Obsah
Moderný astronomický výskum nazhromaždil úžasné množstvo vedomostí o vesmíre napriek extrémnym obmedzeniam v pozorovaní a zhromažďovaní údajov. Astronómovia pravidelne hlásia podrobné informácie o objektoch vzdialených biliónov kilometrov. Jednou zo základných techník astronomického výskumu je meranie elektromagnetického žiarenia a vykonávanie podrobných výpočtov na určenie teploty vzdialených objektov.
Od teploty po farbu
Farba svetla vyžarovaného hviezdou odhaľuje jej teplotu a teplota hviezdy určuje teplotu blízkych objektov, ako sú planéty. Svetlo vzniká, keď nabité atómové častice vibrujú a uvoľňujú energiu ako svetelné častice, známe ako fotóny. Pretože teplota zodpovedá vnútornej energii objektov, horúce objekty budú emitovať fotóny s vyššou energiou. Energia fotónov určuje vlnovú dĺžku alebo farbu svetla; farba svetla emitovaného predmetom je teda indikáciou teploty. Tento jav však nie je možné pozorovať, kým sa objekt nestane veľmi horúcim - okolo 3 000 stupňov Celzia (5 432 stupňov Fahrenheita) - pretože nižšie teploty žiaria skôr v infračervenom spektre než vo viditeľnom spektre.
Nebeské Blackbodies
Koncept čierneho telesa je nevyhnutný na meranie teploty astronomických objektov. Blackbody je teoretický objekt, ktorý dokonale absorbuje energiu zo všetkých vlnových dĺžok svetla. Okrem toho emisia svetla z čierneho telesa nie je ovplyvnená zložením objektov. To znamená, že čierny telo vyžaruje svetlo podľa určitého spektra farieb, ktoré závisí výlučne od teploty objektu. Hviezdy nie sú ideálne čierne telieska, ale sú dosť blízko na to, aby umožnili presné priblíženie teploty na základe emisných vlnových dĺžok.
Mnoho vlnových dĺžok, jeden vrchol
Jednoduché vizuálne pozorovanie neodhaľuje teplotu hviezdy, pretože teplota určuje maximálnu emisnú vlnovú dĺžku, nielen jedinú emisnú vlnovú dĺžku. Hviezdy sa vo všeobecnosti javia belavé, pretože ich emisné spektrá pokrývajú širokú škálu vlnových dĺžok a ľudské oko interpretuje zmes všetkých farieb ako biele svetlo. V dôsledku toho astronómovia používajú optické filtre, ktoré izolujú určité farby, potom porovnávajú intenzity týchto izolovaných farieb a určujú približný vrchol emisného spektra hviezd.
Zahrievaná hviezdou
Určenie planétových teplôt je zložitejšie, pretože absorpčné a emisné charakteristiky planéty nemusia byť primerane podobné absorpčným a emisným charakteristikám čierneho telesa. Atmosféra planéty a povrchové materiály môžu odrážať značné množstvo svetla a časť absorbovanej svetelnej energie je zachovaná skleníkovým efektom. V dôsledku toho astronómovia odhadujú teplotu vzdialenej planéty pomocou zložitých výpočtov, ktoré zohľadňujú také premenné, ako je teplota najbližšej hviezdy, vzdialenosť planét od hviezdy, percento odrazeného svetla, zloženie atmosféry a rotácia planét. charakteristiky.