Most egy olyan témával olvashattok, mely a beigért, exobolygókkal foglalkozó sorozat megértéséhez nyújt segítséget, emellett sok újdonsággal szolgálhat mindekinek, aki még csak most vagy nemrég kóstolt bele a csillagászat ízébe. Aki megtekintette "Kozmikus jókívánság karácsonyra" c. bejegyzésem, az biztosan ráncolta a homlokát a rajzon látható színes csillagok láttán. Hogy ezek léte nem puszta kitaláció, azt jelen bejegyzésem hivatott bizonyítani.
Nézzük meg 1.képünket, mely a Kaszás - közismertebb nevén Orion - csillagképről készült! Azonnal szembeötlik a csillagok különböző mérete és színe. Előbbi abból adódik, hogy a fényesebbek nagyobb kiterjedésűek lesznek a képen (túlexponálódnak), mint a halványabbak - adott expozíciós idő esetén. Jól látható, hogy az Orion csillagainak többsége kékesfehér színű, míg közülük egy vörös, ez a Betelgeuze (a kép alsó harmadában látható lilás-rózsaszínes objektum nem csillag, hanem az egyik legismertebb és legszebb csillagközi gázfelhő, az Orion-köd). Miért tapasztaljuk ezt a jelenséget, hiszen a csillagok bennünk kezdetektől fogva fehér fénypontokként élnek? Egyébként a színek szabad szemmel is felismerhetők, ha egy kicsit jobban megismerkedünk az éjszakai égbolttal, felületes vizsgálódás esetén az előbbi mondatban foglalt megállapítás valóban helytálló. A válasz: a színek a csillagok felszíni hőmérsékletével állnak kapcsolatban. A csillagok színezete gyakorlatilag bármilyen lehet a szivárvány színei közül - még barna is (erre később még visszatérünk). Mindenki látott már szivárványt, és azt is tudja, hogy ez a napfény egy speciális megnyílvánulási formája. A Nap fehér fényében a szivárvány színei keverten fordulnak elő. Ha azonban egy megfelelő tulajdonságú tárgy - pl. prizma vagy az esőcseppek - állnak a fény útjába, színes összetevői különválnak és megadott sorrendbe rendeződnek (2. ábra). Ez a különböző színű összetevők ún. törésmutatójának következménye, mely az adott fény hullámhosszának függvénye. Az így előállított sorozatot a napfény színképének, idegen szóval spektrumának nevezzük. Tehát a szivárvány egy színkép. Ám a színkép még folytatódik mindkét végétől tovább, vörös oldalon a rádióhullámok, míg lila felől a röntgen- és a gammahullámok felé. Vagyis a szivárvány a Nap elektromágneses színképének csak kis szelete, a látható napfény spektruma. Mindezt azért említettem, mert szükségünk lesz rá egy olyan törvény megértéséhez, melynek rájöhetünk a szín-kérdés megoldására. Tulajdonképpen nem is szeretnék ebbe nagyon belemenni, hiszen ez már a kvantummechanika tárgykörébe tartozik, és részletes tárgyalása meglehetőssen bonyolult. Éppen ezért csak a legfontosabb tudnivalókat említem meg. Amiről szó esik most, az ún. Wien-féle eltolódási törvény. Megállapításai a Max Planck által fémjelzett törvényszerűségekből következnek. Kimondja, hogy egy ún. abszolút feketetest által kibocsátott hőmérsékleti sugárzás nem egyenletes eloszlású, hanem egy adott hullámhosszon a kibocsátott energiának maximuma van, mely jellemzi a test hőmérsékletét. Abszolút feketetestnek azt az idealizált testet nevezzük, mely minden ráeső sugárzást elnyel. Mivel jó közelítéssel a csillagok is ilyennek mondhatók, ezért a törvény alkalmazásával viszonylag pontosan meghatározhatjuk felszíni hőmérsékletüket (azért volt szükséges kiemelni, hogy hőtermelés által felszabaduló elektromágneses sugárzásról, hőmérsékleti sugárzásról van szó, mert pl. a csillagok más mchanizmusok által is bocsáthatnak ki sugárzást, melyekre a törvény nem vonatkozik). A 3. ábráról leolvasható, hogy az adott színekhez - tehát hullámhosszakhoz- közelítőleg milyen hőmérséklet-érték tartozik. A Nap a sárga tartományban sugároz leginkább, így hőmérséklete ezek alapján 6000 Celsius-fok körül van. De hogyan állapítjuk meg mondjuk a Nap hőmérsékletét? Ennek elve viszonylag egyszerű, megvalósítása már jóval bonyolultabb: a napszínkép elsőre folyamatosnak tűnik. Nagyobb felbontású prizmával vagy ún. optikai ráccsal azonban látható, hogy a színes sávot sötét - ún. elnyelésű vagy abszorpciós - vonalak és sávok szakítják meg, elhalványodásuk mértéke különböző. Minden egyes vonal egy-egy hullámhosszon történő fényelnyelődést jelez, melyet bizonyos, a fény útjába eső anyagok okoznak. Nem mennék bele részletesen, a lényeg az, hogy a folyamatos színkép vonalakból áll, melyet bizonyos anyagok atomjai bocsátanak ki meghatározott hullámhosszon. Az abszorpciós vonalakat és sávokat azért említettem meg, mert mint a Napé, úgy a többi csillagé is ilyen, ún. abszorpciós színkép. Az abszorpciós vonalak közül meg kell keresni a legsötétebbet, mivel az jelzi a legintenzívebb vonal jelenlétét. És az pedig a sugárzás hőmérséleti csúcsára utal. Ennek hullámhosszát meghatározva a felszíni hőmérséklet is megadható. Ilyen egyszerű - de csak elvben. Ugyanis a csillagok színképe rengeteg vonalat tartalmaz, melyek akár össze is mosódhatnak. Ez pedig tovább növeli a mérés bizonytalanságát. Pontosabb elemzésekhez a prizmánál lényegesen jobb felbontású eszközre van szükség. A mai színképelemző készülékekben - az ún. spektroszkópokban - már optikai rácsok találhatók, melyekkel megfelelő felbontás érhető el. A 4. ábra a Nap ilyen modern technikával készített, ún. echelle-spektrumát mutatja. A csillag színképeinek tulajdonságai alapján az egyes csillagokat kategorizálni lehet, de erről csak a következő részben írok.
Lásd még:
- Egyszerű spektroszkóp készítése: http://www.sulinet.hu/tart/fcikk/Kiba/0/31248/1
- Csillagászati színképelemzés: http://hu.wikipedia.org/wiki/Csillagászati_szÃnképelemzés ,
- ugyanez a téma máshonnan: http://astro.u-szeged.hu/spectra/spektro5.html
Nézzük meg 1.képünket, mely a Kaszás - közismertebb nevén Orion - csillagképről készült! Azonnal szembeötlik a csillagok különböző mérete és színe. Előbbi abból adódik, hogy a fényesebbek nagyobb kiterjedésűek lesznek a képen (túlexponálódnak), mint a halványabbak - adott expozíciós idő esetén. Jól látható, hogy az Orion csillagainak többsége kékesfehér színű, míg közülük egy vörös, ez a Betelgeuze (a kép alsó harmadában látható lilás-rózsaszínes objektum nem csillag, hanem az egyik legismertebb és legszebb csillagközi gázfelhő, az Orion-köd). Miért tapasztaljuk ezt a jelenséget, hiszen a csillagok bennünk kezdetektől fogva fehér fénypontokként élnek? Egyébként a színek szabad szemmel is felismerhetők, ha egy kicsit jobban megismerkedünk az éjszakai égbolttal, felületes vizsgálódás esetén az előbbi mondatban foglalt megállapítás valóban helytálló. A válasz: a színek a csillagok felszíni hőmérsékletével állnak kapcsolatban. A csillagok színezete gyakorlatilag bármilyen lehet a szivárvány színei közül - még barna is (erre később még visszatérünk). Mindenki látott már szivárványt, és azt is tudja, hogy ez a napfény egy speciális megnyílvánulási formája. A Nap fehér fényében a szivárvány színei keverten fordulnak elő. Ha azonban egy megfelelő tulajdonságú tárgy - pl. prizma vagy az esőcseppek - állnak a fény útjába, színes összetevői különválnak és megadott sorrendbe rendeződnek (2. ábra). Ez a különböző színű összetevők ún. törésmutatójának következménye, mely az adott fény hullámhosszának függvénye. Az így előállított sorozatot a napfény színképének, idegen szóval spektrumának nevezzük. Tehát a szivárvány egy színkép. Ám a színkép még folytatódik mindkét végétől tovább, vörös oldalon a rádióhullámok, míg lila felől a röntgen- és a gammahullámok felé. Vagyis a szivárvány a Nap elektromágneses színképének csak kis szelete, a látható napfény spektruma. Mindezt azért említettem, mert szükségünk lesz rá egy olyan törvény megértéséhez, melynek rájöhetünk a szín-kérdés megoldására. Tulajdonképpen nem is szeretnék ebbe nagyon belemenni, hiszen ez már a kvantummechanika tárgykörébe tartozik, és részletes tárgyalása meglehetőssen bonyolult. Éppen ezért csak a legfontosabb tudnivalókat említem meg. Amiről szó esik most, az ún. Wien-féle eltolódási törvény. Megállapításai a Max Planck által fémjelzett törvényszerűségekből következnek. Kimondja, hogy egy ún. abszolút feketetest által kibocsátott hőmérsékleti sugárzás nem egyenletes eloszlású, hanem egy adott hullámhosszon a kibocsátott energiának maximuma van, mely jellemzi a test hőmérsékletét. Abszolút feketetestnek azt az idealizált testet nevezzük, mely minden ráeső sugárzást elnyel. Mivel jó közelítéssel a csillagok is ilyennek mondhatók, ezért a törvény alkalmazásával viszonylag pontosan meghatározhatjuk felszíni hőmérsékletüket (azért volt szükséges kiemelni, hogy hőtermelés által felszabaduló elektromágneses sugárzásról, hőmérsékleti sugárzásról van szó, mert pl. a csillagok más mchanizmusok által is bocsáthatnak ki sugárzást, melyekre a törvény nem vonatkozik). A 3. ábráról leolvasható, hogy az adott színekhez - tehát hullámhosszakhoz- közelítőleg milyen hőmérséklet-érték tartozik. A Nap a sárga tartományban sugároz leginkább, így hőmérséklete ezek alapján 6000 Celsius-fok körül van. De hogyan állapítjuk meg mondjuk a Nap hőmérsékletét? Ennek elve viszonylag egyszerű, megvalósítása már jóval bonyolultabb: a napszínkép elsőre folyamatosnak tűnik. Nagyobb felbontású prizmával vagy ún. optikai ráccsal azonban látható, hogy a színes sávot sötét - ún. elnyelésű vagy abszorpciós - vonalak és sávok szakítják meg, elhalványodásuk mértéke különböző. Minden egyes vonal egy-egy hullámhosszon történő fényelnyelődést jelez, melyet bizonyos, a fény útjába eső anyagok okoznak. Nem mennék bele részletesen, a lényeg az, hogy a folyamatos színkép vonalakból áll, melyet bizonyos anyagok atomjai bocsátanak ki meghatározott hullámhosszon. Az abszorpciós vonalakat és sávokat azért említettem meg, mert mint a Napé, úgy a többi csillagé is ilyen, ún. abszorpciós színkép. Az abszorpciós vonalak közül meg kell keresni a legsötétebbet, mivel az jelzi a legintenzívebb vonal jelenlétét. És az pedig a sugárzás hőmérséleti csúcsára utal. Ennek hullámhosszát meghatározva a felszíni hőmérséklet is megadható. Ilyen egyszerű - de csak elvben. Ugyanis a csillagok színképe rengeteg vonalat tartalmaz, melyek akár össze is mosódhatnak. Ez pedig tovább növeli a mérés bizonytalanságát. Pontosabb elemzésekhez a prizmánál lényegesen jobb felbontású eszközre van szükség. A mai színképelemző készülékekben - az ún. spektroszkópokban - már optikai rácsok találhatók, melyekkel megfelelő felbontás érhető el. A 4. ábra a Nap ilyen modern technikával készített, ún. echelle-spektrumát mutatja. A csillag színképeinek tulajdonságai alapján az egyes csillagokat kategorizálni lehet, de erről csak a következő részben írok.
Lásd még:
- Egyszerű spektroszkóp készítése: http://www.sulinet.hu/tart/fcikk/Kiba/0/31248/1
- Csillagászati színképelemzés: http://hu.wikipedia.org/wiki/Csillagászati_szÃnképelemzés ,
- ugyanez a téma máshonnan: http://astro.u-szeged.hu/spectra/spektro5.html
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése