stringtranslate.com

Звездный свет

Звездное небо пересеклось с Млечным Путем и метеором

Звездный свет – это свет, излучаемый звездами . [1] Обычно это относится к видимому электромагнитному излучению звезд, отличных от Солнца , наблюдаемому с Земли в ночное время , хотя часть звездного света можно наблюдать с Земли в дневное время .

Солнечный свет — это термин, используемый для обозначения звездного света Солнца, наблюдаемого в дневное время. В ночное время альбедо описывает солнечные отражения от других объектов Солнечной системы , включая лунный свет , свет планет и зодиакальный свет .

Наблюдение

Наблюдение и измерение звездного света с помощью телескопов является основой многих областей астрономии , [2] включая фотометрию и звездную спектроскопию . [3] У Гиппарха не было телескопа или какого-либо инструмента, который мог бы точно измерить видимую яркость, поэтому он просто делал оценки своими глазами. Он разделил звезды на шесть категорий яркости, которые назвал звездными величинами. [4] Самые яркие звезды в своем каталоге он называл звездами первой величины, а настолько слабые, что он едва мог их видеть, звездами шестой величины.

Звездный свет также является заметной частью личного опыта и человеческой культуры , влияя на широкий спектр занятий, включая поэзию , [5] астрономию, [2] и военную стратегию. [6]

Армия Соединенных Штатов потратила миллионы долларов в 1950-х годах и позже на разработку телескопа для звездного света , который мог бы усиливать звездный свет, лунный свет, фильтруемый облаками, и флуоресценцию гниющей растительности примерно в 50 000 раз, чтобы позволить человеку видеть ночью. [6] В отличие от ранее разработанной активной инфракрасной системы, такой как снайперский прицел , она была пассивным устройством и не требовала дополнительного излучения света для наблюдения. [6]

Средний цвет звездного света в наблюдаемой Вселенной — это оттенок желтовато-белого цвета, получивший название «Космический латте» .

Спектроскопия звездного света, исследование звездных спектров, была впервые предложена Йозефом Фраунгофером в 1814 году. [3] Можно понять, что звездный свет состоит из трех основных типов спектра: непрерывного спектра , спектра излучения и спектра поглощения . [1]

Освещенность звездного света совпадает с минимальной освещенностью человеческого глаза (~ 0,1 млк ), а лунный свет совпадает с минимальной освещенностью цветового зрения человеческого глаза (~ 50 млк).  [7]  [8]

Одна из самых старых звезд, которые когда-либо были обнаружены - самая старая, но не самая далекая в данном случае - была обнаружена в 2014 году: возраст звезды SMSS J031300.36−670839.3 , находящейся «всего» в 6000 световых годах от нас, составил 13,8 миллиардов лет или больше . или меньше того же возраста, что и сама Вселенная . [9] Звездный свет, сияющий на Земле, включает и эту звезду. [9]

Фотография

Ночная фотография включает в себя фотографирование объектов, освещенных преимущественно звездным светом. [10] Непосредственная съемка ночного неба также является частью астрофотографии . [11] Как и любую другую фотографию, ее можно использовать в научных целях и/или для отдыха. [12] [13] Субъекты включают ночных животных . [11] Во многих случаях фотография звездного света может также совпадать с необходимостью понять влияние лунного света . [11]

поляризация

Было замечено, что интенсивность звездного света является функцией его поляризации .

Звездный свет становится частично линейно поляризованным из-за рассеяния на вытянутых межзвездных пылинках , длинные оси которых имеют тенденцию быть ориентированы перпендикулярно галактическому магнитному полю . Согласно механизму Дэвиса-Гринштейна , зерна быстро вращаются с осью вращения вдоль магнитного поля. Свет, поляризованный в направлении магнитного поля, перпендикулярном лучу зрения, передается, тогда как свет, поляризованный в плоскости, определяемой вращающимся зерном, блокируется. Таким образом, направление поляризации можно использовать для составления карты галактического магнитного поля . Степень поляризации составляет порядка 1,5% для звезд на расстоянии 1000 парсеков . [14]

Обычно в звездном свете обнаруживается гораздо меньшая доля круговой поляризации . Серковски, Мэтьюсон и Форд [15] измерили поляризацию 180 звезд в фильтрах UBVR. Они обнаружили максимальную дробную круговую поляризацию в фильтре R.

Объяснение состоит в том, что межзвездная среда оптически тонка. Звездный свет, проходящий через столб килопарсек, подвергается ослаблению примерно на величину, так что оптическая толщина ~ 1. Оптическая толщина 1 соответствует средней длине свободного пробега, которая в среднем представляет собой расстояние, которое проходит фотон до рассеяния на пылинке. . Таким образом, в среднем фотон звездного света рассеивается на одном межзвездном зерне; многократное рассеяние (которое приводит к круговой поляризации) гораздо менее вероятно. По наблюдениям [14] фракция линейной поляризации p ~ 0,015 от однократного рассеяния; круговая поляризация от многократного рассеяния выглядит как , поэтому мы ожидаем долю циркулярно поляризованной части .

Свет звезд ранних типов имеет очень небольшую собственную поляризацию. Кемп и др. В работе [16] измерена оптическая поляризация Солнца при чувствительности ; они нашли верхние пределы как для (доли линейной поляризации), так и (доли круговой поляризации).

Межзвездная среда может производить свет с круговой поляризацией (CP) из неполяризованного света путем последовательного рассеяния на удлиненных межзвездных зернах, выровненных в разных направлениях. Одной из возможностей является искривленное выравнивание зерен вдоль луча зрения из-за изменений галактического магнитного поля; другой — луч зрения проходит через множество облаков. Для этих механизмов максимальная ожидаемая доля CP равна , где – доля линейно поляризованного (LP) света. Кемп и Вольстенкрофт [17] обнаружили CP у шести звезд ранних типов (без собственной поляризации), что они смогли объяснить первым механизмом, упомянутым выше. Во всех случаях в синем свете.

Мартин [18] показал, что межзвездная среда может преобразовывать свет LP в CP путем рассеяния на частично выровненных межзвездных зернах, имеющих сложный показатель преломления. Этот эффект наблюдался для света Крабовидной туманности Мартином, Иллингом и Ангелом. [19]

Оптически толстая околозвездная среда потенциально может производить гораздо больший CP, чем межзвездная среда. Мартин [18] предположил, что свет LP может стать CP вблизи звезды за счет многократного рассеяния в оптически толстом асимметричном околозвездном пылевом облаке. Этот механизм был использован Бастьеном, Робертом и Надо [20] для объяснения CP, измеренного у 6 звезд Т-Таури на длине волны 768 нм. Они обнаружили максимальный CP . Серковский [21] измерил CP у красного сверхгиганта NML Cygni и у длиннопериодической переменной М-звезды VY Canis Majoris в полосе H, приписав CP многократному рассеянию в околозвездных оболочках . Хризостому и др. [22] обнаружили CP с q до 0,17 в области звездообразования Ориона OMC-1 и объяснили это отражением звездного света от выровненных сплюснутых зерен в пылевой туманности.

Круговая поляризация зодиакального света и диффузного галактического света Млечного Пути была измерена на длине волны 550 нм Уолстенкрофтом и Кемпом. [23] Они нашли значения , которые выше, чем у обычных звезд, предположительно из-за многократного рассеяния на пылинках.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аб Робинсон, Кейт (2009). Звездный свет: введение в звездную физику для любителей. Springer Science & Business Media. стр. 38–40. ISBN 978-1-4419-0708-0.
  2. ^ Аб Макферсон, Гектор (1911). Романтика современной астрономии. Дж. Б. Липпинкотт. п. 191. Звездная астрономия.
  3. ^ AB Дж. Б. Херншоу (1990). Анализ звездного света: сто пятьдесят лет астрономической спектроскопии. Архив Кубка. п. 51. ИСБН 978-0-521-39916-6.
  4. ^ Астрономия . https://d3bxy9euw4e147.cloudfront.net/oscms-prodcms/media/documents/Astronomy-Draft-20160817.pdf: Университет Райса. 2016. с. 761. ISBN 1938168283 - через Open Stax. 
  5. ^ Уэллс Хоукс Скиннер - Исследования по литературе и композиции для средних школ, обычных школ и ... (1897) - Страница 102 (ссылка на электронную книгу Google)
  6. ^ abc Popular Mechanics - январь 1969 г. - Морт Шульц «Как армия научилась видеть в темноте» (ссылка на Google Книги)
  7. ^ Шлайтер, Пол (1997–2009). «Радиометрия и фотометрия в астрономии».
  8. ^ Обзоры IEE, 1972, стр. 1183.
  9. ^ ab «Древняя звезда может быть самой старой в известной Вселенной». Space.com . 10 февраля 2014 г.
  10. ↑ Роуэлл, Тони (2 апреля 2018 г.). Sierra Starlight: астрофотография Тони Роуэлла. Расцвет. ISBN 9781597143134– через Google Книги.
  11. ^ abc Рэй, Сидни (23 октября 2015 г.). Научная фотография и прикладная визуализация. ЦРК Пресс. ISBN 9781136094385– через Google Книги.
  12. ^ Рэй, Сидни (23 октября 2015 г.). Научная фотография и прикладная визуализация. ЦРК Пресс . ISBN 9781136094385.
  13. ^ Рэй, Сидни (23 октября 2015 г.). Научная фотография и прикладная визуализация. ЦРК Пресс. ISBN 9781136094385.
  14. ^ Аб Фосальба, Пабло; Лазариан, Алекс ; Прюне, Саймон; Таубер, Ян А. (2002). «Статистические свойства поляризации галактического звездного света». Астрофизический журнал . 564 (2): 762–772. arXiv : astro-ph/0105023 . Бибкод : 2002ApJ...564..762F. дои : 10.1086/324297. S2CID  53377247.
  15. ^ Серковски, К.; Мэтьюсон и Форд (1975). «Зависимость межзвездной поляризации от длины волны и соотношение полного и избирательного поглощения». Астрофизический журнал . 196 : 261. Бибкод : 1975ApJ...196..261S. дои : 10.1086/153410 .
  16. ^ Кемп, Дж. К.; и другие. (1987). «Оптическая поляризация Солнца измерена с чувствительностью в десять миллионов долей». Природа . 326 (6110): 270–273. Бибкод : 1987Natur.326..270K. дои : 10.1038/326270a0. S2CID  4316409.
  17. ^ Кемп, Джеймс С.; Вольстенкрофт (1972). «Межзвездная круговая поляризация: данные для шести звезд и зависимость от длины волны». Астрофизический журнал . 176 : Л115. Бибкод : 1972ApJ...176L.115K. дои : 10.1086/181036 .
  18. ^ аб Мартин (1972). «Межзвездная круговая поляризация». МНРАС . 159 (2): 179–190. Бибкод : 1972MNRAS.159..179M. дои : 10.1093/mnras/159.2.179 .
  19. ^ Мартин, PG; Иллинг, Р.; Ангел, JRP (1972). «Открытие межзвездной круговой поляризации в направлении Крабовидной туманности». МНРАС . 159 (2): 191–201. Бибкод : 1972MNRAS.159..191M. дои : 10.1093/mnras/159.2.191 .
  20. ^ Бастейн, Пьер; Роберт и Надо (1989). «Круговая поляризация звезд Т Тельца. II - Новые наблюдения и доказательства многократного рассеяния». Астрофизический журнал . 339 : 1089. Бибкод : 1989ApJ...339.1089B. дои : 10.1086/167363.
  21. ^ Серковски, К. (1973). «Инфракрасная круговая поляризация NML Cygni и VY Canis Majoris». Астрофизический журнал . 179 : Л101. Бибкод : 1973ApJ...179L.101S. дои : 10.1086/181126 .
  22. ^ Златоуст, Антонио; и другие. (2000). «Поляриметрия молодых звездных объектов - III. Круговая поляриметрия ОМС-1». МНРАС . 312 (1): 103–115. Бибкод : 2000MNRAS.312..103C. CiteSeerX 10.1.1.46.3044 . дои : 10.1046/j.1365-8711.2000.03126.x. S2CID  17595981. 
  23. ^ Вольстенкрофт, Рамон Д.; Кемп (1972). «Круговая поляризация излучения ночного неба». Астрофизический журнал . 177 : Л137. Бибкод : 1972ApJ...177L.137W. дои : 10.1086/181068.