Содержание
Современные астрономические исследования накопили удивительные знания о вселенной, несмотря на крайние ограничения в наблюдениях и сборе данных. Астрономы регулярно сообщают подробную информацию об объектах, которые находятся на расстоянии в триллионы миль. Один из основных методов астрономических исследований включает измерение электромагнитного излучения и выполнение подробных расчетов для определения температуры удаленных объектов.
От температуры к цвету
Цвет света, излучаемого звездой, показывает ее температуру, а температура звезды определяет температуру близлежащих объектов, таких как планеты. Свет генерируется, когда заряженные атомные частицы вибрируют и выделяют энергию в виде легких частиц, известных как фотоны. Поскольку температура соответствует внутренней энергии объекта, более горячие объекты будут излучать фотоны с большей энергией. Энергия фотонов определяет длину волны или цвет света; таким образом, цвет света, испускаемого объектом, является показателем температуры. Однако это явление не наблюдается, пока объект не станет очень горячим - около 3000 градусов по Цельсию (5432 градуса по Фаренгейту) - потому что более низкие температуры излучаются в инфракрасном спектре, а не в видимом спектре.
Небесные Черные Тела
Концепция черного тела имеет важное значение для измерения температуры астрономических объектов. Черное тело - это теоретический объект, который прекрасно поглощает энергию всех длин волн света. Кроме того, на излучение света от черного тела не влияет состав объектов. Это означает, что черное тело излучает свет в соответствии с определенным спектром цветов, который зависит исключительно от температуры объекта. Звезды не являются идеальными черными телами, но они достаточно близки, чтобы обеспечить точное приближение температуры на основе длин волн излучения.
Много длин волн, один пик
Простое визуальное наблюдение не показывает температуру звезды, потому что температура определяет пиковую длину волны излучения, а не единственную длину волны излучения. Звезды обычно выглядят беловатыми, потому что их спектры излучения охватывают широкий диапазон длин волн, а человеческий глаз интерпретирует смесь всех цветов как белый свет. Следовательно, астрономы используют оптические фильтры, которые изолируют определенные цвета, а затем сравнивают интенсивности этих изолированных цветов, чтобы определить приблизительный пик спектра излучения звезд.
Утепленные звездой
Температуру планет определить труднее, потому что характеристики поглощения и излучения планеты могут не быть адекватно подобны характеристикам поглощения и излучения черного тела. Атмосфера планет и поверхностные материалы могут отражать значительное количество света, а часть поглощенной световой энергии удерживается парниковым эффектом. Следовательно, астрономы оценивают температуру далекой планеты с помощью сложных расчетов, учитывающих такие переменные, как температура ближайшей звезды, расстояние планет от звезды, процент отраженного света, состав атмосферы и вращение планет. характеристики.