科学者は何兆マイルも離れた星の温度をどのように決定しますか？

多くの人が天文学者に尋ねる質問は、”あなたたちはどのようにして宇宙についてそんなに知っていますか？ 私は星、銀河、その大きさ、温度などについて話すとき。、私は頻繁にあなたたちはこのすべてを測定する方法を尋ねられています。 まあ、それは物理学の美しさです。 物理学では、問題を解決し、宇宙の働きをよりよく理解するための新しい方法を発明する必要があります。 この記事では、天体物理学者が何兆キロも離れている星の温度をどのように測定するかを紹介します。

天体物理学者は、温度測定のいくつかの間接的な技術を使用しています。 それらのいくつかを一つずつ見てみましょう。

Wienの変位則：

Wienの変位則は黒体の放射スペクトルに関係しています。 これによれば、異なる温度に対する黒体放射曲線は、温度に反比例する異なる波長でピークになる。 この波長と温度の逆関係を利用して、星の温度を推定することができます。

しかし、これは黒体のスペクトルに近いスペクトルを持つ星にのみ適用されます。 さらに、検討中の星のフラックス校正されたスペクトルも利用可能であるべきである。 しかし、星は完全な黒体ではないため、この方法では正確な結果は得られません。

ステファンの法則:

星の温度を測定するために使用できるもう一つの法則はステファンの法則です。 この法則については、天体物理学の基礎シリーズで詳しく説明しました。 Stefan-Boltzmannの法則は、黒い体から放射される電力をその温度で表しています。 この法則によれば、表面から放出される総放射熱パワーは、その絶対温度の第四乗に比例する。 L=4π r2π t4. ここで、λはステファン-ボルツマン定数、Lは光度、RとTは考慮中の星の半径と温度です。

天体物理学の基礎シリーズのすべての記事を読むここで

まず、星から来る光の全束を測定します。 次に、これらの要因を組み合わせて、科学者は光度を推定する。 そして、干渉計を使用して、星の半径を見つけることができます。 最終的には、これらの項をすべてステファンの式に差し込むことによって温度が測定されます。 ここでの制限要因は、最大または最も近い星の半径を測定することの難しさです。 そのため、測定値は数個の巨人と数十個の近くの主系列星に対してのみ存在します。 しかし、これらは、天体物理学者が他の技術を比較し、校正するための基本的な校正器として機能します。

関連する

• 兆兆以上の星を7つのグループに分類する方法
• 宇宙のすべての星をプロットできる図
• 星のスペクトル分析によって星のライフサイクル

星のスペクトル分析によって

原子/イオン異なるエネルギーレベルを持っています。 そして、これらのレベルの人口は温度に依存します。 より高いレベルは、より高い温度で占有され、より低いレベルではその逆もまた同様である。 レベル間の遷移は、関係するレベル間のエネルギー差に応じて、特定の波長での光の放出または吸収をもたらす可能性がある。 一般的に、星は内側でより熱く、外側ではより涼しいです。 クーラーの上にある層は、星の中心から出てくる放射を吸収します。 これは私達が得るスペクトルの吸収ラインで起因する。

スペクトル分析は異なった元素および異なった波長のためのこれらの吸収ラインの強さの測定から成っています。 吸収線の強さは、主に星の温度と特定の化学元素の量に依存します。 しかし、他のいくつかのパラメータは、重力、乱流、大気構造などを好みます。、またそれに影響を与えることができます。 この方法は+/-50Kelvinsよい精密の温度の測定を与える。

色温度の関係:

星の温度を測定する別の方法は、星の色を分析することです。 すべての星は白く見えますが、注意深く見ると色が異なります。 変化は温度の結果である。 冷たい星は赤く見え、熱い星は青です。 私たちは、光電光度計と呼ばれる機器によって星の色を測定します。

これには、光を異なるフィルターに通し、各フィルターを通過する量を見つけることが含まれます。 測光器からの測定値は、標準スケールを使用して温度に変換されます。 この方法は、星の良いスペクトルが利用できない場合に有益です。 この方法で得られた結果は、+/-100-200Kまで正確ですが、この方法は、より涼しい星のための悪い結果を与えます。

上記の各メソッドには特典と制限があります。 それでも、世界中の天体物理学者は広くこれらの方法を使用し、彼らは満足のいく結果を与えることになります。

あなたも好きかもしれません

• 天体物理学者になるには？
• 天体物理学に関する最高の本の10
• 歴史の中でトップ10天体物理学者