Czy przesunięcie Dopplera może różnić kolory dwóch gwiazd w tej samej odległości?

Jak wiadomo, efekt Dopplera może zmienić długość fali światła.

Załóżmy, że są dwie gwiazdy w tej samej odległości i tej samej temperaturze. Jeśli jedna gwiazda cofa się, a druga zbliża, ich kolory wyglądają inaczej.

Chcę wiedzieć, na ile prawdopodobne jest, że dwie gwiazdy mają różne kolory z powodu przesunięcia Dopplera? Innymi słowy, jeśli dwie gwiazdy w tej samej odległości mają różne kolory, powiedzmy niebieski i czerwony, to czy można bezpiecznie założyć, że dwie gwiazdy mają różną temperaturę powierzchni?

W rzeczywistości było to pytanie z końcowego egzaminu Wave & Heat.

P: Gwiazdy emitują promieniowanie, którego widmo jest bardzo podobne do widma idealnego ciała czarnego. Dwie gwiazdy o identycznej wielkości znajdują się w tej samej odległości od nas. Jedna z gwiazd ma czerwonawy kolor, a druga bardzo niebieska. Wybierz prawidłowe oświadczenie.

(a) Czerwona gwiazda jest gorętsza.
(b) Niebieska gwiazda jest cieplejsza.
(C) Oba mogą mieć tę samą temperaturę powierzchni.

Czytałem, że niektóre gwiazdy w pobliżu centrum galaktyki poruszają się bardzo szybko. http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

Jeśli weźmiemy pod uwagę tylko rozkład Plancka, możliwy jest tylko (b). Zastanawiam się, czy (c) jest również realistycznym przypadkiem, czy jest to tylko możliwe koncepcyjnie.

light użytkownik36437
źródło

0.25 c

$0.25c$

Powiedziałbym, że (b) jest poprawną odpowiedzią. Aby przesunięcie Dopplera miało znaczący wpływ (jak opisano), prędkość względna dwóch gwiazd musi być zbliżona do prędkości światła. Jest to znacznie większe niż jakiekolwiek obserwowane, nawet w przypadku S2.

Walter,

@Cheeku Czy przesunięcie Dopplera spowodowane przez orbitujące planety nie jest wykorzystywane do wykrywania egzoplanet? Jeśli zastosowana zostanie ta metoda, oznacza to, że nie wymaga ona szybkiego ruchu początku w celu wykrycia przesunięcia Dopplera.

kasperd

@kasperd Nie mam na myśli tego w znaczeniu „nie można zaobserwować”. Chodzi mi raczej o to, że prawdopodobieństwo istnienia takiego systemu do rozdzielczości ogranicza obsługę naszych instrumentów jest bardzo niskie. Przepraszam za zamieszanie.

Cheeku,

$10^3 \textrm{km/s}$ opisano (nawiasem mówiąc, prędkości te najprawdopodobniej powstały w centrum galaktyki). Zauważ też, że te gwiazdy są zbyt szybkie, aby pozostawać w dysku przez długi czas. Innym sidenotematem jest to, że centrum galaktyczne nie jest dostępne wizualnie z powodu wyginięcia pyłu.

z = \frac{v}{do}

$z=\dfrac{v}{c}$

v

$v$

c

$c$

z = \frac{δ λ}{λ}

$z=\dfrac{\delta\lambda}{\lambda}$

(v / c)^{2} \approx 0

$(v/c)^2\approx 0$

$v=3\cdot 10^3 \textrm{km/s}$ i otrzymujesz to $\dfrac{\delta\lambda}{\lambda}=10^{-2}$ w bardzo sprzyjających warunkach. Zasadniczo nie jest mały, ale jeśli chodzi o kolory, zmiana jest znikoma.

Powiedz, zielone światło o $\lambda=555 \textrm{nm}$ miałby teraz $\lambda=550 \textrm{nm}$ lub $560 \textrm{nm}$ w fali, czyli nadal byłby bardzo zielony. Tak więc efekt Dopplera nie ma wpływu na twój problem.

Możliwe jest jednak zaczerwienienie pyłu . Jedna z dwóch gwiazd może być zasłonięta przez pył, w przeciwieństwie do drugiej, i wyglądać czerwonawo. Tak więc, zarówno b) ic) są możliwymi odpowiedziami.

PS I faktycznie, jeśli gwiazda „wydaje się czerwonawa”, najprawdopodobniej jest to wyginięcie pyłu. Czarne kolory temperatury ciała to niebieski, niebieskawy, biały, żółtawy, żółty, pomarańczowy lub czerwony.

Alexey Bobrick
źródło

Czy przesunięcie Dopplera może różnić kolory dwóch gwiazd w tej samej odległości?

Odpowiedzi: