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ハッブルの法則、赤方偏移についてずっと引っかかっていることがあります。

sci********さん

2015/8/2818:56:58

ハッブルの法則、赤方偏移についてずっと引っかかっていることがあります。

星の光のスペクトルが赤方偏移が観察されることで遠くの星が遠ざかっていくことが分かるといいますが、元々その星の光のスペクトルがわからなければ赤方偏移しているかどうかはわからないのではないのでしょうか?
星には何十種類の元素が含まれていると聞いています。そしてスペクトルの吸収線も密にあるようです。このような状態で吸収線が移動しても隣通しの吸収線との兼ね合いで元素の吸収線がどこまで移動したのかなど分かるのでしょうか?
よろしくご教示お願いします。

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air********さん

リクエストマッチ

2015/8/2819:40:15

元々の星の光のスペクトルが全くわからないんであれば確かに赤方偏移しているかどうかは分からないけど、星の光のスペクトルは一定のパターンが有ります。つまり星のスペクトルは大体は分かってるということです

たくさんの原子やイオンに由来する輝線や吸収線がスペクトル中には見られるけど、この原子がこれだけ存在すれば、どの波長でどれくらいの強さの吸収or放射が見られるかというのもわかります
吸収の様子(吸収の位置、線の幅や形状、吸収の深さ)などもそれぞれ特徴があって、赤方偏移が無い場合(つまり近傍にある恒星)のスペクトルは分かっています

遠くにある天体の場合は、それらの多種多様な特徴を持つスペクトルが、その特徴はそのままにごっそりと波長の長い側にシフトしているわけです。
吸収線をスペクトル中のただの黒い線と見てしまうと、吸収線があちこちに無数にあって判別が大変そうだけど、それぞれの線にも幅や深さなどに特徴があるから、赤方偏移でどれだけずれているのかを調べることは出来ます

赤方偏移が問題になるような遠方の天体の場合は、星というより銀河のスペクトルを見ていることになるけど、考え方は同じです。
水素原子による複数のスペクトルや酸素・窒素原子によるスペクトルの、位置のズレを見ています

  • 質問者

    sci********さん

    2015/8/2909:29:56

    >星の光のスペクトルは一定のパターンが有ります。
    ということがどうやってわかったかの説明がある文献やサイトなどありましたら教えていただけますでしょうか。

    >上記に関連することですが、この原子がこれだけ存在すれば、どの>波長でどれくらいの強さの吸収or放射が見られるかというのもわか>ります
    原子がたくさん存在すれば、どの波長でどれぐらいの強さの吸収or放射がみられるかというのは、逆に構成比により無限のパターンがあって分からなくなってしまうのではないでしょうか?

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質問した人からのコメント

2015/9/4 00:47:55

深い知識がありながら、偉そうでもなく、分かりやすく懇切丁寧に教えていただきました。ありがとうございました。

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yam********さん

2015/8/2909:20:58

>構成元素比が似ていない、似ているかどうかもわからない天体

構成でも星間ガスでも、主成分は水素。

惑星などは組成がまちまちだが、自ら光らないような天体は、最初から見えない。

hdx********さん

リクエストマッチ

2015/8/2907:27:58

吸収波長や放射波長は各元素ごとに決まっているから
元素構成比が似たり寄ったりの天体のスペクトル線は
みな似たようなバーコード模様を作るワケ。

連続スペクトルの見掛け波長を合わせて二つを並べれば
スペクトル線のバーコード模様が丸ごとずれているので
本来の電磁波波長位置が移動している事が分かるワケだ。

ただしスペクトル線の変化はこれだけに因らず
様々な外因によってズレたり線分布が広がったりします。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%e3%82%b9%e3%83%9a%e3%82%af%e3%83%88%...

距離の影響だけ見るにはこれら別要因の変化を排除せねばならない。
また極端に遠くて全部赤外域へ寄っちゃってるような場合は
線分布をみる事自体が非常に困難となっているため
その解析には大変時間が掛かり距離誤差も大きくなります。

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