17: Аналіз зоряного світла

Last updated

Oct 27, 2022
Save as PDF
- 16.E: Сонце - атомна електростанція (вправи)
- 17.1: Яскравість зірок

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Все, що ми знаємо про зірки - як вони народжуються, з чого вони зроблені, як далеко вони знаходяться, як довго вони живуть і як вони помруть - ми дізнаємося, розшифровуючи повідомлення, що містяться у світлі та випромінюванні, що досягають Землі. Які питання ми повинні задати, і як знайти відповіді?

Ми можемо почати наше плавання до зірок, дивлячись на нічне небо. Очевидно, що зірки не всі здаються однаково яскравими, як і всі вони однакового кольору. Щоб зрозуміти зірки, ми повинні спочатку визначити їх основні властивості, такі як їх температури, скільки матеріалу вони містять (їх маси) та скільки енергії вони виробляють. Оскільки наше Сонце - зірка, звичайно, ті ж методи, включаючи спектроскопію, які використовуються для вивчення Сонця, можуть бути використані для з'ясування того, що таке зірки. Коли ми дізнаємось більше про зірки, ми будемо використовувати ці характеристики, щоб почати збирати підказки до основних проблем, які ми зацікавлені у вирішенні: Як утворюються зірки? Як довго вони виживають? Яка їхня кінцева доля?

17.1: Яскравість зірок
Загальна енергія, що випромінюється зіркою в секунду, називається її світністю. Наскільки яскраво виглядає зірка з точки зору Землі - це її очевидна яскравість. Яскравість зірки залежить як від її світності, так і віддаленості від Землі. Таким чином, визначення видимої яскравості і вимірювання відстані до зірки дають достатньо інформації для обчислення її світності.
17.2: Кольори зірок
Зірки мають різні кольори, які є показниками температури. Найгарячіші зірки, як правило, виглядають синіми або синьо-білими, тоді як найкрутіші зірки - червоні. Кольоровий індекс зірки - це різниця величин, виміряних на будь-яких двох довжині хвиль, і це один із способів вимірювання та вираження температури зірок астрономи.
17.3: Спектри зірок (і коричневі карлики)
Відмінності в спектрах зірок в основному обумовлені перепадами температури, а не складу. Спектри зірок описуються через спектральні класи. У порядку зниження температури цими спектральними класами є O, B, A, F, G, K, M, L, T і Y. Вони далі діляться на підкласи, пронумеровані від 0 до 9. Класи L, T та Y були додані нещодавно для опису нещодавно виявлених зіркових об'єктів - переважно коричневих карликів - які крутіші за M9. Наше Сонце має тип G2.
17.4: Використання спектрів для вимірювання зоряного радіуса, складу та руху
Аналіз спектра зірки може навчити нас всіляким речам, крім її температури. Ми можемо виміряти його детальний хімічний склад, а також тиск у атмосфері. Від тиску отримуємо підказки про його розмірах. Ми також можемо виміряти його рух у напрямку або від нас і оцінити його обертання.
17.E: Аналіз Starlight (вправи)

Мініатюра: Ця тривала експозиція показує кольори зірок. Круговий рух зірок по зображенню забезпечується обертанням Землі. Різні кольори зірок викликані їх різною температурою. (Кредит: модифікація роботи ЕСО/А.Сантерне).