YaChudo

Парсек

Переглядів: 0. Оновлено 25.10.2026.

одиниця відстані[1] і похідна одиниця UCUMd[2] Редагувати інформацію у Вікіданих
Парсек
Означення парсека
Загальна інформація
Система одиницьастрономічні одиниці
Одиницядовжини/відстані
Позначенняпк або pc
Перерахунок в інші системи
1 пк в... дорівнює...
   основних одиницях SI   3,0857×1016 м ~31 петаметр
   англійській системі мір   1,9174×1013 миль
   астрономічній системі одиниць   2,06265×105 а. о. або 3,26156 св. р.
CMNS: Парсек у Вікісховищі Редагувати інформацію у Вікіданих

Парсе́к (скорочено пк) — поширена в астрономії позасистемна одиниця вимірювання довжини. Відстань, з якої середній радіус земної орбіти (рівний 1 а. о.), перпендикулярний до променя зору, видно під кутом 1″ (одна кутова секунда)[3].

1 {\displaystyle 1} пк = 1 π {\displaystyle {1 \over \pi }\;} 648 000 а. о. ≈ 206 264,806 а. о. ≈ 1 t g ( 1 ′ ′ ) {\displaystyle {1 \over tg(1^{\prime \prime })}} а. о.
= 96939420213600000 / π м ≈ 30, 856 775 814 913 673 1015 м
= 10246429500 / (999992651 π) св. р. ≈ 3,261 563 777 167 світлового року[4].

Назва є скороченням від паралакс-секунда, бо 1 парсек — це відстань до такої зорі, річний паралакс якої дорівнює 1 кутовій секунді. Одиницю запровадили 1913 року для спрощення обчислення астрономічних відстаней безпосередньо з результатів спостережень зоряних паралаксів. В астрономії та астрофізиці парсек є найпопулярнішою одиницею вимірювання відстаней за межами Сонячної системи, хоча в науково-популярних текстах і повсякденному вжитку й досі широко використовують світловий рік. Для більших масштабів, ніж відстані всередині Чумацького Шляху, застосовують кратні парсека: кілопарсеки (кпк) — для далеких об'єктів у межах і поблизу Галактики, мегапарсеки (Мпк) — для галактик на середніх відстанях, а гігапарсеки (Гпк) — для квазарів і найвіддаленіших галактик.

Історія та походження

Геометричний сенс

Уявімо дуже видовжений прямокутний трикутник, у якому коротший катет дорівнює 1 а.о. (астрономічній одиниці, тобто середній відстані між Землею та Сонцем), а кут при вершині, протилежній цьому катету, становить одну кутову секунду (1⁄3600 градуса). У такій геометричній конструкції парсек визначають як довжину прилеглого катета. Значення парсека випливає безпосередньо з правил тригонометрії: це відстань, на якій радіус земної орбіти навколо Сонця стягує кут в одну кутову секунду.

Схеми, що ілюструють видиму зміну положення небесного об'єкта під час спостережень із різних точок орбіти Землі.
Річний зоряний паралакс

Одним із найдавніших, але досі широковживаним методом, яким астрономи визначають відстані до зір, є вимірювання різниці положення зорі на небі під час двох спостережень. Перше спостереження виконують, коли Земля перебуває з одного боку від Сонця, а друге — приблизно через пів року, коли Земля опиняється з протилежного боку. Відстань між двома положеннями Землі під час цих вимірювань удвічі перевищує відстань між Землею і Сонцем. Різниця кутів між двома спостереженнями дорівнює подвоєному паралактичному куту, який утворюють промені від Сонця і Землі до зорі у віддаленій вершині. Знаючи цей кут, відстань до зорі обчислюють за допомогою тригонометрії[5]. Перші успішні опубліковані прямі вимірювання відстаней до об'єктів на міжзоряних масштабах виконав 1838 року німецький астроном Фрідріх Вільгельм Бессель, який цим методом визначив, що відстань до зорі 61 Лебедя дорівнює 3,5 парсека[6].

Паралакс зорі визначають як половину кутової відстані, на яку зоря зміщується на небесній сфері внаслідок руху Землі навколо Сонця. Це дорівнює куту, під яким із зорі видно велику піввісь земної орбіти. Якщо в уявному прямокутному трикутнику замінити кут в одну кутову секунду на фактичний паралакс зорі, то довгий катет дорівнюватиме відстані від Сонця до цієї зорі. Отже, парсек можна визначити як довжину сторони прямокутного трикутника, прилеглої до вершини, яку займає зоря з паралаксом в одну кутову секунду.

Використання парсека як одиниці відстані природно випливає з методу Бесселя, оскільки відстань у парсеках обчислюють просто як величину, обернену до паралактичного кута, вираженого в кутових секундах (наприклад, якщо паралакс дорівнює 1 кутовій секунді, об'єкт розташований на відстані 1 пк від Сонця; якщо 0,5 кутової секунди — на відстані 2 пк тощо). У цьому співвідношенні не потрібно використовувати жодних тригонометричних функцій, оскільки через надзвичайно малі кути застосовують наближені формули для видовженого трикутника.

Історія

Хоча термін міг уживатися і раніше, вперше слово «парсек» з'явилося в астрономічній публікації 1913 року. Королівський астроном Френк Вотсон Дайсон наголошував на потребі спеціальної назви для цієї одиниці відстані. Він запропонував назву «астрон», зазначивши, що Карл Шарльє висував варіант «сиріометр», а Герберт Холл Тернер — «парсек»[7]. Саме пропозиція Тернера зрештою закріпилася в науковому вжитку.

У серпні 2015 року Міжнародний астрономічний союз (МАС) ухвалив резолюцію B2, яка в межах визначення стандартизованої шкали абсолютних і видимих болометричних зоряних величин навела чинне явне означення парсека як точно 648000/π а.о., або приблизно 30856775814913673 метрів, з огляду на точне визначення астрономічної одиниці в метрах, ухвалене МАС у 2012 році. Це відповідає означенню парсека за наближенням малого кута, яке подають у багатьох астрономічних довідниках.[8][9]

Обчислення значення парсека

Згідно з визначенням 2015 року, дуга довжиною 1 а.о. стягує кут 1″ у центрі кола радіуса 1 пк. Тобто за означенням[10],

1  пк = 1  а.о. tan ⁡ ( 1 ″ ) ≈ 206 264 , 8  а.о. {\displaystyle 1{\text{ пк}}={\frac {1{\text{ а.о.}}}{\tan(1'')}}\approx 206\,264{,}8{\text{ а.о.}}}

Перейшовши від кутових секунд до радіанів і скориставшись тим, що для малих кутів тангенс приблизно дорівнює значенню кута, вираженому в радіанах,

1  пк 1  а.о. = 180 × 60 × 60 π {\displaystyle {\frac {1{\text{ пк}}}{1{\text{ а.о.}}}}={\frac {180\times 60\times 60}{\pi }}} .

Оскільки 1  а.о. = 149 597 870 700  м {\displaystyle 1{\text{ а.о.}}=149\,597\,870\,700{\text{ м}}} (точно за визначенням астрономічної одиниці 2012 року), то π   пк = 180 × 60 × 60   а.о. = 180 × 60 × 60 × 149 597 870 700   м = 96 939 420 213 600 000   м {\displaystyle \pi ~{\text{пк}}=180\times 60\times 60~{\text{а.о.}}=180\times 60\times 60\times 149\,597\,870\,700~{\text{м}}=96\,939\,420\,213\,600\,000~{\text{м}}} (точно за визначенням 2015 року).

Тому 1   пк = 96 939 420 213 600 000 π   м = 30 856 775 814 913 673   м {\displaystyle 1~{\text{пк}}={\frac {96\,939\,420\,213\,600\,000}{\pi }}~{\text{м}}=30\,856\,775\,814\,913\,673~{\text{м}}} (з точністю до метра).

Схема парсека.

На наведеній вище схемі (не в масштабі) S позначає Сонце, а E — Землю в одній із точок її орбіти (так, щоб у точці S радіус орбіти утворював прямий кут з напрямком на зорю). Отже, відстань ES дорівнює одній астрономічній одиниці. Кут SDE становить одну кутову секунду (1/3600 градуса), тому за означенням точка D розташована на відстані одного парсека від Сонця. За допомогою тригонометрії відстань SD обчислюють так:

S D = E S tan ⁡ 1 ″ = E S tan ⁡ ( 1 60 × 60 × π 180 ) ≈ 1 a u 1 60 × 60 × π 180 = 648 000 π a u ≈ 206 264 , 81   a u . {\displaystyle {\begin{aligned}\mathrm {SD} &={\frac {\mathrm {ES} }{\tan 1''}}\\&={\frac {\mathrm {ES} }{\tan \left({\frac {1}{60\times 60}}\times {\frac {\pi }{180}}\right)}}\\&\approx {\frac {1\,\mathrm {au} }{{\frac {1}{60\times 60}}\times {\frac {\pi }{180}}}}={\frac {648\,000}{\pi }}\,\mathrm {au} \approx 206\,264{,}81~\mathrm {au} .\end{aligned}}}

Оскільки астрономічну одиницю визначено як 149597870700 м[11], можна отримати такі значення:

1 парсек ≈ 206264,806247096 астрономічних одиниць
≈ 3,085677581×1016 метрів

Оскільки 1 світловий рік ≈ 9,46×1015 м, то

1 пк ≈ 3,261563777 св. р.

У загальному вигляді для обчислення відстані за результатами кутових вимірювань (у кутових секундах) застосовують формулу: D Сонце–зоря = D Земля–Сонце tan ⁡ θ 3600 {\displaystyle D_{\text{Сонце–зоря}}={\frac {D_{\text{Земля–Сонце}}}{\tan {\frac {\theta }{3600}}}}} де θ — виміряний кут у кутових секундах, а DЗемля–Сонце відома. Обчислена відстань до зорі матиме ті самі одиниці, що й DЗемля–Сонце (наприклад, в астрономічних одиницях або у світлових роках).

Довжина парсека, використана в резолюції МАС B2 2015 року[12] (точно 648000/π астрономічних одиниць) повністю збігається зі значенням, отриманим у наближенні малих кутів. Воно відрізняється від класичного визначення через тангенс приблизно на 200 км, тобто лише після 11-ї значущої цифри. Оскільки астрономічну одиницю МАС у 2012 році визначив як точну довжину в метрах, парсек також відповідає точній довжині в метрах. З точністю до метра парсек у наближенні малих кутів дорівнює 30856775814913673 м.

Використання та вимірювання

Метод паралаксу є фундаментальним етапом калібрування визначення відстаней в астрофізиці. Однак точність наземних вимірювань паралактичного кута за допомогою телескопів обмежена значенням близько 0,01″, а отже — зорями на відстанях не більш як 100 пк[13]. Причиною цього є атмосфера Землі, яка обмежує чіткість зображення зорі, розмиваючи майже точкове джерело в диск бачення, положення якого можна визначити лише наближено[14].

Космічні телескопи позбавлені цього обмеження і здатні точно вимірювати відстані до об'єктів, що перевищують межі точності наземних спостережень. У 1989—1993 роках супутник Hipparcos, запущений Європейським космічним агентством, виміряв паралакси близько 100000 зір з астрометричною точністю близько 0,97 мілісекунд та отримав надійні значення відстаней до зір на відстанях до 1000 пк[15][16]. Супутник Gaia, запущений 2013 року, зібрав дані з метою вимірювання відстаней до одного мільярда зір із точністю до 20 мікросекунд. Це забезпечує похибку близько 10 % навіть для об'єктів поблизу Галактичного центру на відстані понад 8000 пк[17].

Відстані в парсеках

Відстані менше парсека

Відстані, виражені частками парсека, зазвичай стосуються об'єктів у межах Сонячної системи. Наприклад:

  • Одна астрономічна одиниця (а.о.) — відстань від Сонця до Землі — становить трохи менше 4,85×10−6 пк.
  • Найвіддаленіший космічний зонд Вояджер-1 перебував на відстані 0,0007897 пк від Землі станом на 2024 рік. Для подолання цієї відстані Вояджеру-1 знадобилося 46 років.
  • Хмара Оорта має, за оцінками, діаметр близько 0,6 пк.
Астрофізичний струмінь, що виривається з активного ядра галактики галактики M87, має кутовий розмір 20″ і простягається на 1,5 кпк.

Парсеки та кілопарсеки

Відстані, виражені в парсеках (пк), зазвичай охоплюють простори між близькими зорями. Відстань у 1000 пк називають кілопарсеком (кпк). Астрономи зазвичай користуються кілопарсеками для вимірювання відстаней між частинами галактики або всередині груп галактик[18]. Наприклад:

Мегапарсеки та гігапарсеки

Астрономи зазвичай виражають відстані між сусідніми галактиками та скупченнями галактик у мегапарсеках (Мпк). Мегапарсек дорівнює одному мільйону парсеків, або приблизно 3,26 мільйона світлових років[24]. Іноді відстані між галактиками наводять в одиницях Mpc/h (наприклад, «50/h Mpc», також записують як 50 Mpc h−1). Тут h — безрозмірна стала Габбла, що лежить у діапазоні 0,65 < h < 0,75 й відображає невизначеність значення сталої Габбла H, яка задає швидкість розширення Всесвіту: h = H/100 (km/s)/Mpc. Стала Габбла стає важливою під час перетворення спостережуваного червоного зсуву z на відстань d за формулою d ≈ c/H × z[25].

Один гігапарсек (Гпк) дорівнює одному мільярду парсеків — це одна з найбільших одиниць довжини, використовуваних в астрономії. Один гігапарсек становить приблизно 3,26×109 св. р., або близько 1/14 відстані до горизонту спостережуваного Всесвіту. Астрономи зазвичай застосовують гігапарсеки для опису розмірів і відстаней до великомасштабних структур — зокрема розмірів і відстаней до Великої стіни CfA2, проміжків між скупченнями галактик, а також відстаней до квазарів.

Наприклад:

У культурі

Примітки

  1. ↑ 3-1.C.c // Quantities and units—Part 3: Space and time — 1 — ISO, 2006. — 19 p.
  2. ↑ կիլոպարսեկ
  3. ↑ Cosmic Distance Scales – The Milky Way. Процитовано 24 вересня 2014.
  4. ↑ а б Парсек // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 346. — ISBN 966-613-263-X.
  5. ↑ High Energy Astrophysics Science Archive Research Center (HEASARC). Deriving the Parallax Formula. NASA's Imagine the Universe!. Astrophysics Science Division (ASD) at NASA's Goddard Space Flight Center. Процитовано 26 листопада 2011.
  6. ↑ Bessel, F. W. (1838). Bestimmung der Entfernung des 61sten Sterns des Schwans [Determination of the distance of the 61st star of Cygnus]. Astronomische Nachrichten. 16 (5): 65—96. Bibcode:1838AN.....16...65B. doi:10.1002/asna.18390160502.
  7. ↑ Dyson, F. W. (Березень 1913). The distribution in space of the stars in Carrington's Circumpolar Catalogue. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 73 (5): 342. Bibcode:1913MNRAS..73..334D. doi:10.1093/mnras/73.5.334. [paragraph 14, page 342] Taking the unit of distance R* to be that corresponding to a parallax of 1″·0 [… Footnote:]
    * There is need for a name for this unit of distance. Mr. Charlier has suggested Siriometer, but if the violence to the Greek language can be overlooked, the word Astron might be adopted. Professor Turner suggests Parsec, which may be taken as an abbreviated form of "a distance corresponding to a parallax of one second".
  8. ↑ Cox, Arthur N., ред. (2000). Allen's Astrophysical Quantities (вид. 4th). New York: AIP Press / Springer. Bibcode:2000asqu.book.....C. ISBN 978-0387987460.
  9. ↑ Binney, James; Tremaine, Scott (2008). Galactic Dynamics (вид. 2nd). Princeton, NJ: Princeton University Press. Bibcode:2008gady.book.....B. ISBN 978-0-691-13026-2.
  10. ↑ B. Luque; F. J. Ballesteros (2019). Title: To the Sun and beyond. Nature Physics. 15 (12): 1302. Bibcode:2019NatPh..15.1302L. doi:10.1038/s41567-019-0685-3.
  11. ↑ Resolution B2 on the re-definition of the astronomical unit of length (PDF), Resolution B2, Beijing: International Astronomical Union, 31 серпня 2012, архів оригіналу (PDF) за 16 серпня 2013, процитовано 13 січня 2014, The XXVIII General Assembly of the International Astronomical Union recommends [adopted] that the astronomical unit be redefined to be a conventional unit of length equal to exactly 149597870700 м, in agreement with the value adopted in IAU 2009 Resolution B2
  12. ↑ Resolution B2 on recommended zero points for the absolute and apparent bolometric magnitude scales (PDF), Resolution B2, Honolulu: International Astronomical Union, 13 серпня 2015, архів оригіналу (PDF) за 6 січня 2024, процитовано 14 липня 2020, The XXIX General Assembly of the International Astronomical Union notes [4] that the parsec is defined as exactly (648 000/ π {\displaystyle \pi } ) au per the AU definition in IAU 2012 Resolution B2
  13. ↑ Pogge, Richard. Astronomy 162. Ohio State University.
  14. ↑ Bothun, Gregory (25 листопада 2020). Modern Cosmological Observations and Problems. CRC Press. ISBN 978-1-000-12402-6. Процитовано 20 листопада 2025.
  15. ↑ The Hipparcos Space Astrometry Mission. Процитовано 28 серпня 2007.
  16. ↑ Turon, Catherine. From Hipparchus to Hipparcos.
  17. ↑ GAIA. European Space Agency.
  18. ↑ Andrew May (29 липня 2022). What is a parsec? Definition and calculation. Space.com (англ.). Процитовано 16 січня 2025.
  19. ↑ How Do We Know How Far Away the Stars Are?. www.britannica.com (англ.). Процитовано 16 січня 2025.
  20. ↑ The Pleiades Star Cluster | Royal Observatory Greenwich Astronomy Guides. www.rmg.co.uk (англ.). Процитовано 16 січня 2025.
  21. ↑ Scientists Take Viewers to the Center of the Milky Way - NASA (амер.). 10 січня 2018. Процитовано 16 січня 2025.
  22. ↑ Eso 383-76 Galaxy Facts, Distance & Size. Universe Guide (амер.). 18 вересня 2022. Процитовано 16 січня 2025.
  23. ↑ The Galaxy Next Door (амер.). Процитовано 16 січня 2025.
  24. ↑ Why is a parsec 3.26 light-years?. Astronomy.com. 1 лютого 2020. Процитовано 20 липня 2021.
  25. ↑ Galaxy structures: the large scale structure of the nearby universe. Архів оригіналу за 5 березня 2007. Процитовано 22 травня 2007.
  26. ↑ Mei, S.; Blakeslee, J. P.; Côté, P. та ін. (2007). The ACS Virgo Cluster Survey. XIII. SBF Distance Catalog and the Three-dimensional Structure of the Virgo Cluster. The Astrophysical Journal. 655 (1): 144—162. arXiv:astro-ph/0702510. Bibcode:2007ApJ...655..144M. doi:10.1086/509598. S2CID 16483538.
  27. ↑ Lineweaver, Charles H.; Davis, Tamara M. (1 березня 2005). Misconceptions about the Big Bang. Scientific American. 292 (3): 36—45. Bibcode:2005SciAm.292c..36L. doi:10.1038/scientificamerican0305-36. Архів оригіналу за 10 серпня 2011. Процитовано 4 лютого 2016.
  28. ↑ База даних малих космічних тіл JPL: Парсек (англ.) .

Посилання

Джерело: стаття у Вікіпедії та історія редагувань (автори).