Paralaks Bintang dan Jarak Kosmik

Apabila Bumi bergerak mengelilingi Matahari, kedudukan tampak bintang yang berdekatan berubah sedikit berbanding latar bintang yang jauh. Bintang itu tidak perlu bergerak ulang-alik untuk menghasilkan perubahan kedudukan tampak tersebut. Anjakan yang dilihat berlaku kerana kedudukan pemerhati berubah apabila Bumi mengelilingi Matahari. Kesan geometri ini dipanggil paralaks bintang.

Dua sudut pandangan membentuk ukuran geometri

Pegang satu jari di hadapan wajah dan lihat secara bergilir-gilir dengan mata kiri dan mata kanan. Jari itu kelihatan berubah kedudukan terhadap latar walaupun ia tidak bergerak. Astronomi menggunakan geometri yang sama pada skala yang jauh lebih besar untuk mengukur jarak bintang berdekatan.

Ahli astronomi membandingkan kedudukan bintang pada masa berlainan sepanjang orbit Bumi. Pemerhatian yang dipisahkan kira-kira enam bulan memberikan sudut pandangan yang sangat berbeza. Dengan mengetahui skala orbit Bumi dan mengukur anjakan sudut yang kecil itu, jarak bintang boleh ditentukan menggunakan trigonometri.

Hubungannya songsang: bintang yang lebih dekat biasanya menunjukkan paralaks yang lebih besar, manakala bintang yang lebih jauh menunjukkan paralaks yang lebih kecil. Dalam unit astronomi, satu parsek ditakrifkan sebagai jarak yang sepadan dengan sudut paralaks satu saat arka. Satu parsek bersamaan kira-kira 3.26 tahun cahaya.

Kaedah ini tidak bergantung pada kecerahan sebenar bintang. Jarak diperoleh melalui geometri sahaja, daripada garis dasar orbit yang diketahui dan sudut paralaks yang diukur. Ini tidak bermakna kecerahan bintang tidak penting: kecerahan tetap mempengaruhi seberapa tepat kedudukan bintang dapat diukur.

Paralaks perlu dipisahkan daripada gerakan sebenar

Bintang juga mempunyai gerakan sebenar merentasi langit yang disebut gerakan wajar (juga dikenali sebagai gerakan diri). Paralaks tahunan berulang mengikut kedudukan pemerhati dalam orbit, sedangkan gerakan wajar berubah secara berterusan dari tahun ke tahun. Siri pemerhatian yang panjang membolehkan kedua-dua corak dipisahkan dalam analisis astrometri.

Sudut yang amat kecil menuntut ukuran tepat

Walaupun bagi bintang berdekatan, anjakan paralaks amat kecil. Instrumen astrometri moden mengukur kedudukan bintang berulang kali dengan ketepatan yang sangat tinggi. Misi Gaia yang dikendalikan oleh Agensi Angkasa Eropah (ESA), misalnya, menggunakan pengukuran kedudukan berulang untuk membina peta tiga dimensi Bima Sakti dan menganggarkan jarak bagi sejumlah besar bintang.

Bahkan bagi bintang terdekat, sudut paralaks tahunannya kurang daripada satu saat arka, iaitu kurang daripada 1/3 600 darjah, jadi pengukurannya memerlukan astrometri yang sangat tepat.

Apabila bintang semakin jauh, paralaks menjadi semakin kecil dan ketidakpastian relatif pada jarak boleh meningkat. Untuk jarak kosmik yang lebih besar, ahli astronomi menggunakan kaedah lain yang ditentukur atau dibandingkan dengan ukuran geometri, termasuk bintang berubah tertentu dan penunjuk jarak lain.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?