Hvordan beregnet astronomer massen?

Astronomer beregner massen af ​​himmelske objekter ved hjælp af en række metoder, afhængigt af det pågældende objekt og de tilgængelige oplysninger. Her er nogle af de mest almindelige metoder:

1. Keplers tredje lov og orbitalbevægelse:

* for planeter og stjerner i binære systemer: Denne metode bruger Keplers tredje lov, der vedrører orbitalperioden (tid det tager for et objekt at gennemføre en bane) og den gennemsnitlige afstand mellem to kredsløbsgenstande til deres kombinerede masse. Ved at observere orbitalperioden og afstand fra et binært stjernesystem kan astronomer beregne systemets samlede masse.

* for planeter, der kredserer stjerner: Hvis vi kender en planets orbitalperiode og radius af en planet, der kredserer en stjerne, kan vi bruge Keplers tredje lov til at beregne stjernens masse.

2. Gravitationslinse:

* for fjerne galakser og klynger: Massive genstande bøjer lysets sti, der passerer nær dem, et fænomen kaldet gravitationslinse. Ved at analysere forvrængning og forstørrelse af fjerne galakser eller stjerner, når deres lys bøjer sig omkring et massivt forgrundsobjekt, kan astronomer estimere massen af ​​linsende objekt.

3. Stellar Evolution Models:

* for stjerner: Stjernernes evolutionsmodeller forudsiger, hvordan stjerner ændrer sig over tid baseret på deres masse, lysstyrke og sammensætning. Ved at sammenligne observationer af stjerner med teoretiske modeller kan astronomer estimere masserne af stjerner.

4. Dynamik af galakser:

* for galakser: Astronomer kan studere rotationskurverne for galakser (hvor hurtigt stjerner roterer i forskellige afstande fra det galaktiske centrum) for at udlede fordelingen af ​​masse inden for galaksen. Dette afslører ofte tilstedeværelsen af ​​"mørkt stof", som er en form for stof, der ikke interagerer med lys, og hvis masse kan estimeres ud fra dens tyngdekraft.

5. Doppler skift og radial hastighed:

* for stjerner: Denne metode, især nyttig til exoplanet -detektion, bruger Doppler -skiftet af Starlight forårsaget af gravitationslukket af en kredsende planet. Ved at observere den lille wobble fra en stjernes radiale hastighed, kan astronomer beregne massen af ​​den kredse planet.

6. Overfladelysstyrke svingninger:

* for galakser: Denne teknik måler variationerne i overfladelysstyrken af ​​en galakse for at estimere dens masse. Ved at analysere størrelsen og lysstyrken af ​​udsvingene kan astronomer bestemme galakseens samlede masse.

7. Brug af supernovaer:

* for stjerner: Iagttagelse af den lette kurve for en supernova (lysstyrken versus tid) kan hjælpe med at estimere massen af ​​stjernen, der eksploderede. Denne metode fungerer, fordi lysstyrken og varigheden af ​​en supernova er relateret til massen af ​​stamstjernen.

Det er vigtigt at bemærke:

* Hver metode har sine begrænsninger og nøjagtighed afhænger af forskellige faktorer som observationspræcision, antagelser om objektets sammensætning og kompleksiteten af ​​analysen.

* Ovenstående metoder tilvejebringer ofte estimater snarere end præcise værdier.

* Astronomer bruger ofte flere metoder til at krydse kontrol og forfine deres masseestimater.

Dette er blot nogle af måderne astronomer beregner massen af ​​himmelobjekter på. Astronomiens felt udvikler sig konstant, og nye metoder udvikles, når vores forståelse af universet vokser.