ماهو الفرسخ الفلكي
تستخدم عادة من قبل رواد الفضاء والعلماء مجموعة من الوحدات والمقاييس لقياس المسافات بين الشمس والنجوم، وبين النجوم وبين بعضها البعض، أو بين النجوم والكواكب. ومن بين الوحدات الأشهر هي وحدة الفرسخ الفلكي، التي وضع دالتها العالم فريدريش فيلهلم بيسيل لأول مرة في القرن التاسع عشر لقياس المسافة بين النجوم. وعلى الرغم من استخدام وحدة السنة الضوئية لقياس المسافات في الفضاء، فإن وحدة الفرسخ لا تزال ضرورية لقياس المسافات الأقصر داخل مجرة درب التبانة. كما أن مضاعفات الفرسخ، مثل الكيلوفرسخ، ضرورية لقياس المسافات الأكبر داخل الكون الشاسع. وسوف نستعرض بعض المعلومات عن الفرسخ الفلكي .
ما هو الفرسخ الفلكي
الفرسخ الفلكي هو وحدة تستخدم للتعبير عن المسافات بين النجوم والمجرات، ويستخدمه العلماء الفلكيون المحترفون. ويمثل المسافة التي يقطعها نصف قطر مدار الأرض زاوية ثانية واحدة من القوس. وبالتالي، فإن نجما على مسافة فرسخ فلكي واحد يكون له نظير آخر على مسافة فرسخ فلكي واحد، وتكون المسافة بينهما متبادلة في ثوان من القوس. على سبيل المثال، أقرب نجم هو Proxima Centauri، وهو جزء من نظام Alpha Centauri الثلاثي، لديه نظير قدره 0.769 ثانية من القوس. وبالتالي، المسافة بينه وبين الشمس والأرض هي 1.30 فرسخ فلكي، ويساوي الفرسخ الواحد 3.26 سنة ضوئية، أي ما يعادل 3.09 × 10^13 كم (1.92 × 10^13 ميل) .
في مجرة درب التبانة، حيث توجد الأرض، يتم قياس المسافات إلى النجوم البعيدة بالكيلوبارس (1 كيلوبارسك يساوي 1000 فرسخ) .
تاريخ الفرسخ الفلكي
هي واحدة من الطرق الأقدم التي يستخدمها علماء الفلك لحساب المسافة إلى النجوم، وتتضمن تسجيل الفرق في الزاوية بين قياسين لموضع النجم في السماء. يتم أخذ القياس الأول من الأرض على أحد جانبي الشمس، ويتم أخذ القياس الثاني بعد نصف عام تقريبا عندما تكون الأرض على الجانب الآخر من الشمس. ويكون المسافة بين مواقع الأرض في القياسين مضاعفة المسافة بين الأرض والشمس، ويكون الفرق في الزاوية بين القياسين مضاعفا لزاوية المنظر التي تتكون من خطوط من الشمس والأرض إلى النجم في الرأس البعيد. وبعد ذلك، يمكن حساب المسافة إلى النجم باستخدام علم المثلثات .
تم إجراء أول قياسات مباشرة ناجحة لمسافات بين النجوم على يد العالم الفلكي الألماني فريدريش فيلهلم بيسيل في عام 1838، حيث استخدم هذا النهج لحساب مسافة الفرسخ الفلكي 3.5 من النجم 61، وقد نجح في حساب موقع حوالي 50 ألف نجم بالنسبة لموقعهم لخط الطول الرئيسي .
يعرف تزيح النجم بأنه نصف مقدار الزاوية التي يبدو فيها النجم متحركا بالنسبة للسماء بسبب دوران الأرض حول الشمس، وبالمثل، فإن الزاوية الموضحة من وجهة نظر النجم تجاه المحور الرئيسي الموازي لمدار الأرض هي زاوية التزيح، حيث يشكل النجم والأرض والشمس زاويتين في مثلث (زاوية اليمين موجودة في موقع الشمس) ويكون طول الضلع المقابل لزاوية التزيح هو المسافة بين الأرض والشمس، وبذلك يعرف الفرسخ الفلكي على أنه طول الضلع المجاور للزاوية التي تشغلها نجمة ذات زاوية نظيرها واحدة قوسية .
يتم اتباع طريقة باسل بيسل لاستخدام الفرسخ الفلكي كوحدة للمسافة بشكل طبيعي، لأنه يمكن بسهولة حساب المسافة في الفرسخ كما يعادل زاوية التزيح في القوس الثاني. على سبيل المثال، إذا كانت زاوية التزيح تساوي قوس واحد، فإن المسافة تكون 1 فرسخ من الشمس. وإذا كانت زاوية التزيح 0.5 قوس، فإن المسافة تكون 2 فرسخ وهكذا، ولا تتطلب هذه العلاقة استخدام الدوال الثلاثية لأن الزوايا الصغيرة جدا المعنية تسمح باستخدام تقريب للحل .
استخدامات الفرسخ الفلكي
عملية تحديد المسافة في الفيزياء الفلكية تعتمد على خطوة المعايرة الأساسية المعروفة باسم التزيح، ولكن دقة قياس زاوية التزيح باستخدام التلسكوبات الأرضية محدودة إلى حوالي 0.01 ثانية قوسية، وبالتالي لا يمكن قياس مسافات النجوم التي تزيد عن 100 فارسخ فقط بسبب تأثير جو الأرض على حدة صورة النجم. ومع ذلك، يمكن استخدام التلسكوبات الفضائية لقياس المسافات بدقة لكائنات تتجاوز حدود الرصدات الأرضية. وفي الفترة من 1989 إلى 1993، قام القمر الصناعي “هيباركوس” الذي أطلقته وكالة الفضاء الأوروبية بقياس زوايا التزيح لحوالي 100000 نجم بدقة فلكية تبلغ نحو 0.97 مللي ثانية، وحصل على قياسات دقيقة للمسافات النجمية للنجوم التي تصل إلى 1000 فارسخ .
يهدف القمر الصناعي Gaia المنتمي لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، والذي تم إطلاقه في 19 ديسمبر 2013، إلى قياس مليار مسافة نجمية في غضون 20 ميكروثانية، مما يؤدي إلى أخطاء بنسبة 10٪ في القياسات بدقة مركزية Galactic، على بعد حوالي 8000 فارسيخ في كوكبة القوس .