Wie bestimmen Wissenschaftler, ob die Farbe eines Sterns auf eine Doppler-Verschiebung gegenüber der Zusammensetzung des Sterns gegenüber der Temperatur zurückzuführen ist?

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Wenn Wissenschaftler sichtbares Licht betrachten, das beispielsweise von einem Stern kommt, können sie durch Verschiebung des Lichts zum roten oder blauen Ende des Spektrums feststellen, ob es sich zur Erde hin oder von dieser weg bewegt. Sie können aber auch das Licht betrachten, wenn es auf das sichtbare Spektrum fällt, um die Zusammensetzung des Sterns zu bestimmen. Wie bestimmen sie, ob die Lichtlandung am roten Ende des Spektrums beispielsweise bedeutet, dass sie sich gegenüber der Zusammensetzung des Sterns wegbewegt? Wie erkennen sie den Unterschied?

Wie lässt sich das alles mit der Tatsache vereinbaren, dass die Farbe eines Sterns auch von seiner Temperatur abhängt?

Hinweis: Die Frage wurde erweitert, um die Temperatur nach Kommentaren und die aktualisierte Antwort nach meiner ursprünglichen Frage einzuschließen, in der nur nach Bewegung und Komposition gefragt wurde.

iMerchant
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Die Farbe eines Sterns zeigt hauptsächlich seine Temperatur an; siehe Farbindex .
Mike G

Antworten:

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Die Farbe eines Sterns ist hauptsächlich auf seine Temperatur zurückzuführen. Außer bei extremen Geschwindigkeiten wirkt sich die Rotverschiebung nicht ausreichend auf das Licht aus, um die sichtbare Farbe zu ändern. Um eine Rot- oder Blauverschiebung zu erkennen, benötigen Sie einen Marker im Spektrum, der genau gemessen werden kann.

Das Lichtspektrum eines Sterns enthält dunkle Linien, sogenannte Fraunhofer-Linien , die auf die Absorption von Licht bei bestimmten Wellenlängen durch Gase in der Atmosphäre des Sterns zurückzuführen sind. Die Wellenlängen, bei denen diese Linien auftreten, sind sehr genau bekannt, zum Beispiel verursacht Natrium eine Linie bei 589,592 nm. Wenn sich der Stern bewegt, wird das Licht zusammen mit den Fraunhofer-Linien rot oder blau verschoben .

Rotverschiebung

Das Vorhandensein dieser Linie zeigt die Zusammensetzung der Atmosphäre des Sterns. Die Messung der Position der Linien ermöglicht eine genaue Messung der Doppler-Verschiebung eines Sterns.

Bei einem kühlen, stationären roten Stern befinden sich die Fraunhofer-Linien an derselben Position wie bei einem heißen stationären blauen Stern. Die Bewegung des Sterns wird an der Position der Fraunhofer-Linien gemessen, nicht an der Farbe des Sterns.

James K.
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Sehr hilfreiche Antwort. Vielen Dank. Wie stimmt das mit dem obigen Kommentar von Mike G über die Farbe in Bezug auf die Temperatur überein, den ich in meiner ursprünglichen Frage nicht berücksichtigt hatte? Woher weiß man, dass eine rötliche Farbe auf einen ausgehenden Stern gegen einen kühlenden Stern zurückzuführen ist?
IMerchant
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bearbeitet: Die Rotverschiebung ist eine Verschiebung der Fraunhofer-Linien, keine rötliche Farbe.
James K
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@iMerchant Die gesamte Spektralform ändert sich nicht, aber das gesamte Spektrum wird verschoben. Bei Sternen ist diese Verschiebung niemals groß genug, um die Farbe signifikant zu verändern. Die größte Rezessionsgeschwindigkeit für einen galaktischen Stern könnte 200 km / s = eine Wellenlängenverschiebung von ~ 0,4 nm betragen.
Rob Jeffries