Comentarios a continuación ¿Cuál es la distancia máxima medible con paralaje? discuta los desafíos asociados con las mediciones de paralaje de Betelgeuse y enlace a Betelgeuse de Wikipedia; Medidas de distancia que contiene el intrigante párrafo:
En 2008, utilizando el Very Large Array (VLA), produjo una solución de radio de 5,07±1,10 mas, lo que equivale a una distancia de 197±45 pc o 643±146 ly. 83 Como señala el investigador Harper: "La paralaje de Hipparcos revisada conduce a una distancia mayor (152±20 pc) que la original; sin embargo, la solución astrométrica aún requiere un ruido cósmico significativo de 2,4 mas . Teniendo en cuenta estos resultados, es claro que los datos de Hipparcos todavía contienen errores sistemáticos de origen desconocido". Aunque los datos de radio también tienen errores sistemáticos, la solución de Harper combina los conjuntos de datos con la esperanza de mitigar dichos errores. 83Un resultado actualizado de observaciones adicionales con ALMA y e-Merlin arroja un paralaje de 4,51±0,8 mas y una distancia de 222 (+34/−48) pc.[10] Otras observaciones dieron como resultado una paralaje ligeramente revisada de 4,51 ± 0,80. 10
83 Harper et al. (2008) Una nueva distancia VLA-Hoppocaros a Betelgeuse y sus implicaciones
10 Harper et al. (2017) Una solución astrométrica actualizada de 2017 para Betelgeuse
Mirando la sección 3.1 de Harper et al. (2008):
Como se discutió en la Sección 1, Betelgeuse requirió una fuente de error adicional significativa (ruido cósmico) para obtener el χ2 esperado. Se desconoce la naturaleza real de este ruido cósmico, pero puede estar relacionado con el movimiento del fotocentro, cuya posición es poco probable en escalas de tiempo cortas y probablemente proporcione un error sistemático en la solución astrométrica. El ángulo de posición del eje de rotación de la estrella se ha medido a partir de espectros del Telescopio Espacial Hubble ultravioleta espacialmente resueltos. Uitenbroek et al. (1998) encontró ~55° (medido al este del norte) de las características de absorción en los datos del espectrógrafo de alta resolución de Goddard, y Harper & Brown (2006) encontró ~65° de las características de emisión en los datos del espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial de varias épocas. La distribución de fotocentros, quizás impulsada por términos convectivos y de Coriolis, puede tener una relación especial con el eje de rotación. El vector de movimiento propio estelar también tiene un ángulo de posición de 68° y las fluctuaciones de brillo que ocurrieron preferentemente cerca del ecuador estelar podrían inducir dispersión en los desplazamientos de paralaje, aunque las fluctuaciones debidas a la rotación estelar en sí serían poco probables debido al período de rotación de ~17 años. (Uitenbroek et al. 1998).
Si entiendo correctamente; el problema de medir con precisión la posición de Betelgeuse es que es tan grande y no uniforme que su "fotocentro" (de radio, óptico o de otro tipo) puede ser significativamente diferente de su centro de masa.
Y el problema de obtener determinaciones de paralaje precisas es que su falta de uniformidad cambia en escalas de tiempo comparables a un año . Si fuera mucho más rápido o mucho más lento, no sería un gran desafío.
Las imágenes ópticas interferométricas de Betelgeuse confirman una dramática falta de uniformidad en su disco.
Pregunta: ¿Qué se necesitará finalmente para medir con precisión la distancia a Betelgeuse?
Para ver cómo Betelgeuse no uniforme aparece ópticamente: (siéntase libre de editar y agregar mejores enlaces)
El problema es que el diámetro aparente de Betelgeuse es de unos 50 mas (miliarcosegundo --- 1 mas es de unos 5 nanorradianes) mientras que su paralaje es de unos 5 mas y su forma y brillo superficial son irregulares y variables.
Dado eso, las mediciones actuales son asombrosamente precisas. Por lo tanto, puedo identificar tres enfoques para realizar esta medición, y no sé lo suficiente como para saber cuál podría funcionar realmente, o cuál podría esperarse que funcione primero.
Mide la distancia sin usar paralaje. Lo más probable es que esto signifique obtener una estimación precisa del brillo absoluto o de todo o parte del disco de la estrella y compararlo con el brillo aparente. La espectroscopia podría dar una idea precisa de la temperatura, lo que a su vez debería permitir calcular el brillo y la interferometría podría permitir que la medición se restringiera a un área pequeña cerca del centro del disco que obviamente no era una mancha estelar ni nada.
Obtenga una imagen del disco y mida simultáneamente su posición con respecto a las estrellas de fondo, lo que permite estimar con precisión la posición del centro de masa.
Aumente la línea de base de la medición de paralaje. Un par de telescopios en lados opuestos de la órbita de Saturno, por ejemplo, tendrían 10 veces la línea de base y más o menos diez veces la precisión.
Actualización: parece que el consorcio Gaia ahora espera solucionar las restricciones de brillo y obtener datos para todas las estrellas. De la página de Wikipedia
Aunque originalmente se planeó limitar las observaciones de Gaia a estrellas de una magnitud inferior a 5,7, las pruebas realizadas durante la fase de puesta en marcha indicaron que Gaia podía identificar de forma autónoma estrellas tan brillantes como de magnitud 3. Cuando Gaia entró en operaciones científicas regulares en julio de 2014, estaba configurado para rutinariamente procesa estrellas en el rango de magnitud 3 – 20.[57] Más allá de ese límite, se utilizan procedimientos especiales para descargar datos de escaneo sin procesar de las 230 estrellas restantes más brillantes que la magnitud 3; se están desarrollando métodos para reducir y analizar estos datos; y se espera que haya una "cobertura completa del cielo en el extremo brillante" con errores estándar de "unas pocas docenas de µs".[58]
Sin embargo, no sé cuánto ayudará eso con Betelgeuse, debido a su gran diámetro aparente.
Entonces, ¿la paralaje de Hipparchos de Betelgeuse no parece lo suficientemente precisa?
Ojalá alguien lanzara un satélite astrométrico aún más avanzado que Hipparchos.
De hecho, la ESA ha lanzado un satélite astrométrico aún más avanzado, Gaia, que se espera que opere desde 2013 hasta alrededor de 2022. Y es posible que Gaia ya haya producido mediciones de paralaje más precisas de Betelgeuse.
[Agregado el 02-06-2020. Alguien dijo que Betelgeuse es demasiado brillante para que Gaia la observe. Dado que Betelgeuse es la décima estrella más brillante, excluyendo al Sol, visto desde la Tierra, eso significa que varias de las estrellas que son más brillantes vistas desde la Tierra no pueden ser estudiadas por Gaia. Posiblemente, los futuros observatorios espaciales también tendrán la capacidad de medir esas pocas estrellas muy brillantes.]
Y si eso no es suficiente, posiblemente algún día se lancen copias del satélite Gaia, o incluso observatorios astrométricos más avanzados, a los puntos L4 y L5 de Júpiter, entre los asteroides troyanos.
Las observaciones de paralaje realizadas desde la Tierra, o por satélites que orbitan alrededor de la Tierra, tienen una línea de base máxima posible de aproximadamente 2 Unidades Astronómicas (AU) si se realizan con seis meses de diferencia cuando la Tierra está en lados opuestos de su órbita.
Los satélites del observatorio en las posiciones L4 y L5 de Júpiter siempre estarían separados por unas 10,4 AU.
Los satélites del observatorio en las posiciones L4 y L5 de Saturno siempre estarían separados por unas 19,08 AU.
Los satélites del observatorio en las posiciones L4 y L5 de Urano siempre estarían separados por unas 38,44 AU.
Los satélites del observatorio en las posiciones L4 y L5 de Neptuno siempre estarían separados por unas 60,12 AU. Una línea de base 30,06 veces mayor que usando observatorios en la Tierra.
Y, por supuesto, los satélites del observatorio en las posiciones L4 y L5 de Júpiter a veces estarían en lados opuestos del Sol de aquellos en las posiciones L4 y L5 de Neptuno.
Y, por supuesto, si se envían réplicas del satélite Gaia, o incluso observatorios más avanzados, fuera del sistema solar en varias direcciones equidistantes diferentes, eventualmente superarán la distancia a la órbita de Neptuno y tendrán líneas de base aún más grandes para realizar sus observaciones de paralaje.
Y eso podría ser necesario para obtener mediciones extremadamente precisas de las posiciones y distancias a las estrellas más cercanas antes de que se les envíen sondas no tripuladas o expediciones tripuladas.
Y, por supuesto, una misión de los viajes tripulados o no tripulados a otros sistemas estelares sería realizar observaciones astrométricas y mediciones de paralaje a distancias de años luz de la Tierra. Por ejemplo, con una línea de base de años luz, se podrían medir las paralajes de cada estrella en la Galaxia de Andrómeda y se podría hacer un mapa tridimensional de la misma, además de mapear las posiciones de las estrellas en nuestra galaxia con mucha más precisión.
[Agregado el 2 de junio de 2020. Las observaciones de la dirección a Betelgeuese desde la órbita de la Tierra pueden producir un cilindro de espacio con el diámetro de Betelgeuse y que se extiende cientos y miles de años luz en el espacio. Betelgueuse está en algún lugar a lo largo de ese cilindro del espacio. Las observaciones de la dirección a Betelgueuse desde otro sistema estelar a años luz de distancia producirían un cilindro similar con una orientación diferente. Donde los dos cilindros se cruzan parcial o totalmente sería donde está Betelgeuse, y podría ser una longitud de cilindro mucho más corta que la producida por las observaciones de un solo sistema solar.]
Entonces, posiblemente, la distancia a Betelgeuse se medirá con precisión en algún momento antes de que se envíe la primera nave espacial tripulada o no tripulada a las estrellas cercanas.
UH oh
PM 2 Anillo
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