観測されるスペクトル
星から放射される光の強度(量)を、光の波長の関数として表したグラフを
見てきました。天文学者はこのようなグラフに、スペクトル
という名前をつけました。天文学者たちは頻繁に星のスペクトルを
撮り、その星について調べるためにそれらの測定を使います。SDSSでは、約
100万個もの天体のスペクトルを撮る計画です。ここにあるのは、SDSSで見た
星のスペクトルです。
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練習 4. 上のスペクトルで、ピーク波長を見つけま
しょう。スペクトルの全体的な形の中で強度が最大に見えるような波長です。今は、
5600オングストローム付近の高い鋭いピークは無視して下さい。そして求めたピー
ク波長から、星の平均温度を計算しましょう。 |
課題 4. プレート入手ツールを使って、SDSSのデー
タの中から10個から20個の星のスペクトルを見ましょう。プレートを選び、そ
のプレートのいくつかの星のスペクトルを見るために、リンクをクリックして
下さい。スペクトルのピーク波長から、星の温度を計算して下さい。その多
くは太陽より熱いですか?それとも冷たいですか?
プレート入手
ツールを始める
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注意書き
問題 5. 上で見た、観測されたスペクトルは、前
のセクションで見た熱的放射の曲線と比べてどうですか?類似点、相違点はど
こでしょうか? |
星のスペクトルの大まかな形は熱的放射によるものですが、星は他の理由に
よっても光を出しています。星の大気中の特定の元素の原子にとらえられている電子が
エネルギーを失うとき、その原子は光の波を放出します。特定の原子の特定の
電子から放射される光はすべて同じ波長を持っ
ているので、星はちょうどその波長のところで光を多く出すことができます。
そのようにして出された放射が、上のスペクトルの鋭いピーク(輝線)のもとに
なっているのです。同様にして、原子の中の電子がエネルギーをもらった
とき、それは光を吸収し、観測されるスペクトルには谷(吸収線)が残ります。星の
スペクトルを見たとき、熱的放射とこのような非熱的放射の寄与は容易に区別することができ
ます。
星の色は、星から放射される熱的放射と非熱的放射のすべての
光の波長によって決まります。ですから、星の色を、そのスペクトルに
熱的放射の曲線を合わせて求めると、正しい答えが得られません。
もしある星の観測されたスペクトルが熱的放射曲線に非常に近かったら、
つまり山や谷がそれほど高くなければ、その星は「熱的」放射源と呼ばれます。
もしある星の観測されたスペクトルが熱的放射曲線に近くなかったら、つまり
山や谷が高かったら、その星は「非熱的」放射源と呼ばれます。上で見たスペ
クトルでは、いくつかの山や谷がとても高いのを見ることができたでしょう。
ですから、多くの星は、非熱的放射源なのです。
問題 6. 上に例として出したスペクトルを持った
星は、熱的放射源だと思いますか?それはどうしてですか? |
次の何ページかでは、熱的放射源を非熱的放射源からわける簡単な方法を
学びます。
他の 3,995,000 個の星
星のスペクトルがあれば、ピーク波長から温度が求められます。しかし
SDSSでは画像は400万以上の星に対して撮っているのに対し、スペクトルはまだ
5000個の星しか撮っていません。天文学者たちは、残りの3,995,000個の星の
温度をどうやって知っているのでしょうか?
星のスペクトルの詳細を知らなくても、天文学者たちは星の温度について
結論を導き出すことができます。次のセクションでは、SDSSの5つのフィルター
によって、どの星が一番熱く、どの星が一番冷たく、そして中間のどこかにあ
るのはどれか、ということを知る手段を学びます。
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