دانشنامهمفهوم
طیفسنجی نجومی Astronomical spectroscopy
طیفسنجی نجومی روشی است که نور اجرام آسمانی را به طول‌موج‌های سازنده‌اش تجزیه میکند تا ترکیب شیمیایی، دما، سرعت و ویژگی‌های دیگر آن‌ها را بی‌نیاز از رفتن به آنجا بسنجد.
اگر نور ستاره‌ای را از منشور یا توری پراش بگذرانند، نوار رنگینی به دست می‌آید که طیف نام دارد و پر از خطوط تیره یا روشن است. این خطوط اثر انگشت عنصرهای شیمیایی‌اند. طیفسنجی مهم‌ترین ابزار اخترفیزیک است، چون تنها راه شناخت ستارگانی است که هرگز به آن‌ها نمی‌رسیم.
طیفسنجی نجومی چگونه آغاز شد؟
آیزاک نیوتن در سال ۱۶۶۶ با منشور نور خورشید را به رنگ‌ها شکافت. در ۱۸۱۴ یوزف فراونهوفر خطوط تیرهٔ طیف خورشید را فهرست کرد. سپس کیرشهوف و بونزن نشان دادند هر عنصر طیف خاص خود را دارد. هلیوم نخست در طیف خورشید در ۱۸۶۸ شناسایی شد و بعدها روی زمین هم یافت شد.
چه نوع طیف‌هایی داریم؟
سه حالت اصلی هست:
- طیف پیوسته: از جسم چگال و داغ، بی خط
- طیف نشری: خطوط روشن از گاز داغ و رقیق
- طیف جذبی: خطوط تیره، وقتی نور از گازی سردتر می‌گذرد
بررسی پهنا و موقعیت خطوط به اخترشناسان می‌گوید ستاره از چه ساخته شده و چه دمایی دارد. رده‌بندی ستارگان بر پایهٔ همین طیف‌هاست و سیسیلیا پین گیپچکن با تحلیل آن‌ها نشان داد ستارگان بیشتر از هیدروژن و هلیوم ساخته شده‌اند.
طیفسنجی چه اطلاعات دیگری می‌دهد؟
جابهجایی خطوط در اثر اثر دوپلر سرعت نزدیک یا دور شدن جرم را نشان می‌دهد و در مقیاس کیهانی همان انتقال به سرخ است. شکافتن خطوط میدان مغناطیسی را اندازه می‌گیرد و پهن‌شدن خطوط چرخش و چگالی را. امروز طیفسنجی جو سیاره‌های فراخورشیدی هنگام گذر از مقابل ستاره، گازهایی مانند بخار آب را شناسایی میکند.
پرسش‌های رایج
### طیفسنجی نجومی چیست؟
طیفسنجی نجومی تحلیل نور اجرام آسمانی بر اساس طول موجهاست تا از آن ترکیب، دما و سرعتشان دانسته شود.
### چگونه با نور میتوان فهمید ستاره از چه ساخته شده؟
هر عنصر شیمیایی در طول موجهای ویژهای نور جذب یا گسیل میکند. با مقایسهٔ خطوط طیف ستاره با طیفهای آزمایشگاهی، عنصرهای موجود در آن شناخته میشوند.
### طیفسنجی چگونه سرعت ستاره را میسنجد؟
با اندازهگیری جابهجایی خطوط طیف. اگر ستاره نزدیک شود خطوط بهسمت آبی و اگر دور شود بهسمت سرخ میروند.
### فراونهوفر چه کرد؟
یوزف فراونهوفر در آغاز قرن نوزدهم خطوط تیرهٔ طیف خورشید را به‌دقت ثبت و شماره‌گذاری کرد و پایه‌گذار طیفسنجی دقیق شد.
فکت علمی
دانستنی‌ها
- ۱۶ تیر ۱۴۰۵خطوط فراونهوفردر طیف نور خورشید خطوط جذبی تاریکی دیده میشود که به آن‌ها خطوط فراونهوفر میگویند. این خطوط وقتی پدید میآیند که اتمهای جو خورشید نور برخاسته از سطح درخشان خورشید را جذب کنند.
- ۱ آبان ۱۴۰۴طیفسنجی و ترکیب خورشیدلایهٔ نورسپهر خورشید بیشتر از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و همهٔ عناصر سنگینتر کمتر از ۲ درصد جرم آن را دارند. ترکیب را با طیفسنجی نور خورشید اندازه میگیرند.
- ۱۵ تیر ۱۴۰۴طیف نور خورشیدبا تجزیهٔ نور خورشید و ستارهها به طیف میتوان از ترکیب شیمیایی آن‌ها خبر یافت؛ هلیوم نخست در ۱۸۶۸ هنگام خورشیدگرفتگی بهصورت خطی زرد و ناشناخته در طیف نور خورشید دیده شد.
- ۲۲ خرداد ۱۴۰۴خطهای طیفی و الکترونهاوقتی انرژی یک فوتون با تغییر تراز انرژی اتم، یعنی جابهجایی الکترون میان مدارها، جور باشد، اتم آن را جذب و دوباره نشر میکند؛ از همین، خطهای طیفی در نور ستارهها پیدا میشود.