Как астрономы используют свет?

Когда наблюдатели выходят ночью на улицу, чтобы посмотреть на небо, они видят свет от далеких звезд, планет и галактик. Свет имеет решающее значение для астрономических открытий. Будь то звезды или другие яркие объекты, астрономы постоянно используют свет. Человеческие глаза «видят» (технически они «обнаруживают») видимый свет. Это одна часть более широкого спектра света, называемого электромагнитным спектром (или EMS), и расширенный спектр - это то, что астрономы используют для исследования космоса.

EMS включает в себя полный спектр Длины волн и частоты света, который существует: радиоволны, микроволновая печь, инфракрасный, визуальный (оптический), ультрафиолет, рентгеновские лучи и гамма излучение. Часть, которую люди видят, представляет собой очень крошечный осколок широкого спектра света, который испускается (излучается и отражается) объектами в космосе и на нашей планете. Например, свет от Луна на самом деле свет от Солнца, который отражается от него. Человеческие тела также излучают (излучают) инфракрасное излучение (иногда его называют тепловым излучением). Если бы люди могли видеть в инфракрасном диапазоне, все было бы по-другому. Другие длины волн и частоты, такие как рентгеновские лучи, также испускаются и отражаются. Рентген может проходить сквозь предметы, освещая кости. Ультрафиолетовый свет, который также невидим для человека, довольно энергичен и ответственен за загорелую кожу.

Астрономы измеряют многие свойства света, такие как светимость (яркость), интенсивность, его частота или длина волны и поляризация. Каждая длина волны и частота света позволяют астрономам по-разному изучать объекты во вселенной. Скорость света (которая составляет 299 729 458 метров в секунду) также является важным инструментом для определения расстояния. Например, Солнце и Юпитер (и многие другие объекты во вселенной) являются естественными излучателями радиочастот. Радиоастрономы смотрят на эти излучения и изучают температуры, скорости, давления и магнитные поля объектов. Одна область радиоастрономии сосредоточена на в поисках жизни в других мирах, находя любые сигналы, которые они могут послать. Это называется поиском внеземного разума (SETI).

Исследователи астрономии часто интересуются светимость объекта, который является мерой того, сколько энергии он выделяет в форме электромагнитного излучения. Это говорит им кое-что об активности внутри и вокруг объекта.

Кроме того, свет может быть «рассеян» от поверхности объекта. Рассеянный свет обладает свойствами, которые сообщают ученым-планетам, какие материалы составляют эту поверхность. Например, они могут видеть рассеянный свет, который показывает присутствие минералов в скалах поверхности Марса, в коре астероида или на Земле.

Инфракрасный свет излучается теплыми предметами, такими как протозвезды (звезды, которые вот-вот родятся), планеты, луны и объекты коричневых карликов. Например, когда астрономы направляют инфракрасный детектор на облако газа и пыли, инфракрасный свет от протозвездных объектов внутри облака может проходить через газ и пыль. Это дает астрономам заглянуть внутрь звездной детской. Инфракрасная астрономия обнаруживает молодые звезды и ищет миры, невидимые на оптических длинах волн, в том числе астероиды в нашей собственной солнечной системе. Это даже дает им возможность заглянуть в такие места, как центр нашей галактики, скрытые за густым облаком газа и пыли.

Оптический (видимый) свет - это то, как люди видят вселенную; мы видим звезды, планеты, кометы, туманности и галактики, но только в том узком диапазоне длин волн, который могут обнаружить наши глаза. Это свет, который мы развили, чтобы «видеть» нашими глазами.

Интересно, что некоторые существа на Земле также могут видеть инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, а другие могут ощущать (но не видеть) магнитные поля и звуки, которые мы не можем непосредственно ощутить. Мы все знакомы с собаками, которые могут слышать звуки, которые люди не могут слышать.

Ультрафиолетовый свет испускается энергетическими процессами и объектами во вселенной. Объект должен иметь определенную температуру, чтобы излучать эту форму света. Температура связана с высокоэнергетическими событиями, и поэтому мы ищем рентгеновские излучения от таких объектов и событий, как вновь формирующиеся звезды, которые довольно энергичны. Их ультрафиолетовое излучение может разлучить молекулы газа (в процессе, называемом фотодиссоциацией), поэтому мы часто видим новорожденных звезд, «разъедающих» их облака рождения.

Рентгеновские лучи испускаются даже более энергетическими процессами и объектами, такими как струи перегретого материала струится от черных дыр. Взрывы сверхновых также испускают рентгеновские лучи. Наше Солнце испускает огромные потоки рентгеновского излучения, когда оно извергает солнечную вспышку.

Гамма-лучи испускаются самыми энергичными объектами и событиями во вселенной. Квазары и взрывы гиперновой два хороших примера гамма-излучателей, наряду со знаменитымгамма-всплески".

Астрономы имеют разные типы детекторов для изучения каждой из этих форм света. Лучшие из них находятся на орбите вокруг нашей планеты, вдали от атмосферы (которая влияет на свет при его прохождении). На Земле есть несколько очень хороших оптических и инфракрасных обсерваторий (так называемые наземные обсерватории), и они расположены на очень большой высоте, чтобы избежать большинства атмосферных воздействий. Детекторы «видят» входящий свет. Свет может быть отправлен на спектрограф, который является очень чувствительным инструментом, который разбивает входящий свет на составляющие его длины волн. Он производит "спектры", графики, которые астрономы используют, чтобы понять химические свойства объекта. Например, спектр Солнца показывает черные линии в разных местах; эти линии указывают на химические элементы, которые существуют на Солнце.

Свет используется не только в астрономия но в широком спектре наук, включая медицинскую профессию, для открытия и диагностики, химии, геологии, физики и техники. Это действительно один из самых важных инструментов, которыми обладают ученые в своем арсенале способов изучения космоса.