Parallaksemetoden

Parallakseeffekten kan du prøve ut selv. Hold opp tommelen på strak arm og se på den med ett øye av gangen. Du vil se at tommelen beveger seg i forhold til bakgrunnen fordi øynene ser tommelen fra forskjellige vinkler. Du kan også holde opp begge tomlene, den ene 20 og den andre 40 centimeter fra hodet. Nå vil du se at den på 20 cm beveger seg omtrent dobbelt så langt sammenlignet med den andre.

Plasser de to øverste bildene ca. 10 cm fra øynene og kryss øynene slik at bildene smelter sammen. Det vil se ut som om den røde stjernen er en cm eller to nærmere enn de andre. (VitNytt)

Jo lengre unna tommelen er jo mindre flytter den på seg. Det er denne effekten som gir oss dybdesyn men det er en grense for hvor langt unna et objekt kan være for at vi skal kunne få noe inntrykk av avstanden. Månen og Solen ser omtrent like store ut på himmelen, men selv om Solen er mye lengre unna enn Månen er det umulig for oss å se det med mindre Solen passerer bak Månen og hjernen vår gjør en logisk slutning.

Evnen til å se små vinkler avhenger av avstanden mellom øynene som ser. Parallaksen til stjernene er, som grekerne erfarte, for liten til å observeres uten moderne instrumenter. Men hvor langt unna kan vi bedømme avstander?

Først litt om grader, bueminutter og buesekunder.

En hel sirkel består av 360 grader. Hver grad kan igjen deles opp i 60 bueminutter og hvert bueminutt i 60 buesekunder. Vi får da 21600 bueminutter eller 1296000 buesekunder på hel en sirkel. Deler du inn omkretsen på Jorda meridionalt (40.007.849 meter, ekvator er 40.075.004 meter) i buesekunder er hvert buesekund bare 30,8 meter! Et bueminutt tilsvarer på samme måte 1852, som er definisjonen på en nautisk mil.

Snur vi eksemplet på hodet kan vi si at hvis øynene våre var 31 meter fra hverandre og hvis vi kunne skjelne en vinkel på et buesekund, kunne vi bedømme avstander tilsvarende radiusen på Jorden. I god gammel skoleanalogi får vi dermed et 6356 kilometer langt og 31 meter tynt kakestykke.

Standarddefinisjonen av et perfekt syn er evnen til å skjelne detaljer ned til et bueminutt, 60 ganger grovere enn et buesekund. Avstanden mellom pupillene på en voksen person er rundt 6.5 cm. Et kakestykke som er 6.5 cm i bunn, også kalt baselinjen, og med en vinkel på et bueminutt klarer vi å bedømme avstander opp til 220 meter. Det vil si at hvis du står på en stor parkeringsplass og ser to biler som er mer enn 220 meter unna er det vanskelig å si hvem som er nærmest. I USA kaller man perfekt syn for 20/20 vision fordi kontrollrommet måtte være minst 20 fot for å få små nok vinkel mellom øynene på personen og bokstavene på skiltet i den andre enden av rommet (I Storbritannia kalles perfekt syn for 6/6 fordi 6 meter = 20 fot). Perfekt syn er ikke noe maksimum, det kan godt hende du kan bedømme avstander på mye mer enn 220 meter men det hjelper lite når den nærmeste stjernen (utenom Solen!) er 4.3 lysår unna...

Dette er definisjonen av en parsec. (VitNytt)

I dag bruker vi teleskop plassert langt fra hverandre for å se små parallakser. Flere store teleskop i Europa og resten av verden er bundet sammen i et datanettverk der de sender observasjonsdata til et sentralt tallknusersentral for bearbeidelse. Ønsket er selvfølgelig å få teleskopene så langt fra hverandre og hva er da den beste løsningen? Vi kunne plassere et teleskop i Europa og et på Hawaii, men de ville se forskjellige deler av himmelen. Den største avstander, eller baselinjen, mellom to teleskop er diameteren på jordbanen rundt Solen. Ved å sammenligne observasjoner gjort i januar og juli fra ett og samme teleskop, får vi en baselinje på hele 300 millioner kilometer eller 2 Astronomiske Enheter!

I definisjonen av en parsec benytter man en baselinje på 1 Astronomisk Enhet. Så, med to øyne i en innbyrdes avstand på 150 millioner kilometer, og med mulighet til å skjelne vinkler ned til et buesekund, hvor lange avstander kan vi bedømme da? Vi snakker her faktisk om et kakestykke som er 30.856 milliarder kilometer langt! Et buesekund er minste "hele" vinkelen vi har notasjon for - blir det mindre bruker vi mikrobuesekund og millibuesekund osv. Dette syntes Professor Herbert Hall Turner var såpass fundamentalt at han foreslo en egen betegnelse for de 30.856 milliarder kilometerene i 1917. Enheten heter Parsec (av Parallakse Sekund)og kan tolkes som "a distance corresponding to a parallax of one second." En parsec er bare 3.26 lysår men brukes gjerne i kosmologi mens lysår ofte brukes i astrofysikk/astronomi.

Hipparcos målte parallellaksen til over 120 tusen stjerner. (ESA)

Selv med en baselinje på 300 millioner kilometer er det ingen stjerner som har en parallakse på et helt buesekund - de ligger alle lengre enn en parsec unna Solen.

I 1989 startet det største vitenskapelige prosjektet i historien for å måle parallaksen til stjerner. HIPPARCOS, eller High Precision Parallax Collecting Satellite, opererte helt til 1993 og kunne måle parallakser ned til et tusendedels buesekund. Ved å sammenligne observasjoner gjort med 6 måneders mellomrom målte den parallaksen til 118.218 stjerner der den fjerneste var 500 lysår unna. Proxima Centauri er den nærmeste stjernen og har en parallakse på 0.76 buesekunder. Det tilsvarerer en avstand på 4.3 lysår eller 1.32 parsec.

På jordoverflaten er det vanskelig å måle avstander lengre unna enn rundt 130 lysår. Dette er på grunn av turbulens i atmosfæren, luftlag med forskjellige temperatur som stadig beveger seg og påvirker retningen på lyset på vei gjennom. Det er denne turbulensen (seeing på engelsk) som gjør at stjernene ser ut til å blinke.

Parallaksemetoden ble første gang brukt i astronomisk sammenheng i 1838 da Friedrich Wilhelm Bessel brukte observasjoner tatt med 6 måneders mellomrom til å måle avstanden til stjernen 61 Cygni. Han målte avstanden til å være 11 lysår som stemmer bra med moderne resultater. Året 1838 var altså det året da mennesket for første gang fikk en idé om hvor stort universet virkelig er.