พารัลแลกซ์ดาวฤกษ์

ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้จะเปลี่ยนตำแหน่งปรากฏไปตามตำแหน่งในวงโคจรของโลก

พารัลแลกซ์ดาวฤกษ์ (stellar parallax) เป็นปรากฏการณ์ที่ตำแหน่งของวัตถุทางดาราศาสตร์บนทรงกลมท้องฟ้าดูเหมือนจะเปลี่ยนไปตามตำแหน่งของโลกเนื่องจากพารัลแลกซ์ โดยทั่วไปตำแหน่งของโลกขึ้นอยู่กับตำแหน่งในวงโคจร ซึ่งมีคาบการเปลี่ยนแปลงเท่ากับคาบการโคจรของโลก นั่นคือประมาณ 1 ปี จึงมักเรียกว่าเป็น พารัลแลกซ์ประจำปี (annual parallax)

ภาพรวม

การเคลื่อนที่ของตำแหน่งปรากฏของวัตถุท้องฟ้าเนื่องจากพารัลแลกซ์ประจำปีจะแปรผันตามละติจูดสุริยวิถีของวัตถุท้องฟ้าบนทรงกลมท้องฟ้า ที่บริเวณละติจูดสุริยวิถี ±90 องศา (ขั้วสุริยวิถี) การเคลื่อนที่จะดูเหมือนว่าเป็นวงกลม เมื่อละติจูดสุริยวิถีลดลงจะปรากฏเป็นการเคลื่อนที่แบบวงรี โดยมีแนวละติจูดสุริยวิถีเป็นแกนเอก และที่ละติจูดสุริยวิถี 0 องศา (บนระนาบสุริยวิถี) จะปรากฏเหมือนว่าเคลื่อนที่ไปกลับในแนวเส้นตรง ขนาดของพารัลแลกซ์ประจำปีแสดงด้วยระยะเชิงมุมครึ่งหนึ่งของความยาวของแกนเอกของการเคลื่อนที่เป็นวงรี

ขนาดของพารัลแลกซ์ประจำปีจะแปรผกผันกับระยะทางของวัตถุท้องฟ้าจากโลก ดังนั้น หากสามารถวัดพารัลแลกซ์ประจำปีได้ ระยะทางจากโลกถึงวัตถุสามารถกำหนดได้โดยใช้ตรีโกณมิติ เมื่อวัตถุอยู่ห่างจากโลก 3.26 ปีแสง พารัลแลกซ์ต่อปีจะเท่ากับ 1 พิลิปดาพอดี นี่คือที่มาของ พาร์เซก หน่วยวัดระยะทางของวัตถุท้องฟ้า

การมีอยู่ของพารัลแลกซ์ประจำปีได้รับการทำนายมานานแล้วตามทฤษฎีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง แต่การสังเกตนั้นทำได้ยากมากเนื่องจากขนาดของพารัลแลกซ์ประจำปีมีขนาดเล็กมาก แม้แต่พารัลแลกซ์ประจำปีของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุดอย่างอัลฟาคนครึ่งม้าก็มีพารัลแลกซ์ประจำปีเพียง 0.76 พิลิปดาเท่านั้น ซึ่งเทียบเท่ากับการตรวจจับพารัลแลกซ์ที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่อยู่ห่างออกไป 271 เมตร ขยับไปเพียง 1 มิลลิเมตร

ทือโก ปราเออได้ใช้ข้อเท็จจริงที่ว่าไม่สามารถสังเกตพารัลแลกซ์ประจำปีได้มาเป็นเหตุผลในการปฏิเสธทฤษฎีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางและสนับสนุนทฤษฎีโลกเป็นศูนย์กลาง อย่างไรก็ตาม โยฮันเนิส เค็พเพลอร์สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้าได้ง่ายกว่าทฤษฎีโลกเป็นศูนย์กลางแบบเดิมมาก โดยถือว่าดาวเคราะห์อยู่ในการเคลื่อนที่แบบวงรี

หลักฐานโดยตรงสำหรับทฤษฎีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางมาจากการสังเกตการณ์เกี่ยวกับความคลาดทางดาราศาสตร์ของเจมส์ แบรดลีย์ ซึ่งเกิดขึ้นมากกว่า 100 ปีหลังจากการค้นพบกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเค็พเพลอร์ โดยที่จริงแล้วจุดประสงค์ดั้งเดิมของแบรดลีย์คือการสังเกตพารัลแลกซ์ประจำปี แต่เขาไม่ประสบความสำเร็จในเรื่องนี้ กว่า 100 ปีต่อมา ฟรีดริช เบ็สเซิล ยืนยันว่าพารัลแลกซ์ประจำปีของ 61 Cygni ในปี 1838เท่ากับ 0.314 วินาที หลังจากนั้นไม่นาน ฟรีดริช ฟ็อน ชตรูเวอ ได้คำนวณพารัลแลกซ์ประจำปีของดาวเวกาได้ที่ 0.26 พิลิปดา และทอมัส เฮนเดอร์สันได้คำนวณพารัลแลกซ์ประจำปีของอัลฟาคนครึ่งม้าได้ที่ 0.76 พิลิปดา

เป็นการยากที่จะวัดค่าพารัลแลกซ์ประจำปีที่แม่นยำจากพื้นโลก เนื่องจากความผันผวนของชั้นบรรยากาศโลก ดังนั้นดาวเทียมฮิปปาร์โคสจึงถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 1989 เพื่อวัดพารัลแลกซ์ประจำปีจากอวกาศ เป็นผลให้พารัลแลกซ์ประจำปีของดาว 118,274 ดวงที่อยู่ภายในระยะประมาณ 150 พาร์เซกจากโลกถูกวัดด้วยความแม่นยำโดยมีความคลาดเคลื่อนเพียง 1/1,000 พิลิปดา ซึ่งช่วยปรับปรุงความแม่นยำของระยะทางของดาวเหล่านี้อย่างมาก ในโครงการ VERA ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ในการสังเกตการณ์ด้วยความแม่นยำที่ความคลาดเคลื่อน 10 ไมโครพิลิปดา