Wie wird eigentlich der Parallaxenwinkel gemessen?

Es ist eine reine Winkelmessung - im Wesentlichen, wie viele Pixel sich der Stern bewegt hat und wie viele Bogensekunden / Pixel die Kamera + das Teleskop gemessen haben.

Früher wurden die Sterne einzeln mit einem Transitteleskop gemessen, sodass der Winkel direkt vom Encoder auf der Deklinationsachse (denken Sie an die Vertikale) und einer Uhr für den Rektaszension (Richtung, in der sich die Sterne an einem festen Punkt vorbei drehen, während sich die Erde dreht) stammte. .

Wenn Sie ein Teleskop mit einer sehr gut kalibrierten Winkelskala (Pixel/Bogensekunde) haben. Und wenn Sie davon ausgehen, dass die meisten entfernten Sterne fixiert sind, können Sie messen, wie sich der Vordergrundstern relativ zu denselben Hintergrundsternen in Messungen im Abstand von 6 Monaten zu bewegen scheint. Sie wissen, dass sich der Satellit um 2 AE um die Sonne bewegt hat, und Sie können die Winkeldifferenz zum Stern in Bogensekunden aus der Pixelbewegung relativ zum Hintergrund in den 2 Bildern messen. Sie haben dann die Entfernung zum Stern in Parsec.

Die eigentliche Technik, die Hipparcos verwendet (und ich nehme an, Gaia, aber ich kenne die Mission nicht), interessiert mich. Der Satellit verfügt über zwei Teleskope in einem festen Winkel, mit denen Sternpaare gemessen werden können, die ungefähr in diesem Winkel voneinander entfernt sind. Während es sich dreht, sieht es viele Sternpaare und zeichnet den relativen Winkel auf. Für Sterne, die nah genug sind, um diese Winkel zu messen, ändern sie sich durch die Umlaufbahn.

Es führt dann die „Mutter aller simultanen Gleichungen“ (in den Worten des Projektwissenschaftlers) aus, um herauszufinden, welche Sterne sich bewegten und welche Sterne fixiert waren. Es muss auch den konstanten Winkel zwischen den beiden Teleskopen lösen, da dieser am Boden nicht gut genug gemessen werden konnte. Die Messungen sind so präzise, ​​dass sie die Lichtbeugung durch Jupiter und die Sonne berücksichtigen müssen.

Nebenbei bemerkt, ein Fehler während des Starts führte dazu, dass sich die letzte Booster-Stufe nicht trennte, sondern in der falschen Umlaufbahn zurückblieb und mehrere Tonnen Metallschrott daran hafteten. Die zusätzliche Masse glättete die Bewegung des Teleskops (reduzierte die Wirkung von Sonnenwind, Mikrometeoriten usw.) und führte zu genaueren Ergebnissen. Ein Vorschlag, dem Nachfolger bewusst mehrere Tonnen Schrott beizufügen, wurde abgelehnt.

Ich weiß nicht, wie es tatsächlich gemacht wird, aber wenn ich es von der Erde aus machen müsste, würde ich ein Teleskop und einen auf einem Kardanring montierten Spiegel mit sehr genauen Winkelskalen verwenden. (Das Messen von Winkeln auf eine Bogensekunde ist nicht so schwierig.) Ein Stern wird direkt betrachtet. Man wird durch Spiegel betrachtet. Überlagern Sie die beiden Bilder.

Aber Ihre Basislinie ist der Umlaufbahndurchmesser der Erde.

Am 3. März messen Sie also den Winkel zwischen dem vermuteten nahen Stern Alpha Centauri und vergleichen ihn mit einigen schwächeren Sternen (wahrscheinlich weit entfernt). Sie messen auch Winkel zwischen den Dimmern.

Jetzt, am 3. September, wenn die Erde auf der gegenüberliegenden Seite der Sonne steht, wiederholen Sie all diese Maßnahmen. Einige der wahrscheinlich weit entfernten Sterne bewegen sich nicht relativ zueinander. Dies erhöht Ihr Vertrauen, dass sie distanziert sind. Ihr Stern in der Nähe verschiebt sich genauso wie Ihr Finger vor dem Hintergrund, wenn Sie das eine oder andere Auge schließen.

Es sind also 6 Monate zwischen den Blinzeln. Dies erfordert eine sorgfältige Protokollführung.