Сонячний спектр: Розглядаємо картинку

Розглядаємо спектральну картинку сонячного випромінювання, отриману найбільшим телескопом на Землі; вчимося розуміти, як і що дізнаються з неї вчені.

Незвичайна картинка на ілюстрації ліворуч виглядає звичайним видимим сонячним світлом, якщо розділити його на складові кольору. Звичайно, звичайна тригранна скляна призма вдома не дозволить вам отримати такий високоякісний шедевр. Щоб створити його, потрібна була робота складного спектрометра, встановленого на найбільшому в світі телескопі, що спостерігає за Сонцем. Розташований він в американському штаті Арізона, в обсерваторії Kitt Peak.

Спектрометр розщеплює сонячне світло на два потоки і посилає їх на два різних дзеркала, які повертають промені на детектор, де вони знову рекомбінують один з одним, утворюючи складну інтерференційну картину. Отримавши її і обробивши за допомогою особливих математичних алгоритмів, вчені і отримують такі красиві - і вельми інформативні - картинки.

Темні смуги - це так звані Фраунгоферові лінії, названі на честь знаменитого німецького фізика, який вперше описав їх ще в 1814 р. Вони з'являються через те, що у зовнішніх шарах сонячної атмосфери присутні певні елементи, що поглинають випромінювання на строго певних довжинах хвиль. Ці довжини і виглядають на спектрі, як «випалі».

У підсумку картинка спектра не гірше штрих-коду говорить нам точно про хімічний склад Сонця. Наприклад, досить широка чорна лінія, яку легко помітити в червоній частині спектральної картинки, свідчить про наявність водню, а дві ясно різні смуги в жовтій частині відповідають натрію.

Подібним чином можна дослідити не тільки Сонце, а й будь-які інші зірки і небесні тіла - наприклад, дізнаватися склад атмосфер далеких планет. Для цього спершу збираються спектральні дані зірки, навколо якої планета звертається. А потім - ті ж дані, але в ті моменти, коли планета проходить між зіркою і нами. Тепер з одного можна просто «відняти» друге - і отримати внесок, за який відповідальна сама планета. Наприклад, якби нам пощастило виявити планету, абсолютно подібну до нашої Землі, то Фраунгоферові лінії сказали б нам, що в атмосфері рясно представлена вода (у вигляді пара), а також кисень і метан.

Якщо ви любите розглядати детально красиві картинки - і робити з цього висновки - читайте також замітку «Галактика у всій красі», в якій ми детально розбирали найчіткіший з коли-небудь зроблених знімків галактики М81 у Великій Ведмедиці.

Публікація New Scientist Space