AST1010 En kosmisk reise

Transkript

1 AST1010 En kosmisk reise Forelesning 13: Innledende stoff om stjerner: Avstander, størrelsesklasser, HR- diagrammet I dag Hvordan finne avstand Hl stjerner? Hvorfor har stjerner (på hovedserien) forskjellige farger? Hva er hovedserien? Hvor går grensen mellom stjerne og planet? 1

2 Astronomiske avstander Hvordan vet vi at nærmeste stjerne er 4 lysår unna? Hvordan vet vi at galaksen vår er lysår i diameter? Hvordan vet vi at nabogalaksen (Andromeda) er 2.5 millioner lysår unna? Hvordan vet vi at de Werneste objektene vi observerer er over 10 milliarder lysår unna? (OBS: Ingen av de 4 svarene er like.) Parallaksevinkel 2 A U 2

3 Parallaksevinkel Det er snakk om små vinkler 1 grad = 60 bueminu^er = buesekunder 1 =60 =3600 Parsec (pc): En parallaksevinkel på 1 buesekund 1 pc = AU = 3.26 ly (se tavle) Øvre grense (Gaia- satelli^en: pc) By NASA/Penn State University - h^p://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/pia18003 (image link), Public Domain, h^ps://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=

4 28/09/17 Proxima Centauri By ESA/Hubble, CC BY 3.0, h^ps://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid= Proxima Centauri Parallaksevinkel: Avstand: 𝑑= 1 pc/0.768 =1.302 pc OBS: Mindre vinkel à større avstand! 1 pc=3.26 ly pc= ly 4.24 ly 4

5 By FrancescoA - File:Near- stars- past- future- de.svg, CC BY- SA 3.0, h^ps://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid= Et problem Parallaksemetoden har en øvre grense Hva gjør vi når objekter er for langt unna Hl at vi kan måle parallaksevinkel? 5

6 Effekt: Energi/Hd Fluks: Effekt/areal Fluks (energifluks) Hvor mye energi (fra stråling) per sekund treffer en detektor med overflate 1 m 2? Enhet: Wa^ per kvadratmeter (W/ m 2 ) Tilsynelatende størrelsesklasse Hvor sterkt lyser stjernen på na^ehimmelen? Kan sammenligne fluksen fra ulike stjerner m 1 m 2 = 2.5 log 10 ( F 1 / F 2 ) Ikke pensum 6

7 Tilsynelatende størrelsesklasse Objekt m M d (pc) Solen Fullmånen Sirius (mest lyssterke stjerne) Proxima Centauri (nærmeste stjerne) Maksgrense (teleskop): m +30 OBS: Mindre (mer negahv) m à større lysstyrke Absolu^ størrelsesklasse Tilsynelatende størrelsesklasse: Hvor sterkt lyser stjernen se^ fra jorden? Absolu^ størrelsesklasse: Hvor sterkt lyser stjernen egentlig? Definisjon: Absolu^ størrelsesklasse M er lik den Hlsynelatende størrelsesklassen 10 pc unna stjernen 7

8 Absolu^ størrelsesklasse Objekt m M d (pc) Solen Fullmånen Sirius (mest lyssterke stjerne) Proxima Centauri (nærmeste stjerne) Månen ikke synlig i en avstand på 10 pc (m>30) Igjen: Mindre M à større lysstyrke Hva har de^e med avstand å gjøre? Objekt m M m - M Solen Fullmånen Sirius (mest lyssterke stjerne) Proxima Centauri (nærmeste stjerne)

9 Hva har de^e med avstand å gjøre? Objekt m M m - M Solen Fullmånen Sirius (mest lyssterke stjerne) Proxima Centauri (nærmeste stjerne) Mindre m M betyr kortere avstand! (Større = lenger avstand) Avstandene i parsec Objekt m M d (pc) Solen Fullmånen Sirius (mest lyssterke stjerne) Proxima Centauri (nærmeste stjerne) m M=5 log 10 (d) 5 9

10 Logaritme: 10 log 10 (x) =x Logaritmen Hl et tall er det du må opphøye 10 i for å få de^e tallet som svar m M=5 log 10 (d) 5 d=100 Hvilket tall skal jeg opphøye 10 I for å få 100 som svar? log 10 (100) =2 10

11 Lineær skala Logaritmisk skala

12 Logaritmisk skala Gir plass Hl veldig små og veldig store størrelser i samme graf Hvordan vet vi absolu^ størrelsesklasse? Objekt m M d (pc) Sirius (mest lyssterke stjerne) Proxima Centauri (nærmeste stjerne) pc unna er for langt å reise for mennesker/satelli^er (foreløpig) 12

13 Hertzsprung- Russell- diagram Vi vet temperaturen Hl stjernen Leser av Sirius A: M=

14 Men hvordan visste vi temperaturen? Stjernas fargespekter (sort legeme: Wiens lov) Kan også ser e^er ioner/molekyler (spektrallinjer) 14

15 Hvordan finne avstand Hl en stjerne? Ved å se på den dominerende fargen finner vi Hl stjernen med Wiens lov Med et Hertzsprung- Russel- diagram finner vi dere^er Ved å måle lysstyrken Hl stjerna se^ fra jorden finner vi Formelen m M=5 log 10 ( d/10 pc ) har nå bare én ukjent størrelse: (Fyll inn ordene som mangler.) Vi leste av langs kurven i diagrammet 15

16 80-90% av stjernene (inkl. Solen) er her Men ikke alle! Hovedserien: Fusjonerer H à He 16

17 Avlesningen vår forutse^er at Sirius A er en hovedserie- stjerne (noe den er) Røde kjemper: He à C, N, O 17

18 Superkjemper: Enda senere fase Hvite dverger (lik av små stjerner) 18