Астрономические явления: доплеровский сдвиг

Область звездообразования
На этом изображении показана область звездообразования AFGL 5180, находящаяся в созвездии Близнецов. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble / J.C. Tan, Chalmers University & University of Virginia / R. Fedriani, Chalmers University / Judy Schmidt.

Мы все слышали, как меняется звук сирены скорой помощи, проносящейся мимо нас. Он не только становится громче по мере приближения, но и изменяется по высоте. По мере того как скорая помощь приближается, звук сирены становится всё выше. После того, как она проедет, он опять становится ниже.

Если бы вы ехали вместе с каретой скорой помощи, звук сирены оставался бы точно таким же: не только такая же громкость, но и такая же высота звука.

Эта разница связана с доплеровским сдвигом. Когда скорая помощь приближается к вам, звуковые волны, исходящие от сирены, буквально сжимаются – они сжимаются при движении автомобиля вперёд. Когда вы сжимаете звуковые волны, они переходят на более высокие частоты, создавая более высокий звук. При удалении происходит обратное.

Это касается не только звука, но и света. Если далёкая звезда движется к нам, то излучаемый ею свет переходит на более высокие частоты. Эти высокие частоты соответствуют более голубому свету, отсюда и название синего смещения для такого рода доплеровского сдвига и красного смещения для объектов, двигающихся от нас.

Доплеровский сдвиг даёт астрономам очень простой способ измерить движение звёзд. Сначала они идентифицируют определённые спектральные линии, которые являются известными маркерами в свете, исходящем от объекта, благодаря присутствию там определённых элементов и молекул. Затем они сравнивают длины волн этого излучения с тем же излучением, но наблюдаемым в лаборатории. Измерение сдвига в этом свете позволяет исследователям вычислить скорость объекта (по крайней мере, скорость в направлении нашего луча зрения; построение полной трёхмерной скорости намного сложнее).

Этот доплеровский сдвиг использовался для измерения скоростей более миллиарда звёзд и является обычным методом поиска экзопланет. Когда экзопланета вращается вокруг своей родительской звезды, последняя будет покачиваться взад и вперёд, что мы можем видеть как периодическое смещение в синюю и красную области.

Обратите внимание, что доплеровский сдвиг не отвечает за красное смещение, вызванное расширением Вселенной. Расширение связано с растяжением пространства-времени, а не со скоростью движения самого объекта. Но это тема для другой статьи.

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.