Doppler shift สามารถสร้างสีของดาวสองดวงที่ระยะเดียวกันได้หรือไม่?


10

อย่างที่คุณทราบเอฟเฟกต์ Doppler สามารถเปลี่ยนความยาวคลื่นของแสงได้

สมมติว่ามีดาวสองดวงที่ระยะเดียวกันและอุณหภูมิเดียวกัน หากดาวดวงหนึ่งกำลังลดระดับลงและดาวดวงอื่นกำลังใกล้เข้ามาสีของมันจะดูแตกต่างออกไป

สิ่งที่ฉันอยากรู้ก็คือมีความเป็นไปได้มากแค่ไหนที่ดาวสองดวงแสดงสีที่ต่างกันเนื่องจากการเลื่อนดอปเลอร์ กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าดาวสองดวงที่อยู่ในระยะห่างเดียวกันมีสีต่างกันให้พูดว่าสีน้ำเงินและสีแดงมันจะปลอดภัยหรือไม่ถ้าสมมุติว่าดาวสองดวงมีอุณหภูมิพื้นผิวที่ต่างกัน

จริงๆแล้วนี่เป็นคำถามจากการสอบปลายภาคของ Wave & Heat

Q. ดาวปล่อยรังสีที่มีสเปกตรัมคล้ายกับของมนุษย์ผิวดำในอุดมคติ ดาวสองดวงที่มีขนาดเท่ากันนั้นอยู่ห่างจากเราเท่ากัน ดาวดวงหนึ่งดวงหนึ่งปรากฏเป็นสีแดงในขณะที่ดาวดวงอื่นดูสีน้ำเงินมาก เลือกคำสั่งที่ถูกต้อง

(a) ดาวสีแดงร้อนกว่า
(b) ดาวสีน้ำเงินร้อนกว่า
(C) ทั้งคู่อาจมีอุณหภูมิพื้นผิวเท่ากัน

ฉันอ่านว่าดาวบางดวงที่อยู่ใกล้ใจกลางกาแลคซีเคลื่อนที่เร็วมาก http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

หากเราพิจารณาการกระจายพลังค์เพียงอย่างเดียวจะเป็นไปได้ (b) ฉันสงสัยว่า (c) เป็นกรณีจริงหรือไม่หรือเป็นไปได้ที่จะเกิดแนวคิดเท่านั้น


1
มันเป็นแนวคิดที่เป็นไปได้สำหรับความเร็วประมาณ (ดาวแดงเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน) ไม่ว่าจะสังเกตหรือไม่ก็เป็นเรื่องราวที่ต่างออกไปโดยสิ้นเชิง 0.25
Cheeku

ฉันว่า (b) เป็นคำตอบที่ถูกต้อง สำหรับการเลื่อนดอปเลอร์เพื่อให้เกิดผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ (ดังที่อธิบายไว้) ความเร็วสัมพัทธ์ของดาวทั้งสองจะต้องใกล้เคียงกับแสง สิ่งนี้มีขนาดใหญ่กว่าสิ่งใดก็ตามแม้เป็น S2 ก็ตาม
วอลเตอร์

@Cheeku Doppler shift ไม่ใช่เพราะการโคจรของดาวเคราะห์ที่ใช้ตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบใช่หรือไม่ หากใช้วิธีการดังกล่าวก็หมายความว่าไม่จำเป็นต้องเริ่มต้นให้เคลื่อนที่เร็วเพื่อตรวจจับการเลื่อนดอปเลอร์
kasperd

@kasperd ฉันไม่ได้หมายความว่าในแง่ "ไม่สามารถสังเกตเห็นได้" ฉันหมายถึงในแง่ที่ว่าความน่าจะเป็นของการมีอยู่ของระบบดังกล่าวต่อความละเอียดที่ จำกัด การสนับสนุนเครื่องมือของเรานั้นต่ำมาก ขอโทษสำหรับความสับสน.
Cheeku

คำตอบ:


6

อย่างที่คุณพูดถึงอย่างถูกต้องมีดาวที่หายากซึ่งเคลื่อนที่เร็วเป็นพิเศษ ตรวจสอบยัง hypervelocity ดาวส่วนที่นี่ที่ประชากรตัวเอกย้ายที่ประมาณอธิบายไว้ (โดยวิธีการที่ความเร็วเหล่านี้ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่ผลิตในใจกลางกาแล็คซี่) โปรดทราบว่าดาวเหล่านี้เร็วเกินไปที่จะอยู่ในดิสก์นานเกินไป ในฐานะที่เป็น sidenote อื่นศูนย์กลางกาแลคซีที่มองไม่เห็นเนื่องจากการสูญพันธุ์ของฝุ่น103กิโลเมตร / วินาที

การคำนวณRedshiftsง่ายมากโดยเฉพาะ: ที่Vคือความเร็วในแนวสายตาคือความเร็วของแสงZ=δλ

Z=โวลต์
โวลต์Z=δλλ(โวลต์/)20

โวลต์=3103กิโลเมตร / วินาทีδλλ=10-2

λ=555นาโนเมตรλ=550นาโนเมตร560นาโนเมตร

สิ่งที่มีผลที่เป็นไปได้ แต่เป็นสีแดงฝุ่น ดาวดวงหนึ่งในสองดวงอาจถูกบดบังด้วยฝุ่นไม่เหมือนดาวดวงอื่นและดูเป็นสีแดง ดังนั้นทั้งข) และ c) จึงเป็นคำตอบที่เป็นไปได้

ป.ล. และที่จริงแล้วถ้าดาวฤกษ์ "ปรากฎแดง" มันก็น่าจะเป็นการสูญพันธุ์ของฝุ่น สีอุณหภูมิของร่างกายสีดำมีทั้งสีน้ำเงินสีน้ำเงินสีขาวสีเหลืองสีเหลืองสีส้มหรือสีแดง

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.