Yıldızların Sıcaklığı Nasıl Ölçülür?

yıldızların sıcaklığı nasıl ölçülür

Vücut ısınızı nasıl ölçersiniz? En basit cevap “bir termometre kullanmak” tır. Ama yıldızlar için de öyle mi? Cevap büyük bir HAYIR. Bildiğimiz gibi, bir yıldızın sıcaklığı birkaç bin Kelvin’e kadar değişebilir. Ancak, bugüne kadar, bu kadar yüksek sıcaklıklara dayanabilecek böyle bir termometre mevcut değildir. Dahası, süper güçlere sahip böyle bir termometre olsa bile, milyarlarca ışık yılı uzakta yıldızlarda kim kullanacak? Peki, yıldızların sıcaklığını nasıl ölçeriz?

İşte dolaylı yöntemler kurtarmaya geliyor. Yukarıda bahsedilen sorunların üstesinden gelmek için, Astrofizikçiler bir dizi dolaylı sıcaklık ölçümü tekniği kullanırlar. Bunlardan bazılarına tek tek bakalım!

Başlıklar

1 Wien’in Yerinden Edilme Yasası
2 Stefan yasası
3 Bir Yıldızın spektrum analizi ile yıldızların sıcaklığı nasıl ölçülür
4 Renk – Sıcaklık İlişkisi: yıldızların sıcaklığı nasıl ölçülür

Wien’in Yerinden Edilme Yasası

Wien’in yer değiştirme yasası , siyah bir cismin radyasyon spektrumu ile ilgilidir. Buna göre, farklı sıcaklıklar için siyah cisim radyasyon eğrisi, sıcaklık ile ters orantılı olan farklı dalga boylarında zirve yapacaktır. Dalga boyu ve sıcaklık arasındaki bu ters ilişkiyi kullanarak, yıldızların sıcaklıkları tahmin edilebilir.

Bununla birlikte, bu sadece bir kara cisminkine çok yakın olan spektrumları olan yıldızlar için geçerlidir. Ayrıca, incelenmekte olan yıldızın akı kalibrasyonlu spektrumları da mevcut olmalıdır. Bununla birlikte, bu yöntem yıldızların genellikle siyah cisimler olmadığı için çok doğru sonuçlar vermez.

Stefan yasası

Yıldızların sıcaklığını ölçmek için kullanılabilecek bir diğer yasa Stefan yasasıdır. Bu yasayı Astrofizik Temelleri serisinde ayrıntılı olarak ele aldık . Stefan-Boltzmann yasası onun sıcaklık açısından bir kara vücuttan yayılan gücü anlatılmaktadır. Bu kanuna göre, bir yüzeyden yayılan toplam radyant ısı gücü, mutlak sıcaklığının dördüncü gücü ile orantılıdır. L = 4πR 2 σT 4 . Burada σ Stefan-Boltzmann sabiti, L parlaklıktır, R ve T göz önüne alınan yıldızın yarıçapı ve sıcaklığıdır.

İlk başta, yıldızdan gelen toplam ışık akısını ölçüyoruz. Bu faktörleri birleştiren bilim adamları, parlaklığı tahmin ediyor. Ve interferometreler kullanarak, bir yıldızın yarıçapı bulunabilir. Sonunda, sıcaklık tüm bu terimleri Stefan’ın formülüne takarak ölçülür. Buradaki sınırlayıcı faktör, en büyük veya en yakın yıldızların yarıçaplarını ölçmedeki zorluktur. Yani ölçümler sadece birkaç dev ve yakınlardaki birkaç düzine ana dizi yıldızı için var . Bununla birlikte, bunlar astrofizikçilerin diğer teknikleri karşılaştırdığı ve kalibre ettikleri temel kalibratörler olarak işlev görür.

Bir Yıldızın spektrum analizi ile yıldızların sıcaklığı nasıl ölçülür

Atomların / iyonların farklı enerji seviyelerine sahip olduğunu biliyoruz. Ve bu seviyelerin nüfusu sıcaklığa bağlıdır. Daha yüksek seviyeler daha yüksek sıcaklıklarda işgal edilir veya bunun tersi daha düşük seviyelerde gerçekleşir. Seviyeler arasındaki geçişler, ilgili seviyeler arasındaki enerji farkına bağlı olarak belirli bir dalga boyunda ışığın yayılmasına veya emilmesine neden olabilir. Genellikle, bir yıldız içeride daha sıcak ve dışarıda daha soğuktur. Soğutucu, üstteki katmanlar yıldızın merkezinden çıkan ışınları emer. Bu elde ettiğimiz spektrumda absorpsiyon çizgileri ile sonuçlanır.

Spektrum analizi, farklı kimyasal elementler ve farklı dalga boyları için bu emme hatlarının kuvvetlerinin ölçülmesinden oluşur. Bir emme hattının gücü öncelikle yıldızın sıcaklığına ve belirli bir kimyasal elementin miktarına bağlıdır. Bununla birlikte, yerçekimi, türbülans, atmosferik yapı, vb. Gibi diğer bazı parametreler de onu etkileyebilir. Bu yöntem +/- 50 Kelvin kadar hassas bir sıcaklık ölçümü verir.

Renk – Sıcaklık İlişkisi: yıldızların sıcaklığı nasıl ölçülür

Yıldızların sıcaklığını ölçmenin bir başka yöntemi de renklerini analiz etmektir. Tüm yıldızlar beyaz görünse de, dikkatle görüntülendiğinde farklı renklere sahiptirler. Varyasyonlar sıcaklıklarının bir sonucudur. Soğuk yıldızlar kırmızı, sıcak yıldızlar mavi. Bir yıldızın rengini fotoelektrik fotometre adı verilen bir aletle ölçüyoruz.

Bu, ışığın farklı filtrelerden geçirilmesini ve her filtreden geçen miktarın bulunmasını içerir. Fotometreden yapılan ölçümler standart ölçekler kullanılarak sıcaklığa dönüştürülür. Bu yöntem, bir yıldızın iyi bir spektrumu olmadığında oldukça yararlıdır. Bu yöntemde elde edilen sonuçlar +/- 100-200 K’ye kadar doğrudur. Ancak, bu yöntem daha soğuk yıldızlar için zayıf sonuçlar verir. yıldızların sıcaklığı nasıl ölçülür

Yukarıda belirtilen yöntemlerin her birinin kendi avantajları ve sınırlamaları vardır. Yine de, tüm dünyadaki astrofizikçiler bu yöntemleri yaygın olarak kullanıyorlar ve sonuçta tatmin edici sonuçlar veriyorlar.

Anasayfaya dönmek için tıklayın.

Anasayfa

Post Views: 145