczenia paralaksy - aż ponad 46 razy większą od średniej odległości Ziemia-Słońce, używanej przy paralaksie heliocentrycznej.
Na pokładzie New Horizons fotografował główny instrument - teleskop LORRI (ang. Long Range Reconnaissance Imager) o aperturze około 20,8 cm. Wcześniej ten sam instrument wykonał fantastyczne zdjęcia powierzchni Plutona o rozdzielczości około 50 metrów, gdy w podróży ku innym gwiazdom minął Plutona w 2015 roku (główny cel misji), jak również Jowisza w 2007 roku i Arrokoth (asteroida z Pasa Kuipera) w 2019 roku.
Jednocześnie w dniach 22-23 kwietnia 2020 roku każdy obserwator na Ziemi, dysponujący teleskopem o zalecanej aperturze - przynajmniej 15 cm, mógł sfotografować te gwiazdy. Ale nawet na zdjęciach z datą o tydzień wcześniejszą lub późniejszą efekt pomiarów paralaksy powinien być taki sam w granicach błędów.
Animacja przełączająca się pomiędzy dwoma zdjęciami okolicy Proximy Centauri (czerwony karzeł - odległość 4,24 lat świetlnych), z których jedno zostało wykonane przez satelitę New Horizons, a drugie przez 0,4 teleskop w Siding Spring - Australia. Zdjęcie z Ziemi zostało naświetlone w dniu 22 kwietnia 2020 roku o godz. 12:51 UT. Jest to 9 minut wcześniej niż zdjęcie z satelity względem czasu Proximy Centauri. Uwzględniono tutaj, że w chwili fotografowania satelita New Horizons znajdował się prawe 3 godziny świetlne bliżej Proximy Centauri niż Ziemia. Źródło: Siding Spring node, Las Cumbres Observatory / NASA / Johns Hopkins Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.
W kolejnych tygodniach zdjęcia gwiazd Proxima Centauri i Wolf 359 z teleskopu LORRI zostały przesłane na Ziemię, opracowane i udostępnione w dniu 11 czerwca 2020 roku na stronie internetowej misji New Horizons. Teraz każdy może je pobrać i połączyć z własnymi zdjęciami tych gwiazd za pomocą posiadanego oprogramowania, tworząc trójwymiarowe obrazy z widocznym efektem paralaksy.
Twórcy tej akcji edukacyjnej proszą o publikowanie własnych obrazów przestrzennych gwiazd Proxima Centauri i Wolf 359 z efektem paralaksy w mediach społecznościowych pod hashtagiem #NHparallax.
W materiałach misji New Horizons pokazano przykłady możliwych trójwymiarowych prezentacji gwiazd Proxima Centauri i Wolf 359, takie jak:
- animowane gify,
- fotografie stereoskopowe do oglądania w okularach 3D,
- fotografie stereoskopowe do oglądania w specjalnych przeglądarkach zdjęć - stereoskopach (np. OWL Viewer zaprojektowany przez Briana Maya),
- fotografie stereoskopowe do oglądania bez stereoskopu - ustawiając oczy w zezie rozbieżnym (tzw. prostogląd / ang. parallel) lub zbieżnym (tzw. krzyżogląd / ang. cross-eyed).
Animacja przełączająca się pomiędzy dwoma zdjęciami okolicy gwiazdy Wolf 359 (czerwony karzeł - odległość 7,86 lat świetlnych), z których jedno zostało wykonane przez satelitę New Horizons, a drugie przez 60 cm teleskop w Mt. Lemmon Observatory - USA. Zdjęcie z Ziemi zostało zrobione w dniu 23 kwietnia 2020 roku o godz. 4:37 UT. Jest to 37 minut później niż zdjęcie z satelity względem czasu gwiazdy Wolf 359. Uwzględniono tutaj, że w chwili fotografowania satelita New Horizons znajdował się prawe 4 godziny świetlne dalej od gwiazdy Wolf 359 niż Ziemia. Źródło: Mt. Lemmon Observatory / John F. Kielkopf, University of Louisville / Karen A. Collins, Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics / NASA / Johns Hopkins Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.
Więcej informacji:
- Akcja edukacyjna pomiarów paralaksy do gwiazd Proxima Centauri i Wolf 359
- NASA's New Horizons Conducts the First Interstellar Parallax Experiment
- New Horizons Parallax Images
- Seeing Stars in 3D: The New Horizons Parallax Program
- Pomóż misji New Horizons w historycznym eksperymencie pomiaru paralaksy
Opracowanie: Ryszard Biernikowicz
Źródło: NASA
Zdjęcie u góry:
Brian May (astrofizyk i gitarzysta legendarnego zespołu Queen) pokazuje zdjęcia stereoskopowe Proximy Centauri w zaprojektowanej przez siebie przeglądarce "OWL Viewer". Źródło: Brian May.
