Czy przesunięcie Dopplera może różnić kolory dwóch gwiazd w tej samej odległości?

Jak wiadomo, efekt Dopplera może zmienić długość fali światła.

Załóżmy, że są dwie gwiazdy w tej samej odległości i tej samej temperaturze. Jeśli jedna gwiazda cofa się, a druga zbliża, ich kolory wyglądają inaczej.

Chcę wiedzieć, na ile prawdopodobne jest, że dwie gwiazdy mają różne kolory z powodu przesunięcia Dopplera? Innymi słowy, jeśli dwie gwiazdy w tej samej odległości mają różne kolory, powiedzmy niebieski i czerwony, to czy można bezpiecznie założyć, że dwie gwiazdy mają różną temperaturę powierzchni?

W rzeczywistości było to pytanie z końcowego egzaminu Wave & Heat.

P: Gwiazdy emitują promieniowanie, którego widmo jest bardzo podobne do widma idealnego ciała czarnego. Dwie gwiazdy o identycznej wielkości znajdują się w tej samej odległości od nas. Jedna z gwiazd ma czerwonawy kolor, a druga bardzo niebieska. Wybierz prawidłowe oświadczenie.

(a) Czerwona gwiazda jest gorętsza.
(b) Niebieska gwiazda jest cieplejsza.
(C) Oba mogą mieć tę samą temperaturę powierzchni.

Czytałem, że niektóre gwiazdy w pobliżu centrum galaktyki poruszają się bardzo szybko. http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(star)

Jeśli weźmiemy pod uwagę tylko rozkład Plancka, możliwy jest tylko (b). Zastanawiam się, czy (c) jest również realistycznym przypadkiem, czy jest to tylko możliwe koncepcyjnie.

light

— użytkownik36437
źródło

0.25 c

$0.25c$

Powiedziałbym, że (b) jest poprawną odpowiedzią. Aby przesunięcie Dopplera miało znaczący wpływ (jak opisano), prędkość względna dwóch gwiazd musi być zbliżona do prędkości światła. Jest to znacznie większe niż jakiekolwiek obserwowane, nawet w przypadku S2.

— Walter,

@Cheeku Czy przesunięcie Dopplera spowodowane przez orbitujące planety nie jest wykorzystywane do wykrywania egzoplanet? Jeśli zastosowana zostanie ta metoda, oznacza to, że nie wymaga ona szybkiego ruchu początku w celu wykrycia przesunięcia Dopplera.

— kasperd

@kasperd Nie mam na myśli tego w znaczeniu „nie można zaobserwować”. Chodzi mi raczej o to, że prawdopodobieństwo istnienia takiego systemu do rozdzielczości ogranicza obsługę naszych instrumentów jest bardzo niskie. Przepraszam za zamieszanie.

— Cheeku,

$10^3 \textrm{km/s}$ opisano (nawiasem mówiąc, prędkości te najprawdopodobniej powstały w centrum galaktyki). Zauważ też, że te gwiazdy są zbyt szybkie, aby pozostawać w dysku przez długi czas. Innym sidenotematem jest to, że centrum galaktyczne nie jest dostępne wizualnie z powodu wyginięcia pyłu.

z = \frac{v}{do}

$z=\dfrac{v}{c}$

v

$v$

c

$c$

z = \frac{δ λ}{λ}

$z=\dfrac{\delta\lambda}{\lambda}$

(v / c)^{2} \approx 0

$(v/c)^2\approx 0$

$v=3\cdot 10^3 \textrm{km/s}$ i otrzymujesz to $\dfrac{\delta\lambda}{\lambda}=10^{-2}$ w bardzo sprzyjających warunkach. Zasadniczo nie jest mały, ale jeśli chodzi o kolory, zmiana jest znikoma.

Powiedz, zielone światło o $\lambda=555 \textrm{nm}$ miałby teraz $\lambda=550 \textrm{nm}$ lub $560 \textrm{nm}$ w fali, czyli nadal byłby bardzo zielony. Tak więc efekt Dopplera nie ma wpływu na twój problem.

Możliwe jest jednak zaczerwienienie pyłu . Jedna z dwóch gwiazd może być zasłonięta przez pył, w przeciwieństwie do drugiej, i wyglądać czerwonawo. Tak więc, zarówno b) ic) są możliwymi odpowiedziami.

PS I faktycznie, jeśli gwiazda „wydaje się czerwonawa”, najprawdopodobniej jest to wyginięcie pyłu. Czarne kolory temperatury ciała to niebieski, niebieskawy, biały, żółtawy, żółty, pomarańczowy lub czerwony.

— Alexey Bobrick
źródło