Hvordan vejer videnskabsmand en stjerne som solen?

Forskere kan ikke direkte veje en stjerne som solen, som vi vejer genstande på Jorden. I stedet bruger de en kombination af observationer og fysik til at beregne dens masse. Her er en sammenbrud af, hvordan de gør det:

1. Keplers tredje lov om planetarisk bevægelse:

* Princippet: Keplers tredje lov siger, at kvadratet i en planets orbitalperiode er proportional med terningen i dens gennemsnitlige afstand fra solen.

* applikationen: Ved at observere orbitalperioden og afstand fra en planet, der kredser om solen (som Jorden), kan vi beregne solens masse.

* Eksempel: Vi ved, at Jorden tager cirka 365 dage at kredse solen i en gennemsnitlig afstand på 149,6 millioner kilometer. Tilslutning af disse værdier til Keplers tredje lov giver os mulighed for at beregne solens masse.

2. Måling af stjernernes egenskaber:

* Princippet: Stjerner udsender lys og har et specifikt spektrum af farver. Disse oplysninger kan afsløre detaljer om deres temperatur, lysstyrke og radius.

* applikationen: Ved at analysere en stjernes spektrum og lysstyrke kan vi estimere dens overfladetyngdekraft. Overfladetyngdekraft er direkte relateret til en stjernes masse og radius.

* Eksempel: Hvis vi kender en stjernes lysstyrke og temperatur, kan vi bruge en stellar model til at estimere dens radius. Når vi kender dens radius og overfladetyngdekraft, kan vi beregne dens masse.

3. Binære stjernesystemer:

* Princippet: Der findes mange stjerner i binære systemer, hvor to stjerner kredser rundt om et fælles massecenter. Ved at observere deres orbitalbevægelse kan vi beregne massen af ​​hver stjerne.

* applikationen: Ved hjælp af Keplers love og observationer af orbitalperioden og adskillelsen af ​​stjernerne kan vi beregne systemets kombinerede masse.

* Eksempel: Ved at studere orbitalbevægelsen af ​​to stjerner i et binært system kan vi bestemme den kombinerede masse af systemet, og ved at analysere de enkelte stjerner kan vi estimere massen af ​​hver stjerne.

4. Måling af gravitationslinse:

* Princippet: Massive genstande, som stjerner, bøjer lysets sti på grund af deres tyngdekraft, et fænomen kaldet gravitationslinse.

* applikationen: Iagttagelse af forvrængningen af ​​lys fra en fjern stjerne, når den passerer bag en forgrundsstjerne, giver os mulighed for at beregne massen af ​​forgrunden.

Vigtig note: Disse metoder tilvejebringer estimater af en stjernes masse, og deres nøjagtighed kan variere afhængigt af de tilgængelige data og kompleksiteten af ​​beregningerne.