Kimyagerlerin modern astronomlara yıldızlı gökyüzünü keşfetmeleri için ilham vermek için kromatografik araştırmayı nasıl kullandığını görün
Gökkuşağını kovalayan kimyagerler modern astronomların "gözleri" olmasını nasıl sağlıyor?
Bir prizma, beyaz ışığı çeşitli renklere dağıtır (Resim: © NOAA)
Galileo'nun astronomik teleskoplara devrim niteliğinde katkılarda bulunmasından 200 yıl sonra, 19. yüzyılda astronomların çalışmaları çok monotondu.
Gökbilimciler gezegenlerin yörüngelerini dikkatlice takip ettiler, keşfedilmemiş birkaç gezegeni ve ayın dönüşünü keşfettiler, gezegenlerin ölümünü, çok sayıda bulutsuyu gördü ... Ama her zaman onları şaşırtan orijinal bir soru var: bu nedir Gezegen yıldızları ve bulutsuları mı oluşturur?
Bu soruyu cevaplayacak bir teknoloji bulmak yüzyıllar sürdü. Ancak, spektroskopinin icadında yer alan bir gökbilimci ve kimyager dışında, çok az gökbilimcinin bu süreci gerçekten desteklemesi şaşırtıcıdır. Bu astronomi araştırma alanının ötesindedir.
Gökkuşağının üstünde
Prizma büyüleyici: beyaz ışıkla aydınlatıldığında güzel bir gökkuşağı gösterecek. Uzun zamandır insanlar prizmanın bu renkleri bilinmeyen bir şekilde ürettiğinden şüpheleniyorlardı.
Isaac Newton'un dağılma deneyine kadar, bu gökkuşağı renklerinin aslında beyaz ışığın kendisinden geldiğini biliyorduk. Newton, belirli bir ışık kaynağının tek renkli ışık ayrışmasını belirtmek için yeni "spektrum" kelimesini inşa etti: Ne kadar mavi ışık, ne kadar kırmızı ışık, ne kadar sarı ışık vb.
Ancak son birkaç yüzyılda ışık kaynakları elde etmek son derece zordu.İlk bilim adamlarının sadece iki kaynağı vardı: güneş ve ateş. 19. yüzyılın ortalarında, Joseph von Fraunhofer adlı bir bilim adamı, küçük bir karşılaştırma ve kontrast deneyi yapmak için bu iki ışık kaynağını kullanmaya karar verdi.
Tasarlayabildiği en iyi prizmaları (kusurları ve kirleri olmayanlar) kullanarak güneşin ışığını ve alevleri karşılaştırdı ve bazı şaşırtıcı farklılıklar buldu. En önemlisi, güneş spektrumuna dağılmış yüzlerce dar karanlık bant buldu. Dolayısıyla güneşin bileşimi ne olursa olsun ateşten farklı olmalıdır.
Fraunhofer, son derece zorlu bir proses kırınım ızgarasını mükemmelleştirmeye devam etti. Izgara, yüzlerce (veya daha fazla) paralel yarık ile oyulmuş küçük bir ışık perdesidir. Işık bu yarıklardan geçtikten sonra çeşitli renk bileşenlerine bölünerek diğer tarafta prizma gibi ama daha kaliteli bir spektrum oluşturur.
Bunsen brülör
Yıllar sonra, Gustav Kirchhoff ve Robert Bunsen adlı iki kimyager, çeşitli elementlerin spektrumlarını, maddeleri alevlere düşürüp yakarak sistematik olarak tespit etmeye başladı.
İki bilim adamı çok tuhaf bir şey keşfetti: her bir elementin, diğer elementlerden farklı olan kendi spektrumu var. Bunsen ve Kirchhoff, inceledikleri çeşitli elementleri ve molekülleri ayırt etmek için spektroskopiyi kullanabileceklerini fark ettiler.
Bu, gökbilimcilerin yeni bir yöntemi benimsedikleri ve kırınım ızgarasını teleskopun iş ucuna bağladıkları zamandır. Gökbilimciler teleskopu uzaktaki bir nesneye (güneş, gezegenler, bulutsular, yıldızlar veya tüm gece gökyüzü) doğrultduklarını keşfettiler ve sonra "göreceklerdi "Bir spektrum. Spektrumdaki çizgileri bilinen elementlerin ürettiği çizgilerle eşleştirin ve işte bu şekilde, uzaydaki hangi maddelerin yapıldığını görebilirsiniz.
Evrenin gizemlerini ortaya çıkarın
Onlarca yıldır, fizikçiler spektrumun nasıl ve neden üretildiğinin gizemini çözemediler. Ancak bu, "çalıştığı sürece bir şeyin nasıl çalıştığını kimin umursadığını" iddia eden gökbilimciler için çok az önemli.
Ancak gerçekler, atom altı seviyedeki elementin iç yapısının kuantum mekaniksel doğasının her bir benzersiz spektrumu yarattığını kanıtladı. Atomların ve moleküllerin içinde enerji nicelleştirilir (tek parça, hiyerarşik enerji). Örneğin: bir elektron yalnızca belirli bir enerji seviyesine sahip olabilir, istediği herhangi bir kadim enerjiye sahip olamaz. Aynı ilke bir moleküler titreşim veya molekül içi dönüş için de geçerlidir; bu özellikler yalnızca belirli değerlere karşılık gelebilir.
Bazen element heyecanlanır ve diğer kaynaklardan enerji emer, böylece element atomundaki elektronlar daha yüksek bir enerji seviyesine ulaşır. Bir süre sonra elektronlar enerji merdiveninden aşağı inecek ve aynı zamanda radyasyon yayacak. Enerji seviyeleri arasındaki ayrık farktan dolayı, yayılan radyasyon çok özel bir dalga boyuna sahiptir - spektrumdaki parlak çizgi.
Ancak parlak bir ışık kaynağının önüne belirli bir elementin bulutu koyarsanız, geçen radyasyonun bir kısmı bu atomlara çarpacak ve emilecektir. Aynı şekilde, bu geçişler yalnızca belirli enerji seviyelerinde gerçekleştiği için, emilen radyasyon yalnızca çok özel bir dalga boyuna sahip olacaktır - spektrumda karanlık, eksik çizgiler.
Spektroskopi, modern gökbilimciler için değerli bir araç haline geldi. Bu nedenle güneşin helyum içerdiğini, Jüpiter'in bulut tepelerinin amonyak içerdiğini, uzak yıldızların güneşle aynı malzemeden yapıldığını ve bulutsuların yaşamın temel bileşenlerini içerdiğini biliyoruz.
Daha da önemlisi, spektrum sürekli hareket eden bir evreni ortaya çıkarır. Bizden uzaklaşan nesnelerin spektrumu kırmızımsı görünürken, bize doğru hareket eden nesnelerin spektrumu mavi görünür Bu fenomen kırmızıya ve maviye kayma olarak adlandırılır. Gökbilimciler spektrumları galaksilerdeki yıldızların hareketini ve evrendeki galaksilerin hareketini haritalamak için kullandılar. Bu aynı zamanda karanlık madde ve evrenin genişlemesi gibi fenomenlerden haberdar olmamızı sağlar.
Bütün bunlar gökkuşaklarıyla oynayan bir grup fizikçiden geliyor.
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. Paul Sutter- Ay değiştirilebilir Cesur, yaz akşamı
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
