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  • 1 # 科技領航人

    儘管在觀測和資料收集方面存在著極大的侷限性,但現代天文研究已經積累了驚人的宇宙知識,天文學家通常能報告數萬億公里外行星或恆星的詳細資訊。天文學研究的基本技術之一是測量電磁輻射,並進行詳細的計算,以確定遙遠天體的溫度。

    從溫度到顏色

    恆星輻射的光的顏色揭示了它的溫度,而恆星的溫度決定了附近天體如行星的溫度。光是當帶電的原子粒子振動時產生的,並以光粒子(即光子)的形式釋放能量。因為溫度對應於物體的內能,所以較熱的物體會發射出更高能量的光子。光子的能量決定了光的波長或顏色;因此,物體發出的光的顏色是溫度的指示。然而,這種現象是不可觀測到的,直到一個物體變得非常熱——大約3000攝氏度(5432華氏度)——因為較低的溫度在紅外光譜而不是可見光譜中輻射。

    黑體

    黑體的概念對於測量天體的溫度是必不可少的。黑體是一種理論物體,它能完全吸收所有波長光的能量。此外,從黑體發出的光不受物體組成的影響。這意味著一個黑體根據一個特定的光譜輻射光,這個光譜僅僅取決於物體的溫度。恆星不是理想的黑體,但它們離得足夠近,可以根據發射波長精確地近似計算溫度。

    多個波長,一個峰值

    一個簡單的視覺觀測並不能揭示恆星的溫度,因為溫度決定了峰值發射波長,而不是唯一的發射波長。恆星通常呈現白色,因為它們的發射光譜覆蓋了很寬的波長範圍,人眼將所有顏色的混合物解釋為白光。因此,天文學家使用光學濾光片分離某些顏色,然後比較這些分離顏色的強度,以確定恆星發射光譜的近似峰值。

    行星溫度

    行星的溫度更難確定,因為行星的吸收和發射特性可能與黑體的吸收和發射特性不完全相似。一顆行星的大氣層和表面物質可以反射大量的光,而一些吸收的光能被溫室效應所保留。因此,天文學家透過複雜的計算來估計遙遠星球的溫度,這些計算包括最近恆星的溫度,行星與恆星的距離,反射光的百分比,大氣層的組成和行星的旋轉特徵。

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