많은 사람들이 천문학자에게 묻는 질문은’어떻게 우주에 대해 그렇게 많이 알 수 있습니까?’별,은하,크기,온도 등에 대해 이야기 할 때. 이 모든 것을 어떻게 측정하는지 자주 묻습니다. 이것이 물리학의 아름다움입니다. 물리학에서 우리는 문제를 해결하고 우주의 작용을 더 잘 이해할 수있는 새로운 방법을 발명해야합니다. 이 기사에서는 천체 물리학 자들이 수조 킬로미터 떨어진 별의 온도를 측정하는 방법을 보여 드리겠습니다.
천체 물리학 자들은 온도 측정의 몇 가지 간접 기술을 사용합니다. 의 하나 하나 그들 중 일부를 살펴 보자.
빈의 변위 법칙:
빈의 변위 법칙은 흑체의 복사 스펙트럼에 관한 것이다. 이에 따르면,서로 다른 온도에 대한 흑체 복사 곡선은 온도에 반비례하는 서로 다른 파장에서 최고조에 달할 것입니다. 파장과 온도 사이의 역 관계를 사용하여 별의 온도를 추정 할 수 있습니다.
그러나 이것은 흑체에 근접한 스펙트럼을 가진 별에만 적용 할 수 있습니다. 또한,고려중인 별의 플럭스 보정 스펙트럼도 사용할 수 있어야합니다. 그러나,이 방법은 별이 완벽한 흑체가 아니기 때문에 정확한 결과를 제공하지 않습니다.
스테판의 법칙:
별의 온도를 측정하는 데 사용할 수 있는 또 다른 법칙은 스테판의 법칙이다. 우리는 천체 물리학 시리즈의 기초에서이 법을 자세히 다루었습니다. 스테판-볼츠만 법칙은 흑체에서 방출되는 힘을 온도 측면에서 설명합니다. 이 법칙에 따르면 표면에서 방출되는 총 복사열 전력은 절대 온도의 4 제곱에 비례합니다. L=4πR2σT4. 여기서 스테판-볼츠만 상수,엘 이다 광도,아르 자형 과 티 고려중인 별의 반경과 온도입니다.
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처음에,우리는 별에서 오는 빛의 총 플럭스를 측정한다. 그런 다음 이러한 요소를 결합하여 과학자들은 광도를 추정합니다. 그리고 간섭계를 사용하여 별의 반경을 찾을 수 있습니다. 결국,온도 스테판의 공식에 이러한 모든 용어를 연결 하 여 측정 됩니다. 여기서 제한 요인은 가장 크거나 가장 가까운 별의 반경을 측정하는 데 어려움이 있습니다. 그래서 측정은 소수의 거인과 수십 개의 인근 주 시퀀스 별에 대해서만 존재합니다. 그러나 이들은 천체 물리학 자들이 다른 기술을 비교하고 교정하는 기본 교정기 역할을합니다.
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별의 스펙트럼 분석에 의해:
우리는 원자/이온이 우주의 모든 별을 그릴 수 있다는 것을 알고 있습니다.다른 에너지 레벨을 가지십시오. 그리고 이러한 수준의 인구는 온도에 따라 다릅니다. 높은 수준은 더 높은 온도에서 점유되고 낮은 수준의 경우 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 레벨 사이의 전이는 관련 레벨 간의 에너지 차이에 따라 특정 파장에서 빛의 방출 또는 흡수를 초래할 수 있습니다. 일반적으로,별은 내부에 더 뜨겁고 외부에 더 차갑다. 더 차가운,위에있는 층은 별의 중심에서 나오는 방사선을 흡수합니다. 이것은 우리가 얻는 스펙트럼에 있는 흡수 선 귀착됩니다.
스펙트럼 분석은 서로 다른 화학 원소와 서로 다른 파장에 대해 이러한 흡수 라인의 강도를 측정하는 것으로 구성됩니다. 흡수선의 강도는 주로 별의 온도와 특정 화학 원소의 양에 따라 달라집니다. 그러나 중력,난류,대기 구조 등과 같은 몇 가지 다른 매개 변수가 있습니다.,또한 영향을 미칠 수 있습니다. 이 방법은+/-50 켈빈만큼 정밀하게 온도 측정을 제공합니다.
색-온도 관계:
항성의 온도를 측정하는 또 다른 방법은 항성의 색을 분석하는 것이다. 모든 별은 흰색으로 표시되지만 신중하게 볼 때 색상이 다릅니다. 변이는 그들의 온도의 결과이다. 차가운 별은 빨간색으로 표시되고 뜨거운 별은 파란색입니다. 우리는 광전 광도계라는 악기에 의해 별의 색상을 측정합니다.
이것은 다른 필터를 통해 빛을 전달하고 각 필터를 통과하는 양을 찾는 것을 포함합니다. 광도계의 측정은 표준 스케일을 사용하여 온도로 변환됩니다. 이 방법은 별의 좋은 스펙트럼을 사용할 수 없을 때 유용합니다. 이 방법에서 얻어진 결과는+/-100-200 케이까지 정확합니다.
위에서 언급 한 각 방법에는 특전 및 제한이 있습니다. 그럼에도 불구하고 전 세계의 천체 물리학 자들은 이러한 방법을 널리 사용하며 결국 만족스러운 결과를 얻습니다.
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‘우주의 비밀’에서 편집자,나는 인도에서 물리학 석사 학위를 완료하고 곧 우주 과학 연구소,외계 행성에 내 박사 과정에 대한 바르셀로나에 가입 할 예정입니다. 나는 우주 산업에서 일어나는 전진과 함께 행성 과학,관측 천체 물리학,양자 역학 및 원자 물리학에 관한 주제의 과다에 대해 쓰는 것을 좋아합니다.