Hogyan használják a csillagászok a fényt?

Amikor a csillagjárók éjszaka kimennek az ég felé, a távoli csillagok, bolygók és galaxisok fényét látják. A fény döntő jelentőségű a csillagászati ​​felfedezés szempontjából. Függetlenül attól, hogy csillagokból vagy más fényes tárgyakból származik, a fényt csillagászok mindig használják. Az emberi szem "látja" (technikailag "érzékeli") a látható fényt. Ez egy része a nagyobb fény spektrumának, az úgynevezett elektromágneses spektrumnak (vagy EMS), és a kibővített spektrum az, amit a csillagászok használnak a kozmosz felfedezéséhez.

Az EMS a következők teljes skáláját tartalmazza: hullámhossz és frekvenciák a létező fény rádióhullámok, mikrohullámú sütő, infravörös, vizuális (optikai), ultraibolya, röntgen és gamma sugarak. Az ember látja a fény széles spektrumának egy nagyon apró darabját, amelyet az űrben és a bolygónkon lévő tárgyak bocsátanak ki (sugároznak és tükröznek vissza). Például a Hold valójában a Napból származó fény, amely visszatükröződik belőle. Az emberi testek infravörös sugárzást bocsátanak ki (sugároznak) (néha hő sugárzásnak is nevezik őket). Ha az emberek infravörös képet látnának, akkor a dolgok nagyon másképp néznek ki. Más hullámhosszok és frekvenciák is, például a röntgen sugárzása és visszaverése történik. A röntgen áthaladhat a tárgyakon, hogy megvilágítsa a csontokat. Az ultraibolya fény, amely az emberek számára is láthatatlan, nagyon energikus és felelős a napégtetett bőrért.

Az csillagászok a fény sok tulajdonságát mérik, mint például a fényerő (fényerő), az intenzitás, a frekvencia vagy hullámhossz, valamint a polarizáció. A fény minden hullámhossza és frekvenciája lehetővé teszi, hogy az csillagászok különböző módon tanulmányozzák az univerzum tárgyait. A fénysebesség (amely másodpercenként 299 729 458 méter) szintén fontos eszköz a távolság meghatározásában. Például a Nap és a Jupiter (és sok más tárgy az univerzumban) a rádiófrekvencia természetes kibocsátói. A rádiócsillagászok megvizsgálják ezeket a sugárzásokat és megismerik a tárgyak hőmérsékletét, sebességét, nyomását és mágneses tereit. A rádiócsillagászat egyik területére összpontosít az élet kutatása más világokon azáltal, hogy megtalálja azokat a jeleket, amelyeket küldhetnek. Ezt hívják földönkívüli intelligencia keresésére (SETI).

A csillagászat kutatói gyakran érdeklődnek egy tárgy fényereje, amely azt méri, hogy mennyi energiát bocsát ki elektromágneses sugárzás formájában. Ez mond valamit a tárgyban és annak környékén zajló tevékenységekről.

Ezen felül a fény "szétszórt" egy tárgy felületén. A szétszórt fénynek olyan tulajdonságai vannak, amelyek megmondják a bolygó tudósának, hogy mely anyagok alkotják ezt a felületet. Például láthatják a szétszórt fényt, amely feltárja az ásványok jelenlétét a marsi felszín szikláiban, egy aszteroida kéregében vagy a Földön.

Az infravörös fényt meleg tárgyak bocsátják ki, például a őscsillagok (csillagok születni), bolygók, holdak és barna törpe tárgyak. Amikor a csillagászok egy infravörös érzékelőt egy gáz- és porfelhőhöz céloznak meg, például a felhő belsejében lévő elsődleges csillagokból származó infravörös fény áthaladhat a gázon és a porton. Ez a csillagászoknak megnézheti a csillagok óvoda belsejét. Az infravörös csillagászat felfedezi a fiatal csillagokat és arra törekszik, hogy a világok ne legyenek láthatóak az optikai hullámhosszon, ideértve aszteroidák a saját naprendszerünkben. Még egy olyan nézetet is nyújt számukra, mint a galaxisunk központja, sűrű gáz- és porfelhő mögött.

Az optikai (látható) fény az, ahogy az emberek látják az univerzumot; csillagokat, bolygót, üstökösöket, ködöket és galaxisokat látunk, de csak abban a szűk hullámhossz-tartományban, amelyet a szemünk képes felismerni. Ez a fény, amelyet kifejlesztettünk, hogy "látjuk" a szemünkkel.

Érdekes, hogy a Földön egyes lények infravörös és ultraibolya sugárzást is észlelhetnek, mások érzékelhetik (de nem látják) mágneses tereket és hangokat, amelyeket közvetlenül nem érzékelünk. Mindannyian ismerjük azokat a kutyákat, akik olyan hangokat hallanak, amelyeket az emberek nem hallanak.

Az ultraibolya fényt az univerzumban zajló energetikai folyamatok és tárgyak bocsátják ki. Az objektumnak bizonyos hőmérsékleten kell lennie ahhoz, hogy ezt a fényt kibocsátja. A hőmérséklet nagy energiájú eseményekhez kapcsolódik, ezért röntgenkibocsátást keresünk az ilyen tárgyakból és eseményekből, mint újonnan kialakuló csillagok, amelyek meglehetősen energikusak. Ultraibolya fényük széttöredezi a gázmolekulákat (fotodiszociációnak nevezett folyamatban), ezért gyakran látjuk, hogy az újszülött csillagok "esznek" születési felhőikön.

A röntgenfelvételeket még TÖBB energetikai folyamatok és tárgyak, például a túlhevített anyagból készült fúvókák áramlik el a fekete lyukaktól. A szupernóva robbanások röntgenfelvételeket is kibocsátanak. Napunk hatalmas röntgen-sugárzást bocsát ki, amikor egy napsugár fúj fel.

A gammasugarakat a világegyetem legintenzívebb tárgyai és eseményei bocsátják ki. A kvazárok és hipernova robbanások a gamma-sugárzók két jó példája, valamint a híres "gamma-sugárzás tört".

A csillagászok különféle típusú detektorokkal rendelkeznek, hogy megvizsgálják a fény mindegyik formáját. A legjobb a bolygónk körüli pályán, a légkörtől távol (ami behatol a fénybe, amikor áthalad). Vannak nagyon jó optikai és infravörös obszervatóriumok a Földön (úgynevezett földi obszervatóriumok), és nagyon magas tengerszint feletti magasságban vannak, hogy elkerüljék a legtöbb légköri hatást. Az érzékelők "látják" a bejövő fényt. A fény eljuthat egy spektrográfba, amely egy nagyon érzékeny műszer, amely a bejövő fényt az alkatrész hullámhosszaira bontja. "Spektrumokat" állít elő, grafikonokat, amelyeket az csillagászok használnak az objektum kémiai tulajdonságainak megértésére. Például a Nap spektruma fekete vonalakat mutat különféle helyeken; ezek a vonalak jelzik a Napban létező kémiai elemeket.

A fényt nem csak a bemeneten használják csillagászat de a tudományok széles körében, beleértve az orvosi szakmát is, felfedezéshez és diagnosztizáláshoz, kémiához, geológiához, fizikához és mérnöki munkához. Ez valóban az egyik legfontosabb eszköz, amellyel a tudósok arsenáljukban a kozmoszot tanulmányozzák.