چگونه رنگین کمان-تعقیب داروخانه ها قرار داده و چشمک زدن در نجوم مدرن چشم

زندگی در قرن 19 ستاره شناس بود و نوع یکنواخت 200 سال پس از گالیله انقلابی کار با تلسکوپ.

ستاره شناسان تا به حال دقت ردیابی حرکات سیارات کشف شده یک زن و شوهر قبلا سیارات ناشناخته و کشت و قمر به تماشای ستاره ها می میرند ترسیم nebulas galore, و بیشتر. اما آنها befuddled با یک سوال بسیار ساده: آیا ستارگان و سیارات و nebulas ساخته شده است ؟

آن را در زمان چند دهه از توسعه به پیدا کردن یک روش برای پاسخ به این سوال و با کمال تعجب چند ستاره شناسان درگیر در این فرآیند است. اما هنگامی که فیزیکدانان و شیمیدانان که درگیر اختراع طیف سنجی آن به فصل مسابقه.

مرتبط با: 50 افسانه deep-space nebula عکس

بیش از رنگین کمان

منشور جذاب هستند: نور سفید می رود و یک رنگین کمان بیرون می آید. اما برای یک زمان طولانی مردم فرض شده است که منشور بود به نحوی تولید آن رنگ.

آن نیست تا زمانی که اسحاق نیوتن آزمایش است که ما متوجه است که رنگ های رنگین کمان در واقع از نور سفید خود را. نیوتن ابداع کلمه “طیف” برای اشاره به تفکیک اجزاء منحصر به فرد از یک منبع نور: چقدر نور آبی آن شامل چه قرمز چه زرد و….

اما در قرن های گذشته منبع نور خیلی سخت است و اوایل دانشمندان تا به حال واقعا تنها دو منبع در دسترس: خورشید و آتش. در اواسط 1800s یک فیزیکدان به نام ژوزف فون فرانهوفر تصمیم به بازی یک بازی کوچک از مقایسه با منابع آن.

با استفاده از بهترین دنگ منشور او می تواند طراحی (آنهایی که عاری از نقص و ناخالصی) او در مقایسه با نور خورشید به نور از شعله آتش, پیدا کردن برخی تعجب آور تفاوت. مهمترین, او در بر داشت که طیف خورشیدی ویژگی های صدها نفر از باریک تیره گروههای پراکنده در سراسر آن. هر چه خورشید ساخته شده از آن متفاوت بود از آتش.

فرانهوفر در ادامه به مناسب کاملا بحرانی قطعه از فن آوری شناخته شده به عنوان یک توری پراش است که یک صفحه نمایش کوچک با صدها نفر (یا بیشتر) از شکاف موازی بر آن حک شده. عبور نور از طریق این شکاف جدا به رنگ آن جزء تولید یک طیف از طرف دیگر دقیقا مانند یک منشور اما از کیفیت بهتر.

Bunsen را سوز

چند دهه بعد از چند داروخانه ها به نام گوستاو روبرت کیرشهوف و Robert Bunsen شروع به طور سیستماتیک بررسی طیف از عناصر مختلف با حذف مواد را به شعله های آتش (با استفاده از Bunsen را eponymous سوز).

دو دانشمندان دریافتند چیزی کاملا زیبا: هر یک از عناصر خود را متمایز طیف کاملا قابل تشخیص از این طیف از هر عنصر دیگر. Bunsen و Kirchoff متوجه آنها می تواند با استفاده از طیف به شناسایی عناصر و مولکولهای آنها مورد مطالعه قرار گرفت.

این زمانی است که ستاره شناسان را به روش جدید و متصل پراش توری به کسب و کار به پایان می رسد از خود تلسکوپ. نقطه تلسکوپ در یک شی دور (خورشید و یک سیاره یک سحابی یک ستاره کل معامله) و بیرون می آید یک طیف ستاره شناسان یافت. مطابقت کردن خطوط در این طیف با کسانی که تولید شده توسط یک عنصر شناخته شده و voila: شما می توانید ببینید که چه چیزهای در فضا ساخته شده است.

آشکار جهان

فیزیکدانان نمی کرک کد چگونه و چرا طیف تولید می شوند برای بسیاری از دهه. اما این مهم نیست برای ستاره شناسان که می گویند: “چه کسی اهمیت میدهد چه چیزی کار می کند تا زمانی که آن را شما می دانید کار می کند؟”

اما معلوم است که مکانیک کوانتومی طبیعت از یک عنصر را زیر اتمی قسمتهای داخلی باعث می شود هر یک از طیف های منحصر به فرد. در داخل اتم ها و مولکول ها انرژی تدریجی است. برای مثال یک الکترون می تواند تنها خاص کشورهای انرژی نه هر انرژی آن را می خواهد. همان می رود برای لرزش و یا چرخش یک مولکول; این ویژگی ها می تواند تنها برخی از ارزش ها.

گاهی اوقات این عنصر می تواند هیجان زده مکیدن انرژی از منابع دیگر که میآید الکترون در عنصر اتم تا به یک سطح انرژی بالاتر. قبل از اینکه طولانی, الکترون را راه خود را به عقب پایین انرژی نردبان تابش به عنوان آنها بروید. به دلیل گسسته تفاوت بین سطوح انرژی ساطع شده تابش است بسیار طول موج خاص — روشن خطوط در طیف.

اما اگر شما یک ابر از یک عنصر خاص در مقابل نور منبع و سپس برخی از تابش عبور خواهد اعتصاب کسانی اتم ها و جذب می شود. دوباره پس از آن جهش اتفاق می افتد فقط در خاص و سطح انرژی را جذب تابش خواهد بود فقط خیلی طول موج خاص — تاریک گم شده خطوط در طیف.

طیف سنجی است که در حال حاضر یک ابزار ارزشمند برای ستاره شناسان مدرن. این است که چگونه ما می دانیم که خورشید حاوی هلیوم که ابر تاپ مشتری حاوی آمونیاک است که دور ستاره های ساخته شده از همان مواد به عنوان خورشید و nebulas حاوی مواد تشکیل دهنده کلیدی برای زندگی است.

بیشتر چه طیف را نشان داد که جهان در حرکت مداوم است. این طیف از اشیاء در حال دور شدن از ما را انتخاب کنید تا یک اثر خفیفی از رنگ مایل به قرمز در حالی که این طیف از اشیاء در حال حرکت به سمت ما هستند رنگی آبی پدیده شناخته شده به عنوان انتقال به سرخ و blueshift. ستاره شناسان با استفاده از طیف به نقشه حرکت ستاره ها در داخل کهکشان ها و کهکشان ها در جهان است. این امر منجر به تحقق پدیده های مانند ماده تاریک و گسترش کیهان خود را.

همه از یک دسته از فیزیکدانان بازی در اطراف با رنگین کمان.

کسب اطلاعات بیشتر با گوش دادن به قسمت “چگونه سنجی انقلابی در نجوم؟” در “درخواست یک فضانورد” پادکست در دسترس در iTunes و در وب در http://www.askaspaceman.com. با تشکر از Shann ایالات متحده و استفان برای این پرسش است که منجر به این قطعه! پرسیدن سوال های خود را در توییتر با استفاده از #AskASpaceman یا زیر پل @PaulMattSutter و facebook.com/PaulMattSutter.

Paul M. ساتر است یک اخترفیزیکدان در SUNY استونی بروک و Flatiron موسسه میزبان “درخواست یک فضانورد” و “فضای رادیو” و نویسنده “جای خود را در جهان.” دنبال کنید با ما در توییتر @Spacedotcom و on Facebook.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.dehec.sutny.im