我们如何知道行星和恒星内部层的组成和大小?

时间:2020-10-12 09:08:20   作者:
就像人类一样,星星也有自己的指纹。不是字面意义上的指纹,而是它们的指纹是基于它们发出的光。这些光被科学家捕获,并经过一种被称为光谱学的方法。这是目前最常用的恒星和行星组成的方法,这个过程使用带有光栅的仪器,通过波长将物体发出的光传播出去。这种发散出来的光叫做光谱。

甚至每一个元素——以及元素的组合——都有一个独特的指纹,天文学家可以在一个给定的天体的光谱中寻找。通过识别指纹,研究人员可以确定指纹的成分。

我们如何知道行星和恒星内部层的组成和大小?

这种指纹通常表现为对光线的吸收。每个原子都有电子,而这些电子喜欢保持它们的最低能量构型。但是当携带能量的光子撞击电子时,它们可以将电子提升到更高的能级。这就是吸收,每个元素的电子吸收特定波长的光(即能量),这些波长与原子的能级差有关。但是电子想要回到原来的能级,所以它们不能长时间保持能量。当它们释放能量时,它们释放出的光子与最初被吸收的光的波长完全相同。电子可以向任何方向释放光,所以大多数光发射的方向远离我们的视线。因此,在特定波长的光谱中会出现一条黑线。由于吸收线出现的波长对每种元素都是独特的,天文学家可以通过测量吸收线的位置来确定目标中存在哪些元素。被吸收的光量也可以提供每种元素有多少存在的信息。
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