Sự thay đổi Doppler có thể làm cho màu sắc của hai ngôi sao ở cùng một khoảng cách khác nhau không?

Như bạn đã biết, hiệu ứng Doppler có thể thay đổi bước sóng của ánh sáng.

Giả sử có hai ngôi sao ở cùng một khoảng cách và cùng nhiệt độ. Nếu một ngôi sao đang lùi dần và ngôi sao kia đang đến gần, màu sắc của chúng sẽ khác nhau.

Điều tôi muốn biết là, làm thế nào có thể xảy ra khi hai ngôi sao thể hiện màu sắc khác nhau do sự dịch chuyển của Doppler? Nói cách khác, nếu hai ngôi sao ở cùng một khoảng cách có màu khác nhau, giả sử màu xanh và đỏ, thì có an toàn không khi cho rằng hai ngôi sao có nhiệt độ bề mặt khác nhau?

Trên thực tế, đây là câu hỏi từ bài kiểm tra cuối cùng cho Wave & Heat.

Q. Sao phát ra bức xạ có phổ rất giống với vật đen. Hai ngôi sao, có kích thước giống hệt nhau, ở cùng một khoảng cách với chúng ta. Một trong những ngôi sao xuất hiện màu đỏ nhạt trong khi ngôi sao kia trông rất xanh. Chọn phát biểu đúng.

(a) Ngôi sao đỏ nóng hơn.
(b) Ngôi sao màu xanh nóng hơn.
(C) Cả hai đều có thể có cùng nhiệt độ bề mặt.

Tôi đọc được rằng một số ngôi sao gần trung tâm thiên hà di chuyển rất nhanh. http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

Nếu chúng ta chỉ xem xét phân phối Planck, chỉ (b) là có thể. Tôi đang tự hỏi liệu (c) cũng là một trường hợp thực tế hay chỉ là về mặt khái niệm.

light

— người dùng36437
nguồn

Về mặt khái niệm có thể có vận tốc khoảng (ngôi sao đỏ chuyển sang màu xanh). Cho dù nó có được quan sát hay không, đó là một câu chuyện hoàn toàn khác.

0.25 c

$0.25c$

— Cheeku

Tôi muốn nói (b) là câu trả lời đúng. Để sự dịch chuyển Doppler tạo ra hiệu ứng đáng kể (như được mô tả), vận tốc tương đối của hai ngôi sao phải gần với ánh sáng. Điều này là lớn hơn nhiều so với bất kỳ bị che khuất, ngay cả đối với S2.

— Walter

@Cheeku Không phải là sự dịch chuyển Doppler gây ra bởi các hành tinh quay quanh được sử dụng để phát hiện các ngoại hành tinh? Nếu phương pháp đó được sử dụng, nó sẽ ngụ ý rằng nó không yêu cầu bắt đầu di chuyển nhanh để phát hiện sự thay đổi Doppler.

— kasperd

@kasperd Tôi không có nghĩa là "không thể quan sát được". Tôi đúng hơn có nghĩa là xác suất tồn tại của một hệ thống như vậy đối với độ phân giải giới hạn hỗ trợ công cụ của chúng tôi là rất thấp. Xin lỗi vì sự nhầm lẫn.

— Cheeku

Như bạn đã đề cập chính xác, có những ngôi sao hiếm hoi di chuyển rất nhanh. Kiểm tra phần sao giảm tốc độ ở đây , trong đó một quần thể sao di chuyển ở khoảng được mô tả (nhân tiện, những vận tốc này rất có thể được tạo ra ở trung tâm thiên hà). Cũng lưu ý rằng những ngôi sao này quá nhanh để ở trong đĩa trong thời gian dài. Là một sidenote khác, trung tâm thiên hà không thể truy cập bằng hình ảnh do sự tuyệt chủng của bụi. $10^3 \textrm{km/s}$

Dịch chuyển đỏ được tính toán đặc biệt dễ dàng: , trong đó là vận tốc dọc theo đường ngắm, là tốc độ ánh sáng, và (giữ ngay cả đối với các ngôi sao có tốc độ giảm âm).

z = \frac{v}{c}

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

v

$v$

c

$c$

z = \frac{δ λ}{λ}

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

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

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

Bởi vì các ngôi sao hypervelocity rất hiếm, nên rất có thể chúng chỉ được tìm thấy gần với các ngôi sao thông thường. Tuy nhiên, rất lạc quan, hãy lấy và bạn có được trong điều kiện rất thuận lợi . Nói chung nó không nhỏ, nhưng khi nói đến màu sắc, sự thay đổi là không đáng kể. $v=3\cdot 10^3 \textrm{km/s}$ $\dfrac{\delta\lambda}{\lambda}=10^{-2}$

Giả sử, ánh sáng màu xanh lá cây ở bây giờ sẽ có hoặc trong wavelegth, tức là vẫn sẽ rất xanh. Vì vậy, hiệu ứng Doppler không ảnh hưởng đến vấn đề của bạn. $\lambda=555 \textrm{nm}$ $\lambda=550 \textrm{nm}$ $560 \textrm{nm}$

Tuy nhiên, những gì có thể mang là bụi đỏ . Một trong hai ngôi sao có thể bị che khuất bởi bụi, không giống như ngôi sao kia và trông có vẻ hơi đỏ. Vì vậy, cả b) và c) là câu trả lời có thể.

PS Và thực sự, nếu một ngôi sao "xuất hiện màu đỏ", đó rất có thể là sự tuyệt chủng của bụi. Màu nhiệt độ cơ thể màu đen là xanh dương, hơi xanh, trắng, vàng, vàng, cam hoặc đỏ.

— Alexey Bobrick
nguồn