Kodėl vienos žvaigždės atrodo mėlynos, o kitos – raudonos?
Trumpas atsakymas: Žvaigždės atrodo mėlynos arba raudonos daugiausia dėl savo paviršiaus temperatūros. Karštos žvaigždės skleidžia daugiau mėlynos šviesos, o vėsesnės – daugiau raudonos, o kiti veiksniai, pavyzdžiui, dulkės ar judėjimas, keičiasi mažiau.
Pagrindinė mintis
Žvaigždės spalva priklauso nuo jos skleidžiamos šviesos. Karštesnės žvaigždės skleidžia daugiau didelės energijos mėlynos ir violetinės šviesos. Vėsesnės žvaigždės skleidžia daugiau mažos energijos raudonos ir oranžinės šviesos.
Tai panašu į tai, kaip karštas geležis šviečia melsvai baltai, o vėsesnė – raudonai. Žvaigždės šviesa yra visų spalvų mišinys, tačiau ryškiausia šio mišinio dalis priklauso nuo temperatūros. Žvaigždės šviesoje esančios dujos sudaro tamsias arba ryškias linijas, kurios nurodo, iš ko ji sudaryta.
Dulkės tarp mūsų ir žvaigždės gali ją padaryti raudonesnę, išsklaidydamos mėlyną šviesą. Nedideli spalvos pokyčiai taip pat gali atsirasti dėl žvaigždės greito judėjimo link mūsų arba tolyn nuo mūsų (Doplerio poslinkis).
Už to slypintis mokslas
Įvardyti dėsniai / principai: juodojo kūno spinduliuotė ir Wieno poslinkio dėsnis.
Juodasis kūnas yra idealus objektas, kuris sugeria ir skleidžia šviesą; žvaigždės elgiasi kaip beveik idealūs juodieji kūnai. Wieno poslinkio dėsnis teigia, kad kylant temperatūrai, skleidžiamos šviesos didžiausias bangos ilgis juda į trumpesnius (mėlynesnius) bangos ilgius. Taigi, labai karštos žvaigždės (dešimtys tūkstančių kelvinų) pasiekia didžiausią mėlyną arba ultravioletinę šviesą, o šaltos žvaigždės (keli tūkstančiai kelvinų) pasiekia didžiausią raudoną arba infraraudonąją šviesą .
Kiti veiksniai keičia stebimą žvaigždės spalvą. Atominės absorbcijos ir emisijos linijos žvaigždės spektre atsiranda iš elementų jos išoriniuose sluoksniuose ir gali šiek tiek pakeisti spalvą. Tarpžvaigždinės dulkės išsklaido mėlyną šviesą labiau nei raudoną, todėl tolimos žvaigždės atrodo raudonesnės (rausvesnės).
Doplerio efektas keičia bangos ilgius, jei žvaigždė greitai juda link mūsų arba tolyn nuo mūsų, tačiau šis poslinkis paprastai yra mažas spalvos atveju.
Kaip mes tai žinome: astronomai matuoja žvaigždžių šviesą spektrografais ir lygina spektrą su juodojo kūno kreivėmis ir laboratoriniais atomų matavimais. Šie atitikmenys rodo temperatūrą, sudėtį ir tokius efektus kaip paraudimas.
Pamatyk tai gyvenime
- Laužo liepsna: karščiausios vietos prie pagrindo gali atrodyti mėlynos, o vėsesni kraštai – raudoni.
- Rigelis (mėlynai balta žvaigždė) ir Betelgeizė (raudona supermilžinė) Oriono žvaigždyne.
- Saulė mums atrodo gelsvai balta, bet iš kosmoso atrodytų balta dėl savo paviršiaus temperatūros.
- Saulėlydis: saulės šviesa atrodo rausvesnė, nes Žemės atmosfera išsklaido mėlyną šviesą.
Išbandyk pats
Palyginkite spalvotus filtrus
Sauga: Mažus plastikinius filtrus laikykite atokiau nuo labai mažų vaikų ir nežiūrėkite tiesiai į saulę.
Priemonės
- baltas žibintuvėlis
- raudonas celofanas
- mėlynas celofanas
- baltas popierius
Žingsniai
- Pašvieskite žibintuvėliu į baltą popierių ir atkreipkite dėmesį į baltą šviesą.
- Uždenkite žibintuvėlį raudonu celofanu ir pašvieskite juo į popierių; atkreipkite dėmesį į spalvą.
- Pakartokite su mėlynu celofanu ir palyginkite ryškumą bei spalvą.
- Pabandykite sudėlioti raudoną ir mėlyną celofaną ir stebėkite sumaišytą spalvą. Ką tai rodo: Karštesnės žvaigždės skleidžia mėlynesnę šviesą, o šaltesnės – raudonesnę, panašiai kaip filtrai keičia žibintuvėlio spalvą.
Žodynėlis
- Juodojo kūno spinduliuotė: objekto skleidžiama šviesa, priklausanti tik nuo jo temperatūros.
- Wieno poslinkio dėsnis: taisyklė, nurodanti, kokią spalvą (bangos ilgį) karštas objektas skleidžia stipriausiai, o aukštesnėje temperatūroje spalvos tampa mėlynesnės.
- Paviršiaus temperatūra: žvaigždės išorinio sluoksnio karštis, matuojamas kelvinais (K).
- Paraudimas: kai dulkės tarp mūsų ir žvaigždės išsklaido mėlyną šviesą, todėl žvaigždė atrodo rausvesnė.
DUK
Ar mėlyna žvaigždė karštesnė už raudoną žvaigždę?
Taip, mėlynos žvaigždės yra karštesnės už raudonas žvaigždes.
Ar žvaigždė gali pakeisti spalvą per savo gyvenimą?
Taip, žvaigždės gali atvėsti ir parausti arba įkaisti ir tapti mėlynesnės per milijonus ar milijardus metų.
Ar judėjimas pakeičia žvaigždės spalvą?
Labai greitas judėjimas gali šiek tiek pakeisti žvaigždės spalvą (Doplerio poslinkis), tačiau pagrindinė to priežastis yra temperatūra.
Kodėl Saulė kartais atrodo geltona?
Žemės atmosfera ir Saulės padėtis danguje gali padaryti saulės šviesą geltonesnę arba raudonesnę, nors tikroji Saulės spalva yra balta.