Πώς χρησιμοποιούν οι επιστήμονες το φαινόμενο Doppler για να μετρήσουν την πραγματική κίνηση των αστεριών;
1. Ελαφρές και φασματικές γραμμές:
- Τα αστέρια εκπέμπουν φως που περιέχει ένα φάσμα χρωμάτων.
- Αυτό το φάσμα δεν είναι συνεχές, αλλά έχει συγκεκριμένες σκοτεινές γραμμές (γραμμές απορρόφησης) σε ορισμένα μήκη κύματος. Αυτές οι γραμμές αντιστοιχούν σε συγκεκριμένα στοιχεία που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα του αστεριού που απορροφούν το φως σε αυτά τα μήκη κύματος.
2. Η επίδραση Doppler και η μετατόπιση του μήκους κύματος:
- Όταν ένα αστέρι κινείται προς εμάς, τα ελαφρά κύματα εκπέμπουν συμπιεσμένα, καθιστώντας τα μήκη κύματος μικρότερα. Αυτό μετατοπίζει τις γραμμές απορρόφησης στο φάσμα του αστεριού προς το μπλε άκρο του φάσματος ( blueshift ).
- Αντίθετα, όταν ένα αστέρι απομακρύνεται από εμάς, τα ελαφριά κύματα τεντώνονται, κάνοντας τα μήκη κύματος περισσότερο. Αυτό μετατοπίζει τις γραμμές απορρόφησης προς το κόκκινο άκρο του φάσματος ( redshift ).
3. Μέτρηση της μετατόπισης:
- Συγκρίνοντας τα παρατηρούμενα μήκη κύματος των γραμμών απορρόφησης στο φάσμα του αστεριού με τις γνωστές εργαστηριακές τους τιμές, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν την ποσότητα της μετατόπισης.
- Όσο μεγαλύτερη είναι η μετατόπιση, τόσο πιο γρήγορα το αστέρι κινείται προς ή μακριά από εμάς.
4. Προσδιορισμός της ταχύτητας:
- Χρησιμοποιώντας τον τύπο Doppler, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν την ακτινική ταχύτητα του αστεριού , που είναι το στοιχείο ταχύτητας προς ή μακριά από εμάς. Αυτή δεν είναι η συνολική ταχύτητα του αστεριού, καθώς μπορεί επίσης να έχει ένα εφαπτόμενο συστατικό (κίνηση στην οπτική γωνία μας).
5. Πρόσθετες πληροφορίες:
- Το φαινόμενο Doppler χρησιμοποιείται επίσης για τη μελέτη της περιστροφής των αστεριών παρατηρώντας τη διεύρυνση των φασματικών γραμμών λόγω των διαφορετικών ταχυτήτων διαφορετικών τμημάτων της επιφάνειας του αστεριού.
- Αυτή η τεχνική είναι ισχυρή επειδή επιτρέπει στους επιστήμονες να μετρήσουν την κίνηση των αστεριών ακόμη και σε τεράστιες αποστάσεις. Έχει χρησιμοποιηθεί για να ανακαλύψει εξωπλανήτες, να μελετήσει το σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών και να κατανοήσει τη δυναμική του Γαλαξία.
Συνοπτικά, αναλύοντας τη μετατόπιση των φασματικών γραμμών που προκαλούνται από το φαινόμενο Doppler, οι επιστήμονες μπορούν να καθορίσουν την ακτινική ταχύτητα των αστεριών, παρέχοντας κρίσιμες γνώσεις στην κίνηση τους και τη συνολική δυναμική του σύμπαντος.
