Conţinut
Cercetările astronomice moderne au acumulat o uimitoare bogăție de cunoștințe despre univers, în ciuda limitărilor extreme ale observației și culegerii de date. Astronomii raportează în mod obișnuit informații detaliate despre obiectele aflate la miliarde de kilometri distanță. Una dintre tehnicile esențiale ale investigației astronomice implică măsurarea radiațiilor electromagnetice și efectuarea de calcule detaliate pentru a determina temperatura obiectelor îndepărtate.
De la temperatură la culoare
Culoarea luminii radiate de o stea își dezvăluie temperatura, iar temperatura unei stele determină temperatura obiectelor din apropiere, cum ar fi planetele. Lumina este produsă atunci când particulele atomice încărcate vibrează și eliberează energie sub formă de particule de lumină, cunoscute sub numele de fotoni. Deoarece temperatura corespunde unei energii interne a obiectelor, obiectele mai fierbinți vor emite fotoni de energie mai mare. Energia fotonilor determină lungimea de undă sau culoarea luminii; astfel, culoarea luminii emise de un obiect este o indicație a temperaturii. Totuși, acest fenomen nu este observabil până când un obiect devine extrem de fierbinte - aproximativ 3.000 de grade Celsius (5.432 de grade Fahrenheit) - deoarece temperaturile mai mici radiază în spectrul infraroșu, mai degrabă decât în spectrul vizibil.
Heavenly Blackbodies
Conceptul de om negru este esențial pentru măsurarea temperaturii obiectelor astronomice. Un om negru este un obiect teoretic care absoarbe perfect energia de la toate lungimile de undă ale luminii. În plus, emisia de lumină de la un om negru nu este influențată de compoziția obiectelor. Aceasta înseamnă că un om negru radiază lumina în funcție de un anumit spectru de culori care depinde exclusiv de temperatura obiectului. Stelele nu sunt corpuri negre ideale, dar sunt suficient de apropiate pentru a permite o aproximare exactă a temperaturii pe baza lungimilor de undă de emisie.
Multe lungimi de undă, un vârf
O simplă observație vizuală nu dezvăluie temperatura unei stele deoarece temperatura determină lungimea de undă de emisie maximă, nu singura lungime de undă de emisie. Stelele par în general albicioase, deoarece spectrele lor de emisie acoperă o gamă largă de lungimi de undă, iar ochiul uman interpretează un amestec de toate culorile ca lumină albă. În consecință, astronomii folosesc filtre optice care izolează anumite culori, apoi compară intensitățile acestor culori izolate pentru a determina vârful aproximativ al unui spectru de emisie de stele.
Încălzit de o stea
Temperaturile planetare sunt mai dificil de determinat, deoarece caracteristicile de absorbție și de emisie ale unei planete ar putea să nu fie în mod corespunzător similare cu caracteristicile de absorbție și emisie ale unei persoane negre. O atmosferă de planete și materialele de suprafață pot reflecta cantități semnificative de lumină, iar o parte din energia luminii absorbite este reținută de efectul de seră. În consecință, astronomii estimează temperatura unei planete îndepărtate prin calcule complexe care țin cont de astfel de variabile precum temperatura stelei celei mai apropiate, distanțele planetelor față de stea, procentul de lumină reflectat, compoziția atmosferei și planetele de rotație. caracteristici.