A csillagok színképének vöröseltolódását befolyásolhatja-e a csillag tömege?

"A csillagok színképének vöröseltolódását befolyásolhatja-e a csillag tömege?"

Igen. [link]

"A színkép vöröseltolódásából lehet következtetni a csillag távolságára."

Ez nem így van. Galaxisunkban a csillagok mozgására és tömegére lehet következtetni a megfigyelhető vöröseltolódásból. Távolságokat vöröseltolódásból, csak extragalaktikus léptékben számolunk.

""A csillagok színképének vöröseltolódását befolyásolhatja-e a csillag tömege?"

Igen...."

Nos, pontosítanék, kiegészítenék.

Egy adott csillag vöröseltolódásának mértékét a saját tömege nem befolyásolja. Ha azonban egy másik megfelelően nagy tömegű objektum közelében halad el a fénye, akkor szenvedhet vörös eltolódást (vagy kék eltolódást). De a saját tömegétől független a jelenség.

maci

Azért ez ennyire nem egyszerű dolog. A vöröseltolódás igazából az adott objektum hozzánk viszonyított sebességére utal. Minél nagyobb az adott sebesség, annál nagyobb a vöröseltolódás (avagy, ha közeledik az objektum, akkor kék eltolódás). Távolságmérésre igazából csak statisztikai alapon alkalmas. Ennek egyszerű a magyarázata. Alapvetően tudjuk hogy a világegyetem tágul. Így aztán nagy általánosságban elmondható hogy benne az objektumok zöme távolodik egymástól. Ésszerű tehát az a feltételezés, hogy minél nagyobb a távolodás sebessége, annál nagyobb a tőlünk mérhető távolsága. Ez azonban egyáltalán nem igaz az összes objektumra. Aztán azt sem szabad elfelejteni, hogy a távolodás sebessége nagyon sok mindentől megváltozhat, akár jelentősen is! Ettől függetlenül jó közelítéssel igaz hogy aminek nagy a vörös eltolódása az a nagy sebessége révén messzebbre juthatott tőlünk, azaz a távolsága nagyobb! A vöröseltolódás ilyen formán tehát NEM ALKALMAS a pontos távolságmérésre. A gyakorlati csillagászatban a vöröseltolódást a következő esetekben mérik:

- kis pontosságigényű távolságmérésre ( a fent részletezett okokból...)

- Egy egy objektum távolodási sebességének mérése (erre való igazán)

- Egy-egy csillag tengely körüli forgásának meghatározása (ilyenkor a csillag "szélein" mérhető színkép kék illetve vörös eltolódás különbségéből a forgás jellemző sebessége kiszámítható!)

- Egy egy csillag esetleges kísérőinek kimutatására ( ha a színkép periódikusan eltolódik valamelyik irányba majd vissza, azaz oszcillál egy középérték körül, lehet tudni, hogy pl egy bolygó és a csillag egy közös tömegközéppont körül keringenek. Ebből a periódusból remekül lehet következtetni a bolygók keringésének jellemzőire, és a bolygók számára is)

Ezen utóbbi példák meg is válaszolják egy másik kérdésedet, miszerint mekkora tömeg hatása mutatható ki a vöröseltolódással. Nos a Naprendszert figyelembe véve, ahol a Nap a rendszer 99.8% tömege, és az összes bolygó üstökös aszteroida, meg úgy minden egyéb alig a 0.2 %, akkor el lehet képzelni hogy egy bolygó milyen picit változtat a csillaga pályáján (azaz hogy milyen pici mértékben "rángatja" a csillagot a pályáján). És ez az apró kilengés már észlelhető a műszereinkkel (!) Hasonlóképp a tengelykörüli forgás kimutatásakor is elképzelhető hogy milyen apró eltérés van a csillag két széle közötti eltolódást vizsgálva, és még ez is kimutatható, mérhető a vöröseltolódásos módszerrel! Így azt mondom, hogy még egy apró bolygónyi tömeg olyan hatása is mérhető, amit a fényre gyakorol.

A csillagok távolságmérése egy külön fejezet, de felvázolom a lényegét.

Az egyes csillagok távolságmérésének csak relatíve kis távolság esetén van értelme (tipikusan a tejútrendszeren belül) Egy relatíve nagyobb távolságon már nincs értelme külön vizsgálni a távolságot, mert mondjuk pár millió fényévnyi távolságban a galaxis távolsága, mint adat elégséges, nincs szükség az egyes csillagainak távolságára külön külön.

A közeli csillagok mérése tipikusan a parallaxisa alapján történik: Egy távoli, ismert objektumhoz képest megnézik két külön időpontban az elhelyezkedését. a két időpontban látható szögeltérés (a viszonyított objektumhoz képest) ismeretében a távolság könnyen és meglehetősen pontosan meghatározható. A távolabbi csillagok esetén segítségül hívnak bizonyos változó csillagokat (Cepheidák). Ezen speciális csillagok fényváltozása jól ismerten szabályos; arányos az abszolut fényességükkel. Az abszolut fényesség és a látszó fényesség ismeretében a távolság megintcsak könnyedén számítható. A nagyon távoli objektumok (galaxisok) távolságának meghatározása hasonló. Alapul az IA tipusú szupernovákat hívják segítségül. Ezen felfénylések fénymenete nagyon pontosan ismert, a megfigyelt látszó fényességük alapján a távolság meghatározható. Az ennél is messzebb lévő, avagy halványabb objektumok távolságánál pedig az alapkérdésben is szereplő vöröseltolódás mértéke alapján következtetnek, De megjegyzem megint, ez a mérés csak viszonylagos pontosságot ad, de ezen objektumok esetében ez általában elégséges is

maci

Első jól írta.

[link]

Ahol jelentős ez a hatás, az inkább a neutroncsillag vagy fekete lyuk kategória. (Tehát most az objektumra, mint a fény forrására gondolok.) Ennek ellenére akár földi kísérletekkel is kimutatható a jelenség.

"Nagyon leegyszerűsítve.

Ugyanolyan sebességgel távolodó, csupán a tömegükben különböző csillagok színképe eltérhet egymástól?"

Nem. egészen pontosan számottevően nem. A vöröseltolódás definíciója szerint a vöröseltolódás = (f nyugalmi - f érzékelt)/ f érzékelt . Ez azt jelenti hogy mondjuk két teljesen egyforma csillag eltérő tömeggel ha egyforma sebességgel távolodik az észlelt és kibocsájtott frekvenciák KÜLÖNBSÉGE ugyanaz lesz, ha a sebességük egyenlő. Tehát hiába a nagyobb tömeg miatti frekvenciaeltérés, a sebesség miatt elszenvedett eltolódás akkor is egyforma lesz! Tehát nem fogunk csupán a tömeg miatt nagyobb eltolódást észlelni.

Számszerűsítve (bár nem valós frekvenciákkal) hogy érthető legyen: Legyen mindkét csillag által kibocsájtott frekvencia 4 THz. Az egyik a tömeg miatt mondjuk kintről eleve kisebbnek, mondjuk 3.5 THz-nek látszik. Ha ezen objektumok egyforma sebességgel távolodnak tőlünk, szenvedjenek el mondjuk 2 THz eltolódást. Akkor az egyik észlelt frekvencia 2 THz (4-2) lesz a másik 1.5 THz (3.5-2). A különbség (tehát az eltolódás maga) egyforma, és nem függ a tömegtől. Hogy mégsem teljesen egyforma az azért lehet, mert két égitest nem látszik egy irányból, és könnyen lehet hogy az egyik észlelés útjában más tömegek "tartózkodnak", mint a másikéban. Ekkor a rájuk ható eltérő köztes tömegek természetesen már eltérően befolyásolhatják az amúgy egyforma eltolódást. De ez ugye nem az eredeti égitest tömegétől függ, ez, azt hiszem könnyen belátható.

"Ahol jelentős ez a hatás, az inkább a neutroncsillag vagy fekete lyuk kategória. (Tehát most az objektumra, mint a fény forrására gondolok."

Feketelyuk mint fényforrás ?? :) Remélem viccnek szántad. Még a neutroncsillagok is alig észlelhetőek optikai tartományban, a feketelyukak abszolute nem, gondolom tudod miért...