Звездный свет - Википедия - Starlight

Для использования в других целях см. Звездный свет (значения).
Звездное небо пересекло Млечный Путь и метеор

Звездный свет это свет испускается звезды.[1] Обычно это относится к видимый электромагнитное излучение от звезд, кроме солнце, наблюдаемый из земной шар в ночь, хотя компонент звездного света можно наблюдать с Земли во время дневное время.

Солнечный свет это термин, используемый для солнечного света звезд, наблюдаемого в дневное время. В ночное время альбедо описывает солнечные отражения от других Солнечная система объекты, в том числе лунный свет, Planetshine, и зодиакальный свет.

Наблюдение

Наблюдение и измерение звездного света с помощью телескопов является основой многих областей исследования. астрономия,[2] включая фотометрию и звездную спектроскопию.[3] Гиппарх у него не было телескопа или какого-либо инструмента, который мог бы точно измерить видимую яркость, поэтому он просто делал оценки с помощью глаз. Он разделил звезды на шесть категорий яркости, которые назвал величиной.[4] Он называл самые яркие звезды в своем каталоге звездами первой величины, которые были самыми яркими звездами, а те, которые были настолько слабыми, что он едва мог их видеть, были звездами шестой величины.

Звездный свет также является важной частью личного опыта и человеческого культура, затрагивающий самые разные занятия, включая поэзию,[5] астрономия[2] и военная стратегия.[6]

В Армия США потратил миллионы долларов в 1950-х годах и позже на разработку звездный прицел, которые могут усиливать звездный свет, лунный свет, фильтруемый облаками, и флуоресценция гниения растительность около 50 000 раз, чтобы человек мог видеть ночью.[6] В отличие от ранее разработанных активных инфракрасных систем, таких как снайперский прицел, это было пассивное устройство и не требовало дополнительного излучения света, чтобы видеть.[6]

Средний цвет звездного света в наблюдаемая вселенная желтовато-белый оттенок, получивший название Космический латте.

Спектроскопия звездного света, исследование звездных спектров, была впервые предложена Йозеф Фраунгофер в 1814 г.[3] Можно понять, что звездный свет состоит из трех основных типов спектров: непрерывный спектр, спектр излучения, и спектр поглощения.[1]

Освещенность звездным светом совпадает с минимальной освещенностью человеческого глаза (~ 0,1 mlx ), в то время как лунный свет совпадает с минимальной освещенностью цветового зрения человеческого глаза (~ 50 мл x).[7] [8]

Самый старый звездный свет

Одна из старейших из известных звезд - самая старая, но в данном случае не самая далекая - была идентифицирована в 2014 году: находясь всего в 6000 световых лет от нас, звезда SMSS J031300.36-670839.3 был определен как 13,8 миллиарда лет, или более или менее такой же возраст как вселенная сам.[9] Звездный свет, сияющий на Земле, включал бы эту звезду.[9]

Фотография

Ночная съемка включает в себя фотографирование объектов, освещенных в основном звездным светом.[10] Непосредственная съемка ночного неба также является частью астрофотография.[11] Как и другие фотографии, его можно использовать для занятий наукой и / или для досуга.[12][13] Предметы включают ночные животные.[11] Во многих случаях фотография звездного неба может частично совпадать с необходимостью понимания воздействия лунный свет.[11]

Поляризация

Было замечено, что интенсивность звездного света является функцией его поляризация.

Звездный свет становится частично линейно поляризованный рассеянием на удлиненных межзвездная пыль зерна, длинные оси которых стремятся ориентироваться перпендикулярно галактическому магнитное поле. Согласно Механизм Дэвиса – Гринштейна, зерна быстро вращаются с осью вращения вдоль магнитного поля. Свет, поляризованный вдоль направления магнитного поля перпендикуляр на луч зрения передается, а свет, поляризованный в плоскости, определяемой вращающимся зерном, блокируется. Таким образом, направление поляризации можно использовать для отображения галактическое магнитное поле. Степень поляризации составляет порядка 1,5% для звезд на высоте 1000 парсек расстояние.[14]

Обычно гораздо меньшая часть круговая поляризация находится в звездном свете. Серковски, Мэтьюсон и Форд[15] измерил поляризацию 180 звезд в фильтрах UBVR. Они обнаружили максимальную дробную круговую поляризацию , в фильтре R.

Это объясняется тем, что межзвездная среда оптически тонкая. Звездный свет, проходящий через столб килопарсеков, подвергается поглощению примерно на величину, так что оптическая глубина ~ 1. Оптическая глубина, равная 1, соответствует средней длине свободного пробега, которая представляет собой среднее расстояние, которое проходит фотон, прежде чем рассеяться от пылинки. . Итак, в среднем фотон звездного света рассеивается от единственного межзвездного зерна; многократное рассеяние (вызывающее круговую поляризацию) гораздо менее вероятно. Наблюдательно,[14] доля линейной поляризации p ~ 0,015 от однократного рассеяния; круговая поляризация от многократного рассеяния имеет вид , поэтому мы ожидаем циркулярно поляризованной доли .

Свет от звезд ранних типов имеет очень небольшую собственную поляризацию. Кемп и др.[16] измерили оптическую поляризацию Солнца при чувствительности ; они нашли верхние пределы для обоих (доля линейной поляризации) и (доля круговой поляризации).

Межзвездная среда может производить свет с круговой поляризацией (ЦП) из неполяризованного света путем последовательного рассеяния от удлиненных межзвездных зерен, расположенных в разных направлениях. Одна из возможностей - это выравнивание скрученных зерен вдоль луча зрения из-за изменения галактического магнитного поля; другой - линия обзора проходит через несколько облаков. Для этих механизмов максимальная ожидаемая фракция CP составляет , куда - доля линейно поляризованного (LP) света. Кемп и Вольстенкрофт[17] обнаружили CP у шести звезд ранних типов (без собственной поляризации), которые они смогли отнести к первому механизму, упомянутому выше. Во всех случаях, в синем свете.

Мартин[18] показали, что межзвездная среда может преобразовывать свет LP в CP путем рассеяния частично выровненных межзвездных зерен, имеющих комплексный показатель преломления. Этот эффект наблюдался для света от Крабовидная туманность Мартина, Иллинга и Ангела.[19]

Оптически толстая околозвездная среда потенциально может производить гораздо большие CP, чем межзвездная среда. Мартин[18] предположил, что свет LP может стать CP около звезды за счет многократного рассеяния в оптически толстом асимметричном околозвездном пылевом облаке. Этот механизм использовали Бастьен, Роберт и Надо,[20] для объяснения CP, измеренного у 6 звезд Т-Тельца на длине волны 768 нм. Они нашли максимальную CP в размере . Серковский[21] измеренная CP для красного сверхгиганта NML Cygni и в долгопериодической переменной M-звезде VY Canis Majoris в полосе H, приписывая КП многократному рассеянию в околозвездные оболочки. Chrysostomou et al.[22] нашли ЦП с q до 0,17 в Орион Область звездообразования OMC-1 и объяснила это отражением звездного света от выровненных сплюснутых зерен в пыльной туманности.

Круговая поляризация зодиакального света и Млечный Путь Рассеянный галактический свет был измерен на длине волны 550 нм Вольстенкрофтом и Кемпом.[23] Они нашли значения , что выше, чем у обычных звезд, предположительно из-за многократного рассеяния на пылинках.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Робинсон, Кейт (2009). Звездный свет: введение в звездную физику для любителей. Springer Science & Business Media. С. 38–40. ISBN  978-1-4419-0708-0.
  2. ^ а б Макферсон, Гектор (1911). Романтика современной астрономии. Дж. Б. Липпинкотт. п.191. Звездная астрономия.
  3. ^ а б Дж. Б. Херншоу (1990). Анализ звездного света: сто пятьдесят лет астрономической спектроскопии. КУБОК Архив. п. 51. ISBN  978-0-521-39916-6.
  4. ^ Астрономия. https://d3bxy9euw4e147.cloudfront.net/oscms-prodcms/media/documents/Astronomy-Draft-20160817.pdf: Университет Райса. 2016. с. 761. ISBN  1938168283- через Open Stax.
  5. ^ Уэллс Хокс Скиннер - Исследования по литературе и композиции для средних школ, обычных школ и ... (1897) - Стр.102 (Ссылка на электронную книгу Google)
  6. ^ а б c «Популярная механика» - январь 1969 - «Как армия научилась видеть в темноте» Морта Шульца. (Ссылка на Google Книги)
  7. ^ Шлитер, Пол (1997–2009). «Радиометрия и фотометрия в астрономии».
  8. ^ Обзоры IEE, 1972 г., стр. 1183
  9. ^ а б «Древняя звезда может быть самой старой в известной вселенной».
  10. ^ Роуэлл, Тони (2 апреля 2018 г.). Сьерра Старлайт: Астрофотография Тони Роуэлла. Привет. ISBN  9781597143134 - через Google Книги.
  11. ^ а б c Рэй, Сидней (23 октября 2015 г.). Научная фотография и прикладная визуализация. CRC Press. ISBN  9781136094385 - через Google Книги.
  12. ^ Рэй, Сидни (2015-10-23). Научная фотография и прикладная визуализация. CRC Press. ISBN  9781136094385.
  13. ^ Рэй, Сидней (2015-10-23). Научная фотография и прикладная визуализация. CRC Press. ISBN  9781136094385.
  14. ^ а б Фосальба, Пабло; Лазарян, Алекс; Прунет, Саймон; Таубер, Ян А. (2002). "Статистические свойства поляризации галактического звездного света". Астрофизический журнал. 564 (2): 762–772. arXiv:astro-ph / 0105023. Bibcode:2002ApJ ... 564..762F. Дои:10.1086/324297.
  15. ^ Серковский, К .; Мэтьюсон и Форд (1975). «Зависимость межзвездной поляризации от длины волны и отношение полного поглощения к селективному». Астрофизический журнал. 196: 261. Bibcode:1975ApJ ... 196..261S. Дои:10.1086/153410.
  16. ^ Kemp, J.C .; и другие. (1987). «Оптическая поляризация Солнца, измеренная с чувствительностью в десятки миллионов». Природа. 326 (6110): 270–273. Bibcode:1987Натура.326..270K. Дои:10.1038 / 326270a0.
  17. ^ Кемп, Джеймс С.; Уолстенкрофт (1972). «Межзвездная круговая поляризация: данные для шести звезд и зависимость от длины волны». Астрофизический журнал. 176: L115. Bibcode:1972ApJ ... 176L.115K. Дои:10.1086/181036.
  18. ^ а б Мартин (1972). «Межзвездная круговая поляризация». MNRAS. 159 (2): 179–190. Bibcode:1972МНРАС.159..179М. Дои:10.1093 / mnras / 159.2.179.
  19. ^ Martin, P.G .; Illing, R .; Ангел, Дж. Р. П. (1972). «Открытие межзвездной круговой поляризации в направлении Крабовидной туманности». MNRAS. 159 (2): 191–201. Bibcode:1972МНРАС.159..191М. Дои:10.1093 / mnras / 159.2.191.
  20. ^ Бастейн, Пьер; Роберт и Надо (1989). «Круговая поляризация в звездах типа Т Тельца. II - Новые наблюдения и доказательства многократного рассеяния». Астрофизический журнал. 339: 1089. Bibcode:1989ApJ ... 339.1089B. Дои:10.1086/167363.
  21. ^ Серковский, К. (1973). "Инфракрасная круговая поляризация NML Cygni и VY Canis Majoris". Астрофизический журнал. 179: L101. Bibcode:1973ApJ ... 179L.101S. Дои:10.1086/181126.
  22. ^ Хризостому, Антонио; и другие. (2000). «Поляриметрия молодых звездных объектов - III. Круговая поляриметрия OMC-1». MNRAS. 312 (1): 103–115. Bibcode:2000МНРАС.312..103С. CiteSeerX  10.1.1.46.3044. Дои:10.1046 / j.1365-8711.2000.03126.x.
  23. ^ Wolstencroft, Ramon D .; Кемп (1972). "Круговая поляризация излучения Ночного неба". Астрофизический журнал. 177: L137. Bibcode:1972ApJ ... 177L.137W. Дои:10.1086/181068.