ספקטרוסקופיה - מדידת הרכב הכוכבים | ספקטרום אור

 ספקטרוסקופיה היא חקר הכוכבים באמצעות ניתוח הספקטרום, דהיינו האור שהם מפיקים.

עוצמת הקרינה באורכי הגל השונים מצולמים, מתועדים ומתורגמים בעזרת מחשב לכדי גרף המציג את הרכבו הכימי של הכוכב, השביט, כוכב הלכת או הגלקסיה.

באמצעות טלסקופ האינטרנט : ניתן אף לאמוד את היסח דופלר, מידת ההתרחקות או התקרבות של אובייקטים ביחס לכדור הארץ - לאובייקטים כגון קוואזרים וגלקסיות רחוקות.

 

 

מבוא

 

מהו הדבר החשוב ביותר שיש לדעת על כוכב על-מנת שלא יראה לנו כנקודת אור ותו לא?
בכדי שנבין את מהותו של כוכב עלינו להציב בראש הרשימה את מידת ההארה שלו (magnitude) ומיד אח"כ את סוגו הספקטראלי.

ללא פרמטרים אלו הכוכב הינו נקודת אור חסרת משמעות. הקוד הספקטראלי 'מגלה' לנו בחטף איזה סוג של אובייקט הכוכב, צבעו, גודלו, מידת ההארה שלו, עברו ועתידו.

באמצעות מפת כוכבים מסתובבת (מפת שמיים) ניתן למצוא כוכבים בצבעים שונים, ווגה (Vega) הכחול לעומת אנטארס (Antares) האדום.
בערב חורפי נוכל להבחין בנקל בין צבעו הלבן של ריגל (Rigel) לבין צבעו האדום של ביטאלגו'ז (Betelgeuse), שני כוכבים בהירים בקבוצת אוריון.

באמצעות טלסקופ ניתן להבחין בכוכב הכפול אלביראו, צמד כוכבים בצבעים כחול ואדום.

לכל מצלמת CCD יש רגישויות שונות לצבעים השונים.  העין למשל, רגישה ביותר לצבעים ירוק וצהוב ורגישותה קטנה יותר לכחול וסגול (אורך גל קצר) וכן לכתום ואדום (אורך גל ארוך).

 

 

 
העין אינה מבחינה כלל בקרינה שבתחומי העל-סגול והתת-אדום. אם כן יוצא כי העין רגישה ביותר לאותו תחום בספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית שבו קרינת השמש מרבית- מרכז תחום האור הנראה.
אין זו עובדה מקרית שכן העין התפתחה בכדי למלא את ייעודה- להוות גלאי יעיל ליצורים החיים במקום המואר באור השמש.

 

 

ספקטרוסקופיה

 

היא אחת מאבני האסטרונומיה החשובות ביותר.

נרחיב ונאמר כי 90% מן הידע שלנו על כוכבים (דהיינו שמשות) עד כה הושג באמצעות ספקטרוסקופיה.

הספקטרום הוא דרך להצגת התלות של עוצמתה של קרינה אלקטרו מגנטית באורך הגל שלה.
הדוגמא המוכרת ביותר היא פריסת צבעי הקשת של האור הנראה, שאפשר לראותה בקשת בענן, או לייצר אותה בעזרת מנסרה.

האור הלבן הוא מעין 'תערובת' של אורכי גל שונים. ספקטרום הצבעים שעין האדם מסוגלת לקלוט משתרע מן האדום (בעל אורך גל הגדול ביותר) דרך כתום, צהוב, תכלת וכחול, אל הסגול - בעל אורך הגל הקטן ביותר.

 

 

 

בתמונה: הספקטרום של כוכב בקבוצת בתולה.

 

 

 

סוג ספקטראלי

 

סיווג הכוכבים המקובל כיום למשפחות ספקטראליות שונות, מבוסס על שיטת חלוקה שהחלו בה בסוף המאה הקודמת, בעיקר באוניברסיטת הרווארד בארה"ב.

הסיווג הבסיסי של רוב הכוכבים הנראים בתצפיות הוא ל-7 קבוצות ספקטראליות בסיסיות, שכל אחת מהן מסומנת באות לטינית מסוימת.
על אף שהחלוקה נעשתה מעודנת יותר במשך הזמן, שבעת הסוגים הראשוניים נקראים גם היום בשמות שניתנו להם לפני כמאה שנה: O,B,A,F,G,K,M.

 

כל סוג כזה מאופיין ע"י קווים ספקטראליים מסוימים הנראים בספקטרה של כוכבים המשתייכים אליו, וכן על-פי יחסים מסוימים בין עוצמות קווים שונים.
בדיעבד התברר כי לכל סוג ספקטראלי מתאים תחום טמפרטורה מסוים, ומכאן הצבע המתאים לטמפרטורה זו.

 

 

 

 

פרויקט ברקת-ספקטרוסקופיה או בקיצור פרויקט ב.ס, הנו יישומו המעשי של הנאמר.

באמצעות הספקטרוסקופ של טלסקופ האינטרנט ניתן לצלם, לעבד ולנתח את אור הכוכבים!

 

 

אפליקציה לניסוי

ספקטרוסקופיה וירטואלית

http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html

 

 

 

 

מטרות הפרוייקט

 

• מציאת הספקטרום של הכוכבים הלכה למעשה וניתוח המידע הנאסף לכדי מסקנות על 'אופיו' של הכוכב הנבדק, הרכבו וניתוח הספקטרום שלו והבנה מעמיקה יותר של שיטות מחקר.

כל זאת מבוצע בעזרת מכשור מעבדה מתוחכם ובשיטות מחקר מתקדמות במצפה ברקת.

את הפרויקט ניתן לבצע כחלק משורת מעבדות האסטרונומיה שמציע מצפה הכוכבים ברקת במכבים במעבדת האסטרוטופ

התלמיד עובר את כל התהליך תוך כדי תהליכי איסוף מידע, ניתוח מסקנות והפקות לקחים, אותם התהליכים שעובר המדען, תוך כדי תמיכה מלאה.
 


להרחבה :
- פוטומטריה, מדידת שטף האור של הכוכבים
- רשימת כוכבים לכיול צבע, מטרות אסטרונומיות לצילום עם הטלסקופ
- רזולוציית הצילום של טלסקופ ומצלמת CCD דיגיטלית