Het licht van sterren
Uit het licht van een ster haal je temperatuur, straal, snelheid en samenstelling. Dit onderwerp komt terug in veel examenvragen over sterren en spectra.
Het licht van een ster bevat veel informatie. Je leest er temperatuur, stralingsvermogen, snelheid en samenstelling uit af.
Een ster zendt licht uit met een vloeiend spectrum van alle kleuren. Daarin zitten donkere lijnen, de Fraunhoferlijnen. Atomen in de buitenlaag van de ster nemen fotonen van precies één energie op. Bij die energie hoort een vaste golflengte. Elk element heeft zijn eigen patroon van lijnen. Zie je de lijnen van waterstof terug, dan zit er waterstof in de ster.
Het patroon van lijnen kan ook verschuiven. Een ster die van de aarde af beweegt, heeft lijnen op een grotere golflengte. Dat heet roodverschuiving. Een ster die naar de aarde toe beweegt, heeft lijnen op een kleinere golflengte. Dat heet blauwverschuiving. Met Δλ/λ = v/c bereken je de radiale snelheid v. Hierin is c de lichtsnelheid. Alleen de snelheid langs de kijklijn telt mee.
Het Hertzsprung-Russelldiagram zet sterren uit naar temperatuur en totaal stralingsvermogen. Een ster met een hoge temperatuur is blauwwit. Bij gelijke temperatuur straalt een grotere ster meer vermogen uit. Zo leid je de straal van een ster af uit zijn plaats in het diagram.
Onthoud
Een spectrum van een ster heeft donkere Fraunhoferlijnen op vaste golflengten.
Elk element geeft een eigen patroon van lijnen, dus het spectrum laat zien welke elementen er zijn.
Bij roodverschuiving beweegt de ster van de aarde af, bij blauwverschuiving naar de aarde toe.
Met Δλ/λ = v/c vind je de radiale snelheid uit de verschuiving van de lijnen.
In het Hertzsprung-Russelldiagram lees je temperatuur en stralingsvermogen af, en daaruit de straal.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Je moet aantonen dat met de parallaxmethode geen afstanden van 10¹⁸ m of meer te bepalen zijn.
- 1
Met figuur 1 zie je dat tan(p) = r/d, waarbij r de baanstraal van de aarde is.
Veelgemaakte fouten
Roodverschuiving en blauwverschuiving worden vaak door elkaar gehaald. Onthoud dat rood een grotere golflengte is, dus de ster beweegt dan weg.
Donkere lijnen worden soms als emissielijnen gezien. Het zijn absorptielijnen, omdat het gas op die golflengten licht opneemt.
Voor de straal van een ster kijkt men alleen naar de temperatuur. Gebruik ook het totaal stralingsvermogen uit het Hertzsprung-Russelldiagram.
Snel checken
Het spectrum van een ster toont de waterstoflijnen op een iets grotere golflengte dan in het laboratorium. Wat betekent dat?
Waarom zijn er donkere lijnen in het spectrum van een ster?