Hvad kendetegner en stjerne, der stråler som en regnbue?
Udforsk arbejdsgangen: Spektroskopi
Hvilken nuance forestiller du dig, at solens stråler besidder? Almindeligvis hævdes det, at solens lys er hvidt. Dog er det virkeligt hvide sollys i sandhed opbygget af et mangfoldigt udvalg af distinkte farver. Et fremtrædende eksempel herpå kan observeres i form af en regnbue.
Regnbuefænomenet indtræffer, når solens stråler falder samtidigt med nedbør. Vanddråberne i luften agerer således som bittesmå prismer, der effektivt opdeler solens ellers hvide stråler. Den farvefordeling, der fremkommer, når det hvide lys brydes, betegnes fagudtrykket spektrum.
Det er således muligt at analysere lyset, der udsendes fra solen og andre stjerner, ved at observere deres individuelle spektre.
For at udføre spektroskopiske analyser af en exoplanets atmosfære, retter astrofysikere et teleskop mod et fjerntliggende himmellegeme. Når exoplaneten bevæger sig forbi sin værtsstjerne (en såkaldt transit), kan forskerne undersøge den del af stjernens lys, som har passeret igennem exoplanetens atmosfæriske lag. Dette giver dem indsigt i, hvilke grundstoffer der udgør atmosfæren.
De kemiske elementers optiske spektrum
De atomer, der udgør grundstofferne, besidder også evnen til at udsende stråling i form af lys. Eftersom forskellige atomer afgiver distinkte lyssignaturer, er hvert grundstof karakteriseret ved sit helt eget lysspektrum. Der eksisterer således ikke to atomers spektre, der er fuldstændig identiske. Dette kan billedligt talt beskrives som atomets unikke "fingeraftryk".
På samme vis som atomer formår at udsende lys, besidder de også kapaciteten til at optage lys. Når astrofysikere foretager analyser af en stjernes spektrum, vil der uundgåeligt fremkomme mørke linjer inden for spektret. Et spektrum, der udviser sådanne mørke linjer, betegnes et absorptionsspektrum. Denne forekomst skyldes, at atomerne i stjernens atmosfære absorberer en del af den stråling, der udsendes fra stjernens kerne.
Analogt hertil er det muligt for en portion af lyset, der stammer fra en stjerne, ligeledes at blive optaget af de atomer, der findes i en exoplanets atmosfære.
Gennem en grundig analyse af de mørke linjer i et absorptionsspektrum er det muligt at identificere, hvilke specifikke atomer der er til stede i det atmosfæriske lag, som stjernens stråling har gennemkrydset.
Spektroskopien bygger følgelig på princippet om, at når lys passerer gennem et givent materiale, kan strålingen opdeles i et spektrum. Dette tillader os at kortlægge, hvilke lysfarver der eksisterer, og hvilke der er fraværende.
I skal nu foretage en detaljeret analyse af atmosfæren omkring to forskellige exoplaneter ved hjælp af spektroskopi.
•
Der er blevet fremlagt et absorptionsspektrum vedrørende exoplanet A's værtsstjerne:
•
Ligeledes er der tilgået jer et absorptionsspektrum for exoplanet B's respektive værtsstjerne:
ANALYSER, hvilke kemiske grundstoffer der kan påvises i atmosfæren.
DISKUTER indbyrdes i klassen, og foretag en vurdering af potentialet for liv på de omtalte exoplaneter.
NAVIGER videre til billedgalleriet nedenfor, og lad jer inspirere til, hvordan I kan drøfte emnet.