Mercury Raumschiff verlässt Cosmosphere für 3-jährige Ausstellung in Indiana

Paul Sutter ist Astrophysiker bei Die Ohio State Universität und der Chefwissenschaftler bei COSI Wissenschaftszentrum. Sutter ist auch Gastgeber der Podcasts Frage einen Raumfahrer und RealSpaceund die YouTube-Serie Raum in deinem Gesicht.

Manchmal werde ich ein bisschen neidisch auf Astronomen vor dem 20. Jahrhundert. Heutzutage, wenn Sie etwas Neues entdecken, können Sie es benennen. Damals, wenn Sie etwas Neues entdeckt haben, wurde es nach Ihnen benannt.

So war es, als Charles Wolf und Georges Rayet 1867 eines Nachts im Pariser Observatorium auf einen seltsamen Stern stießen. Ich weiß nicht, was sie nach der Entdeckung zueinander gesagt haben - selbst wenn ich sie hören könnte, mein Französisch ist ein etwas zu rostig - aber es war wahrscheinlich nicht, "Süße! Unsere Namen werden in einem übersprungenen Kapitel jedes Astronomie-Lehrbuchs der Zukunft vorgestellt!"

Du hast nur dieses Leuchten

Was ihren Platz in der Trivia-Überlieferung zementierte, waren die eigenartigen Eigenschaften des Lichts, das von dem Stern kam, den sie beobachteten. Bis dahin hatte noch niemand so etwas gesehen. Und mit "es" meine ich Emissionsspektrallinien.

OK, ich gebe es zu, dieser Satz klingt wahrscheinlich nicht sehr beeindruckend. Lasst uns aus dem Jargon graben. Wenn Sie etwas Heißes haben - eine Glühbirne, sagen wir, oder vielleicht einen Stern - wird es leuchten. Das Licht, das es abgibt, ist eine Mischung aus allen möglichen Wellenlängen. Wenn es die richtige Temperatur ist, werden die Wellenlängen eine gleichmäßige Mischung aus Rot-, Grün- und Blautönen sein, die unser Gehirn richtig als "weiß" interpretiert. Wenn das Objekt ein wenig heißer ist, könnte sein Licht eine Mischung aus Ultravioletts und Blues sein, ohne die kühleren roten Wellenlängen. Wiederum identifiziert unser Gehirn seine Farbe, diesmal als "blaues" Ding.

Du glühst auch, und nicht in der Art, wie Menschen sich gegenseitig beglückwünschen. Alle Atome und Moleküle auf der Oberfläche deines Körpers sind ein Hopper, ein Jigglin und ein Dancin. Sie geben alle möglichen Wellenlängen des Lichts ab, meist jedoch im infraroten Bereich des Spektrums. Schlage auf eine Infrarot-Brille und die Leute leuchten wie eine Kerze.

Sterne bestehen aus Dingen, die sich wie verrückt winden, und tatsächlich leuchten sie. Wenn wir also die Mischung von Licht, das von einem Stern kommt, genau betrachten, sehen wir alle möglichen Wellenlängen.

In der Regel fehlen jedoch einige Wellenlängen. Das liegt daran, dass die äußeren Schichten der Atmosphäre eines Sterns eine Menge atomaren Müll enthalten, und diese Atome können sehr spezifische Wellenlängen des Lichts herausfiltern. Sie tun dies, indem sie diese Lichtphotonen aufsaugen, ihnen erlauben, in einen höheren quantenmechanischen Zustand zu springen und die Energie auf andere Weise abzugeben, normalerweise durch Schwingungen.

Aber als Wolf und Rayet durch ihre sahen FernrohrStattdessen fanden sie bei bestimmten Wellenlängen zusätzliches Licht, nicht subtrahiertes Licht. Mon dieu!

Ungeklärte Mysterien

Es dauerte eine Weile, um herauszufinden, was vor sich ging, und um ganz ehrlich zu sein, sind die Astronomen immer noch nicht genau gewusst, was es verursacht.

Eines der Probleme ist, dass Wolf-Rayet-Sterne selten sind. Nur ein paar wenige Hundert in unserer Milchstraße, verglichen mit den Hunderten von Milliarden von jeder anderen Art von Stern. Wir haben also nicht viele Daten, um weiterzumachen.

Wolf-Rayet-Sterne sind so selten, weil sie sehr groß sind, was bedeutet, a) es gibt nur wenige von ihnen, weil es schwer ist, große Gasbälle zu bekommen, und b) massereiche Sterne nicht lange leben, Wenn wir also eine Momentaufnahme des Universums machen, sind wir eher in der Lage, die kleineren, langlebigeren stellaren Bewohner zu sehen als ihre grobknochigen Cousins.

Diese Massivität ist ein Hinweis auf ihr eigenartiges Lichtmuster. Sie scheinen ein normaler Entwicklungsstadium eines Riesensterns zu sein, nach dem ersten Wasserstoffbrand im Kern und kurz vor dem unvermeidlichen Feuerwerk einer Supernova - sie warten im galaktischen grünen Raum, kurz vor dem Platzen Auf der Bühne in einer großen Finale-Performance.

Und in dieser Aufwärmphase wirft der Star einige ernsthafte Wutanfälle. Ganze Schichten des Sterns schälen sich wie eine Plasmazwiebel ab und werden heftig in das umgebende System geworfen. Die inneren Bereiche des Sterns, nackt und zum ersten Mal dem Vakuum des Raumes ausgesetzt, leuchten viel heller und intensiver als diese äußeren Schichten. Dieses blendende Licht, das hochenergetische Strahlung spuckt, wirkt sich auf die abgeworfene Gaswolke aus.

Das ausgestoßene Gas absorbiert hochenergetische ultraviolette Strahlung und spuckt es als energiearmes, für Kinder sicheres Infrarot- und sichtbares Licht aus und erzeugt Extralicht bei sehr spezifischen Wellenlängen. Endlich: Emissionsspektrallinien.

Dieser Vorgang wird als Fluoreszenz bezeichnet und Sie kennen ihn vielleicht besser in anderen Einstellungen. Was haben CFL-Lampen, Tiefseequallen und Wolf-Rayet-Sterne gemeinsam?

Fluoreszenz. Sie haben Fluoreszenz gemeinsam.

Ehrlich gesagt, all das ist eine Vermutung. Eine gute Vermutung, aber trotzdem eine Vermutung. Wie ich schon sagte, es gibt nicht viele Beispiele zu beobachten, aber wir machen mit dem, was wir haben, aus.

Da Wolf-Rayet-Sterne für eine große Supernova ein Aufwärm-Akt zu sein scheinen, können wir die Bedingungen, Warnzeichen und Umstände der Big Blasts selbst besser verstehen, wenn wir sie genauer untersuchen. Jedes bisschen hilft (dank der alten französischen Astronomen).

Lesen Sie mehr Artikel von Paul auf seiner Artikel-Seite Expert Voices und hören Sie die Episode "Wolf-Rayet Stars: Sci-Fi oder was?" auf dem Ask A Spaceman Podcast, verfügbar auf iTunes und im Web unter //www.asaspaceman.com. Danke @ Size111 für die Frage, die zu diesem Stück geführt hat! Stellen Sie Ihre eigene Frage auf Twitter mit #AskASpaceman oder indem Sie Paul @PaulMattSutter und facebook.com/PaulMattSutter folgen.