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.
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Antworten:
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 .
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.
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