Punasiirtymä
Punasiirtymä on tapa, jota tähtitieteilijät käyttävät kertomaan minkä tahansa hyvin kaukana maailmankaikkeudessa olevan kohteen etäisyyden. Punasiirtymä on yksi esimerkki Doppler-ilmiöstä.
Helpoin tapa kokea Doppler-ilmiö on kuunnella liikkuvaa junaa. Kun juna liikkuu kohti ihmistä, sen ääni kuulostaa korkeammalta, koska äänen taajuus on hieman puristettu yhteen. Kun juna kiihtyy poispäin, ääni venyy ja kuulostaa matalammalta. Sama tapahtuu valolle, kun valoa säteilevä esine liikkuu hyvin nopeasti. Kaukana oleva ja meitä kohti liikkuva kohde, kuten tähti tai galaksi, näyttää tavallista sinisemmältä. Tätä kutsutaan sinisiirtymäksi. Tähti tai galaksi, joka liikkuu meistä poispäin, näyttää punaisemmalta kuin se näyttäisi, jos lähde ei liikkuisi meidän viitekehyksessämme. Tästä on saanut nimensä punasiirtymä, koska värit siirtyvät spektrin punaiseen päähän.
Tähtitieteilijät pystyvät kertomaan, kuinka kauas valo siirtyy, koska kemiallisilla alkuaineilla, kuten vedyllä ja hapella, on ainutlaatuiset valon sormenjäljet, joita millään muulla alkuaineella ei ole. Tähtitieteilijät käyttävät spektroskopiaa analysoidakseen kohteen (galaksin tai tähden) valoa. Kun he tietävät sen, he tarkistavat, miten spektriviivat eroavat siitä, missä ne normaalisti ovat. Tämän perusteella he voivat päätellä, onko se liikkumassa meitä kohti vai meistä poispäin, ja myös sen, kuinka nopeasti se liikkuu. Mitä nopeammin se kulkee, sitä kauempana spektriviivat ovat niiden normaalista sijainnista spektrissä.
Tämä on esimerkki punasiirtymästä. Vasemmalla on auringon valonsäde ja oikealla kaukaisesta galaksista tuleva valonsäde. Kuten näet, kaikki viivat siirtyvät punasiirtymän vuoksi spektrin punaiseen päähän.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on punasiirtymä?
V: Punasiirtymä on tapa, jolla tähtitieteilijät kertovat minkä tahansa hyvin kaukana maailmankaikkeudessa olevan kohteen nopeuden. Se on esimerkki Doppler-ilmiöstä, jossa meitä kohti liikkuvan kohteen valo näyttää sinisemmältä (sinisiirtymä) ja meistä poispäin liikkuvan kohteen valo näyttää punaisemmalta (punasiirtymä).
Kysymys: Miten voimme kokea Doppler-ilmiön?
V: Helpoin tapa kokea Doppler-ilmiö on kuunnella liikkuvaa junaa. Kun se liikkuu kohti ihmistä, sen ääni, jonka se päästää lähestyessään ihmistä, kuulostaa korkeammalta, koska äänen taajuus on hieman puristettu yhteen. Kun juna kiihtyy poispäin, ääni venyy ja kuulostaa matalammalta.
K: Miten tähtitieteilijät mittaavat punasiirtymän?
V: Tähtitieteilijät käyttävät spektroskopiaa analysoidakseen kohteen (galaksin tai tähden) valoa. Kun he tietävät sen, he tarkistavat, kuinka paljon sen spektriviivojen sijainti eroaa tavanomaisesta. Tämän tiedon perusteella he voivat päätellä, onko se liikkumassa meitä kohti vai meistä poispäin ja kuinka nopeasti se liikkuu. Mitä nopeammin se kulkee, sitä kauemmas sen spektriviivat ovat siirtyneet tavanomaisesta sijainnistaan spektrissä.
K: Mikä aiheuttaa sinisiirtymän?
V: Sinisiirtymä tapahtuu, kun valoa säteilevä kohde liikkuu hyvin nopeasti meitä kohti. Tämä saa sen valon näyttämään tavallista sinisemmältä, koska sen taajuusaallot pakkautuvat, kun se lähestyy viitekehystämme.
K: Mitä alkuaineita tähtitieteilijät käyttävät spektroskopiassa?
V: Tähtitieteilijät käyttävät spektroskopiassa kemiallisia alkuaineita, kuten vetyä ja happea, koska näillä alkuaineilla on ainutlaatuiset valon sormenjäljet, joita millään muulla alkuaineella ei ole.
K: Mistä punasiirtymä on saanut nimensä? V: Punasiirtymä on saanut nimensä siitä, että kun kohde siirtyy meistä poispäin meidän viitekehyksessämme, sen valo näkyy tavallista punaisempana, koska sen taajuusaallot venyvät - ja siten värit siirtyvät spektrin punaiseen päähän.
K: Mitä tapahtuu, jos kohde liikkuu nopeammin? V: Jos kohde liikkuu nopeammin, tähtitieteilijät voivat havaita sen tarkastelemalla, kuinka paljon kauempana sen spektriviivat ovat toisistaan verrattuna niiden tavanomaiseen sijaintiin spektrissä - mikä osoittaa, että aallot ovat kulkeneet suuremman matkan nopeuden vuoksi.
