Astronomia dziś

Jak dziś pracują astronomowie? Tego dowiemy się w pracowni analizy widmowej. Za pomocą specjalnych urządzeń przeprowadzimy doświadczenia przybliżające astronomiczne sposoby zdobywania informacji o Wszechświecie.

 

 

Dopiero w połowie dziewiętnastego wieku astronomom udało się wyznaczyć odległości do najbliższych gwiazd. I można powiedzieć, ze mieli pełne prawo popaść w skrajną depresję. Okazało się, że najbliższe gwiazdy są tak daleko, że zarówno w bliskiej i tej dalszej przyszłości nie jest możliwe dotarcie w ich okolice i zbadanie z małej odległości warunków fizycznych tam  panujących. Na szczęście, od połowy XIX i na początku XX wieku fizycy zaczęli odkrywać prawa rządzące promieniowaniem atomów i cząsteczek oraz poznawać ich budowę, dzięki czemu stało się możliwe badanie gwiazd i innych obiektów Kosmosu z dużej odległości. Okazało się, że ta cienka strużka światła docierająca do nas od gwiazd niesie ze sobą olbrzymią ilość informacji o gwiazdach. Astronomowie starają się zebrać jak najwięcej promieniowania gwiazd i dokładnie je zbadać.

 

W przyrządach zwanych spektrografami, rozkładają światło na barwy składowe tzw. widmo i dokładnie analizują ilość światła dochodzącą w każdej z barw. Gęste i gorące ciała, jakimi są świecące gazowe gwiezdne kule, emitują całą tęczę barw. Okazuje się, że istnieje zawsze taka barwa (długość fali świetlnej), na której ciało wyświeca najwięcej energii. Wystarczy określić tę długość i prosta operacja matematyczna daje możliwość wyznaczenia temperatury promieniującego światła. Im ciało gorętsze, tym krótsza długość fali maksimum promieniowania. Dlatego gwiazdy chłodne wydają się nam bardziej czerwone niż gorące, gdyż najwięcej energii promieniują w barwach zbliżonych do czerwieni, a te gorące w niebieskiej części widma. Okazało się że temperatury zewnętrznych atmosfer gwiazd zawarte są w granicach od 3 do 50 tysięcy kelwinów. Oczywiście znacznie większe temperatury panują we wnętrzach gwiazd, tam gdzie zachodzą reakcje termojądrowe.

 

Gdy dokładnie się przyjrzeć widmu gwiazdowemu na tle jasnej kolorowej tęczy możemy zobaczyć ciemne linie. To tak zwane absorpcyjne linie widmowe, linie papilarne pierwiastków chemicznych jakie znajdują się w atmosferze gwiazd. Każdy pierwiastek w stanie gazowych emituje lub pochłania ściśle określone długości promieniowania elektromagnetycznego. To ciemne linie które widoczne są na widmach przynależą konkretnym pierwiastkom. Ilość i wygląd linii jest cieśle związany ze składem chemicznym oraz warunkami fizycznym jakie panują w atmosferze gwiazdy. W ten sposób astronomowie określili, że najwięcej w Kosmosie jest wodoru i helu i tylko 1% to pierwiastki od nich cięższe, które wytwarzane są we wnętrzach gwiazd lub podczas wybuchów gwiazd supernowych, gdy w olbrzymich kosmicznych katastrofach umierają masywne gwiazdy.