Spørsmål:
Kan dopplerforskyvning gjøre farger på to stjerner på samme avstand forskjellige?
user36437
2013-12-29 13:06:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Som du vet kan Doppler-effekten endre lysets bølgelengde.

Anta at det er to stjerner på samme avstand og samme temperatur. Hvis en stjerne er på vei tilbake og den andre stjernen nærmer seg, vil fargene deres se annerledes ut.

Det jeg vil vite er, hvor sannsynlig er det at to stjerner viser forskjellige farger på grunn av Doppler-skift? Med andre ord, hvis to stjerner på samme avstand har forskjellige farger, si blått og rødt, så er det trygt å anta at to stjerner har forskjellig overflatetemperatur?

Egentlig var dette spørsmålet fra avsluttende eksamen for Wave & Heat.

Q. Stjerner avgir stråling hvis spektrum er veldig likt det som en ideell svart kropp. To stjerner, identiske i størrelse, er i samme avstand fra oss. En av stjernene ser rødaktig ut mens den andre ser veldig blå ut. Velg riktig utsagn.

(a) Den røde stjernen er varmere.
(b) Den blå stjernen er varmere.
(C) De kan begge ha samme overflatetemperatur.

Jeg leste at noen stjerner i nærheten av det galaktiske sentrum beveger seg veldig fort. http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

Hvis vi bare vurderer Planck-distribusjon, er bare (b) mulig. Jeg lurer på om (c) også er en realistisk sak, eller at det bare er begrepsmessig mulig.

Det er konseptuelt mulig med en hastighet på rundt $ 0,25 c $ (rød stjerne blir blå). Enten det observeres eller ikke, er det en helt annen historie.
Jeg vil si (b) er det riktige svaret. For at Doppler-skift skal få en signifikant effekt (som beskrevet), må den relative hastigheten til de to stjernene være nær lysets. Dette er mye større enn noe obvsered, selv for S2.
@Cheeku Er ikke dopplerforskyvningen forårsaket av kretsløpende planeter brukt til å oppdage eksoplaneter? Hvis denne metoden brukes, vil det antyde at den ikke krever at starten beveger seg raskt for å oppdage Doppler-skiftet.
@kasperd Jeg mener ikke det i betydningen "kan ikke observeres". Jeg mener det heller i den forstand at sannsynligheten for at et slikt system eksisterer i forhold til oppløsningen som begrenser instrumentets støtte, er veldig lav. Beklager forvirringen.
En svar:
Alexey Bobrick
2013-12-30 01:39:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Som du riktig nevner, er det sjeldne stjerner som beveger seg spesielt raskt. Sjekk også hypervelocity stars-delen her, hvor en stjernepopulasjon som beveger seg på rundt $ 10 ^ 3 \ textrm {km / s} $ er beskrevet (forresten, disse hastighetene ble mest sannsynlig produsert i det galaktiske sentrum) . Legg også merke til at disse stjernene er for raske til å holde seg på disken i lange tider. Som en annen sidenot, er galaktisk senter ikke tilgjengelig visuelt på grunn av støvutryddelse.

Rødforskyvning beregnes spesielt enkelt: $$ z = \ dfrac {v} {c} $$ , hvor $ v $ er hastigheten langs siktelinjen, $ c $ er lysets hastighet, $ z = \ dfrac {\ delta \ lambda} {\ lambda} $ og $ (v / c) ^ 2 \ ca. 0 $ (som holder selv for hypervelocity-stjerner).

Fordi hypervelocity-stjerner er sjeldne, kan de sannsynligvis bare finnes nær vanlige stjerner. Likevel, når du er veldig optimistisk, tar du $ v = 3 \ cdot 10 ^ 3 \ textrm {km / s} $, og du får $ $ dfrac {\ delta \ lambda} {\ lambda} = 10 ^ {- 2} $ under meget gunstige forhold. Generelt er den ikke liten, men når det gjelder farger, er endringen ubetydelig.

Si, grønt lys på $ \ lambda = 555 \ textrm {nm} $ ville nå ha $ \ lambda = 550 \ textrm {nm} $ eller $ 560 \ textrm {nm} $ i bølgelengde, dvs. vil fremdeles være veldig grønn. Så dopplereffekten har ingen betydning for problemet ditt.

Det som imidlertid har mulig å gjøre er støvrødning. En av de to stjernene kan være tilslørt av støvet, i motsetning til den andre, og se rødaktig ut. Så både b) og c) er mulige svar.

P.S. Og faktisk, hvis en stjerne "virker rødlig", er det mest sannsynlig støvutryddelse. Svarte kroppstemperaturfarger er enten blå, blå, hvit, gul, gul, oransje eller rød.



Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 3.0-lisensen den distribueres under.
Loading...