Klikk her for å åpne/laste ned side 116–119
4 Stråling 4:3 Verdensrommet – avslørt av stråling AKTIVITET Hubblesite – behind the pictures Søk på Internett med søkeordene «Hubblesite Behind the Pictures». Undersøk hvordan de ulike delene av det elektromagnetiske spekteret blir brukt for å se på galakser, planeter og andre objekter i verdens rommet. Hvordan ser galaksene ut i IR eller i UV? Stjernefargen – et temperaturmål Stjernene har litt forskjellig farge, og hvis du har godt fargesyn, klarer du å se det selv. Noen stjerner ser rødlige ut. Andre er mer hvite. Stjernene sender ut lys med alle bølgelengder, men ikke like mye ved alle bølge lengder. Stjerner med høy overflatetemperatur sender ut mer kortbølget stråling enn stjerner med lav overflatetemperatur. Resultatet blir at svært varme stjerner ser blåhvite ut, mens kjølige stjerner ser røde ut. Sola er gul – den er middels varm. Synlig lys 12 000 K Intensitet 116 Farge Temperatur/K Blå 25 000–50 000 Blåhvit 12 000–25 000 Hvit 7500–12 000 Gulhvit 6000–7500 Gul 4500–6000 Gulrød 3000–4500 Rød 2000–3000 Tabell over stjernefarger med tilhørende overflatetemperaturer 3000 K 0 500 1000 2000 Bølgelengde (nm) 3000 Planckfunksjonen viser intensiteten av strålingen ved ulike bølgelengder. Her ser du Planckfunksjonen til en varm og en «kald» stjerne. 4:3 Verdensrommet Eksempel 7 Overflatetemperaturen til sola Sola sender ut lys med alle farger (husk regnbuen), men det er den gule fargen som dominerer. Vi sier at sola er en gul stjerne. Overflatetemperaturen til gule stjerner er ca. 6000 °C. Ved solnedgang og soloppgang har sollyset lang vei gjennom atmosfæren og det blå lyset spres i alle retninger. Når sollyset kommer fram til oss, ser det derfor rødere ut enn når sola står høyt på himmelen. Spektrallinjer avslører stjernenes grunnstoffer Stjernespektre forteller oss hvilke grunnstoffer stjernene består av, og styrken til de forskjellige spektrallinjene sier noe om hvor mye som finnes av de ulike grunnstoffene. Eksempel 8 Stjernespektre – atomer og molekyler Spektre fra forskjellige stjerner forteller både om den kjemiske sammen setningen og om temperaturen. Her ser du en skisse av spektrene til Rigel og Betelgeuse, to stjerner i stjernebildet Orion. På bildet ser du Rigel som et lyspunkt oppe til venstre og Betelgeuse nede til høyre. Rigel Rigel Betelgeuse Betelgeuse Betelgeuse har tett med absorpsjonslinjer. Grundige studier viser at linjene kommer av at det er molekyler i stjerneatmosfæren. På Rigel er det for høy temperatur til at molekyler kan eksistere. Derfor ser du færre absorpsjonslinjer i spekteret fra Rigel enn i spekteret fra Betelgeuse. Absorpsjonslinjene i Rigel-spekteret kommer hovedsakelig fra hydrogen og helium. 117 118 4 Stråling De første stjernene som ble laget i universet, hadde tilgang på hydrogen og helium (og bitte litt litium og beryllium). Slike stjerner, som er fra en tidlig fase av universet, har derfor bare spektrallinjer fra hydrogen og helium. Tyngre grunnstoffer blir laget i stjerner som dør. Fordi vi ser spektrallinjer fra blant annet jern og magnesium i solspekteret, vet vi at sola ikke er blant de første stjernene som ble laget i universet. Stoffet på sola har vært del av en annen stjerne tidligere. Eksempel 9 Jern og magnesium i kroppen Du har jern, magnesium og flere andre tunge grunnstoffer i kroppen din. Hvor kommer disse grunnstoffene fra? Ja – helt riktig – fra en stjerne! Og de aller tyngste grunnstoffene (med atomnummer 26 og oppover) kommer fra en supernovaeksplosjon. Så om du ikke alltid føler deg som en stjerne, så har du i hvert fall vært en del av en stjerne en gang … Bildet viser stjernetåken Tors hjelm (NGC 2359) i stjernebildet Store hund (Canis Major). Stjernenes bevegelse – avslørt av dopplereffekten Stjernene beveger seg mot oss eller fra oss. For å undersøke bevegelsene ser vi på bølgelengdene til spektrallinjene – de endrer seg når stjerna beveger seg. Fenomenet kalles dopplereffekten. Eksempel 10 Dopplereffekt med lyd Det er dopplereffekten som gjør at lyden fra en ambulanse høres forskjellig ut om den kommer mot deg eller beveger seg bort fra deg. 113 113 AMBULANSE AMBULANSE Lyd er bølger som beveger seg gjennom lufta med en viss fart. En lys tone har kortere bølgelengde enn en mørk tone. Når lydkilden beveger seg mot deg, blir bølgelengden du registrerer, kortere, og du hører den lyse tonen. Når lydkilden beveger seg fra deg, blir bølgelengden lengre, og du hører den mørke tonen. Den egentlige bølgelengden til lyden («laboratoriebølge lengden» – den de hører i ambulansen) ligger et sted midt mellom de to verdiene ørene dine registrerer. 4:3 Verdensrommet Lys kan beskrives som bølger, og vi får den samme effekten hvis det er lyskilder som beveger seg i forhold til oss. Da er det bølgelengdene til de ulike spektrallinjene som blir kortere eller lengre. Hvis kilden er i ro i forhold til oss, ser vi den egentlige bølgelengden til lyset – laboratoriebølgelengden. Laboratoriebølgelengder til de ulike grunnstoffene er kjent både fra eksperimenter og fra beregninger. Hvis spektrallinjene til en stjerne har kortere bølgelengder enn normalt, sier vi at linjene er blåforskjøvet. Da er stjerna i bevegelse mot oss. Hvis linjene har lengre bølgelengder enn normalt, sier vi at de er rødforskjøvet. Da fjerner stjerna seg. Jo fortere lyskilden beveger seg i forhold til oss, desto større blir bølgelengdefor skyvningen i spektrallinjene. Bevegelse mot oss: blåforskyvning Vi sier at linjene er rødforskjøvet selv om de er i den blå delen av spekteret. Du må se etter «mønsteret» for å vite om spekteret er forskjøvet. Eksempel 11 I ro i forhold til oss: laboratoriebølgelengde Bevegelse fra oss: rødforskyvning Galakser i bevegelse Melkeveisystemet er vår egen galakse. En av våre nærmeste nabogalakser er Andromedagalaksen (NGC 224). Spektralanalyse av Andromedagalaksen viser at linjene er blåforskjøvet. Andromedagalaksen er altså på vei mot oss. Vi kan faktisk vente oss en gigantisk kollisjon mellom de to galaksene i framtiden (det er lenge til!). Galaksen NGC 4481 ligger veldig langt borte. Spektrallinjene fra denne galaksen er forskjøvet mot rødt. Det betyr at galaksen beveger seg bort fra oss. Dopplereffekten kan avsløre både stjernerotasjon og dobbeltstjerner. En stjerne som roterer, får bredere spektrallinjer enn de ville vært i laboratoriet. En stjerne som er en del av et dobbeltstjernesystem, får oppsplittede spektrallinjer. NB! Informasjon om stjernene Elektromagnetisk stråling gir informasjon om 1 stjernenes overflatetemperatur (stjernefargen) 2 hvilke grunnstoffer som finnes i stjerneatmosfærene (spektrallinjene) 3 hvordan stjernene beveger seg (rød-/blåforskyvning) 119
© Copyright 2024