Hopp til innhald

  1. Home
  2. NaturfagChevronRight
  3. Stråling og radioaktivitetChevronRight
  4. Stråling frå verdsrommetChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Astronomiske avstandar

Avstandane i verdsrommet er ufatteleg store. Avstanden til den næraste naboen vår, månen, er 384 390 km. Dersom du skulle køyra denne avstanden med bil, ville du bruke mange månader. Lyset bruker berre 1,3 sekund på denne avstanden.

Person i romdrakt kjører bil i verdensrommet med utsikt til jorda. Foto.

Måling av avstand

Avstanden mellom jorda og sola er ei av grunneiningane i astronomien. Denne avstanden, som har ein middelverdi på 149 600 000 km, kallar vi ei astronomisk eining. På engelsk heiter det "astronomic unit", som er utgangspunktet for måleeininga AU. Avstanden mellom jorda og sola er altså 1 AU, mens avstanden frå sola til Neptun (den ytre planeten i solsystemet) til samanlikning kan vere inntil 40 AU.

Når vi skal måle avstanden til stjernene, tek vi utgangspunkt i lyset. Næraste stjerne er om lag 4,2 lysår borte. Det vil seie at lyset bruker over fire år dit, med ei hastigheit på cirka 300 000 km/sekund. Ein bil ville bruke over 40 millionar år.

Lyset går nesten akkurat 300 000 km kvart sekund i eit tomt rom (vakuum). Lyset bruker cirka 1,3 sekund på avstanden frå jorda til månen og 8 minutt frå sola til jorda. Vi kan derfor seie at sola har ein avstand på 8 lysminutt og 20 lyssekund frå oss. På eit år tilbakelegg lyset om lag 9 460 000 000 km i vakuum. Denne avstanden, som er heilt utanfor fatteevna vår, kallar vi eit lysår (l.å.) På engelsk blir l.y. ("light year") brukt. Eit lysår tilsvarer 63240 AU.

Korte avstandar – innanfor solsystemet

Korleis kan vi måle så store avstandar frå jorda? Korte avstandar, i astronomisk samanheng, kan vi lett måle med laser eller radar. Dersom vi vil måle avstanden til månen, vil vi for eksempel kunne sende ut eit radarsignal. Dette signalet vil bli reflektert tilbake frå månen, og vi vil måle at det har brukt cirka 2,56 sekund for å gå tur-retur. Vi kan då lett rekne ut avstanden med utgangspunkt i dette talet:

Utrekning:

Dersom lyset bruker om lag 2,56 sekund tur–retur månen, bruker det om lag 1,28 sekund kvar veg.

Lyset har ei hastigheit på om lag 300 000 km/s

Avstanden er altså om lag 300 000 km • 1,28 sek = 384 000 km

Ein slik metode vil ein kunne bruke innanfor solsystemet, men å måle avstanden til stjerner som er mange lysår borte, er urealistisk. Det vil då ta ti år å måle avstanden til ei stjerne som er fem lysår borte. Så lenge er det ingen som ønskjer å vente! I tillegg vil signalet vere så svakt etter så lang tid at det ikkje er sikkert at det er mogleg å måle det når det kjem tilbake. Derfor må vi ha ein annan metode.

Middels avstandar – inntil om lag 1000 lysår

Det har vore vanleg å bruke vinkelmåling for å rekne ut avstandar til stjerner. Dersom vi kan måle posisjonen til ei stjerne med seks månaders mellomrom, vil jorda ha flytta seg halvvegs rundt sola. Vi måler altså frå to posisjonar med nesten 300 millionar km avstand imellom. Det gjer det mogleg å få eit vinkelmål som vi så kan rekne om til ein avstand ved bruk av trigonometri.

Dette kallar vi å rekne ut avstandar med parallaksemetoden. Dersom vinkelen vi måler, er på eit bogesekund (1/3600 grad), seier vi at avstanden er eit parallaksesekund (Parsec). Det tilsvarer 3,2616 lysår. Frå jorda kan vi måle nøyaktig ned til cirka 1/100 bogesekund, og vi kan dermed kunne måle avstandar på inntil 100 Parsec (326 lysår) på denne måten. Det er ikkje meir enn nokre hundre stjerner innanfor ein slik avstand frå oss.

Frå satellittar som ikkje må sjå gjennom atmosfæren, kan vi måle meir nøyaktig, og då kan metoden kanskje brukast for avstandar inntil 1000 Parsec.

Lange avstandar

Forklaring av astronomisk eining. Illustrasjon.
Astronomisk eining og parsec.

Astronomane veit ganske nøyaktig kor sterkt dei einskilde typane av stjerner (kefeidar) lyser. Di lenger borte frå oss stjernene er, di mindre av dette lyset kjem fram til oss. Di svakare lys vi kan måle, di lengre er avstanden. Med dobbelt så stor avstand vil lysstyrken bli redusert til ein firedel. Med tre gonger så stor avstand vil lysstyrken bli redusert til ein nidel, osv. Denne metoden er ikkje så nøyaktig som metodane med radar eller vinkelmål.

Måling med Hubbles lov les mer

Ved lange avstandar kan også Hubbles lov brukast. Denne lova fortel om samanhengen mellom farten til stjernene og avstanden frå oss. Tidlegare i kapitlet såg vi at stjerner som bevegde seg bort frå oss, fekk ei raudforskuving i fargen. Edwin Hubble (1889–1953) formulerte ei lov som beskreiv samanhengen mellom raudforskuvinga og avstanden frå jorda.

v = H • r

I denne lova er v farten stjerna har (målt i km/s), H er ein konstant (som er målt til 22 ± 2 km/s per million lysår), og r er avstanden frå jorda (målt i millionar lysår).

Det denne lova viser, er at di større raudforskyvinga er, di lenger borte er stjerna. Grunnen er rett og slett at stjerner med stor raudforskyving beveger seg fort bort frå oss, og det har dei gjort i milliardar av år. Dei som har bevegt seg fort bort frå oss i lang tid, er tydeleg lenger borte enn dei som har bevegt seg langsamt bort frå oss i same tidsrommet.

Læringsressursar

Stråling frå verdsrommet

Kva er kjernestoff og tilleggsstoff?
SubjectEmne

Fagstoff

SubjectEmne

Oppgaver og aktiviteter