כיצד אסטרונומים משתמשים באור?

כשכוכבי כוכבים יוצאים בלילה להביט בשמיים, הם רואים את האור מכוכבים, כוכבי לכת וגלקסיות רחוקות. האור הוא קריטי לגילוי האסטרונומי. בין אם זה מכוכבים או מחפצים בהירים אחרים, האור הוא משהו שאסטרונומים משתמשים בו כל הזמן. עיניים אנושיות "רואות" (מבחינה טכנית, הן "מגלות") אור גלוי. זהו חלק אחד מספקטרום אור גדול יותר הנקרא הספקטרום האלקטרומגנטי (או EMS), והספקטרום המורחב הוא מה שהאסטרונומים משתמשים בו כדי לחקור את הקוסמוס.

ה- EMS כולל את כל מגוון הטווחים של אורכי גל ו תדרים של אור שקיים: גלי רדיו, מיקרוגל, אינפרא אדום, חזותי (אופטי), אולטרה סגול, צילומי רנטגן, ו- קרני גאמה. החלק שבני האדם רואים הוא רסיס זעיר מאוד של קשת האור הרחבה המוותרת (מוקרנת ומשתקפת) על ידי עצמים במרחב ובכוכב הלכת שלנו. לדוגמה, האור מה- ירח הוא למעשה אור מהשמש שמשתקף ממנו. גופי אנוש גם פולטים (מקרינים) אינפרא אדום (המכונה לעיתים קרינת חום). אם אנשים היו יכולים לראות באינפרא אדום הדברים היו נראים אחרת לגמרי. אורכי גל ותדרים אחרים, כמו צילומי רנטגן, נפלטים ומשתקפים גם הם. צילומי רנטגן יכולים לעבור דרך עצמים כדי להאיר עצמות. אור אולטרה סגול, שגם הוא בלתי נראה לבני אדם, די אנרגטי ואחראי לעור כוויות שמש.

אסטרונומים מודדים תכונות רבות של אור, כמו בהירות (בהירות), עוצמה, תדר או אורך גל וקיטוב. כל אורך גל ותדר של אור מאפשרים לאסטרונומים ללמוד עצמים ביקום בדרכים שונות. מהירות האור (שהיא 299,729,458 מטר בשנייה) היא גם כלי חשוב בקביעת המרחק. לדוגמא, השמש ויופיטר (ועוד עצמים רבים ביקום) הם פולטים טבעיים של תדרי רדיו. אסטרונומים ברדיו בוחנים את הפליטות הללו ולומדים על הטמפרטורות, המהירויות, הלחצים והשדות המגנטיים של העצמים. תחום אחד של אסטרונומיה ברדיו מתמקד לחפש את החיים על עולמות אחרים על ידי מציאת איתותים שהם עשויים לשלוח. זה נקרא חיפוש אחר אינטליגנציה חוצנית (SETI).

חוקרי אסטרונומיה מתעניינים לרוב הזוהר של אובייקט, שהוא המדד לכמות האנרגיה שהוא מוציא בצורה של קרינה אלקטרומגנטית. זה אומר להם משהו על פעילות באובייקט ובסביבתו.

בנוסף, ניתן "לפזר" אור משטח האובייקט. לאור המפוזר יש תכונות המספרות למדענים פלנטריים אילו חומרים מהווים את המשטח הזה. לדוגמה, הם עשויים לראות את האור המפוזר החושף את נוכחותם של מינרלים בסלעים במשטח המאדים, בקרום אסטרואיד או על כדור הארץ.

אור אינפרא אדום מועבר על ידי חפצים חמים כמו דברים פרוטוסטרים (כוכבים העומדים להיוולד), כוכבי לכת, ירחים וחפצים ננסים חומים. כאשר אסטרונומים מכוונים גלאי אינפרא אדום לעבר ענן של גז ואבק, למשל, האור האינפרא אדום מהעצמים הפרוטוסטלריים שבתוך הענן יכול לעבור דרך הגז והאבק. זה נותן לאסטרונומים מבט בחדר הילדים הכוכב. אסטרונומיה אינפרא אדום מגלה כוכבים צעירים ומחפשת כי עולמות לא נראים באורכי גל אופטי, כולל אסטרואידים במערכת השמש שלנו. זה אפילו נותן להם הצצה למקומות כמו מרכז הגלקסיה שלנו, מוסתרים מאחורי ענן עבה של גז ואבק.

אור אופטי (גלוי) הוא איך בני האדם רואים את היקום; אנו רואים כוכבים, כוכבי לכת, שביטים, ערפיליות וגלקסיות, אך רק באותו טווח אורך גל צר שעיננו מסוגלות לזהות. זה האור שהתפתחנו כדי "לראות" בעיניים.

מעניין לציין כי יצורים מסוימים בכדור הארץ יכולים לראות את האינפרא אדום והאולטרה סגול, ואחרים יכולים לחוש (אך לא רואים) שדות מגנטיים וצלילים שלא נוכל לחוש ישירות. כולנו מכירים כלבים שיכולים לשמוע צלילים שבני אדם לא יכולים לשמוע.

אור אולטרה סגול מועבר על ידי תהליכים ואובייקטים אנרגטיים ביקום. אובייקט צריך להיות טמפרטורה מסוימת כדי לפלוט צורת אור זו. הטמפרטורה קשורה לאירועים עתירי אנרגיה, ולכן אנו מחפשים פליטת רנטגן מחפצים ואירועים כאלה כמו כוכבים חדשים שנוצרו, שהם אנרגטיים למדי. האור האולטרה-סגול שלהם יכול לקרוע מולקולות של גז (בתהליך שנקרא פוטו -issociation), וזו הסיבה שאנחנו רואים לעתים קרובות כוכבים שזה עתה נולדו "אוכלים" בענני הלידה שלהם.

צילומי רנטגן נפלטים על ידי אפילו יותר תהליכים ואובייקטים אנרגטיים, כגון מטוסי חומר מחומם-על זורם מחורים שחורים. פיצוצי סופרנובה מפטרים גם צילומי רנטגן. השמש שלנו פולטת זרמים רבים של צילומי רנטגן בכל פעם שהיא גוברת התלקחות סולארית.

קרני הגמא נמסרות על ידי האובייקטים והאירועים האנרגטיים ביותר ביקום. קוואזרים ו פיצוצים בהיפרנובה הן שתי דוגמאות טובות לפולטות קרני גאמה, יחד עם המפורסם "קרני גמא מתפרצות".

לאסטרונומים סוגים שונים של גלאים לחקר כל אחת מצורות האור הללו. הטובים ביותר נמצאים במסלול סביב כדור הארץ שלנו, הרחק מהאטמוספרה (שמשפיע על האור כשעובר דרך). יש כמה מצפות כוכבים אופטיות ואינפרא אדום טובות על כדור הארץ (נקראות מצפה כוכבים מבוסס קרקע), והן ממוקמות בגובה רב מאוד כדי להימנע מרוב ההשפעות האטמוספריות. הגלאים "רואים" את האור שנכנס. האור עשוי להישלח לספקטרוגרף, שהוא מכשיר רגיש מאוד המפרק את האור הנכנס לאורכי הגל שלו. הוא מייצר "ספקטרום", גרפים בהם משתמשים האסטרונומים בכדי להבין את התכונות הכימיות של האובייקט. לדוגמה, ספקטרום של השמש מציג קווים שחורים במקומות שונים; קווים אלו מציינים את היסודות הכימיים הקיימים בשמש.

אור משמש לא רק ב אסטרונומיה אך במגוון רחב של מדעים, כולל מקצוע הרפואה, לגילוי ואבחון, כימיה, גיאולוגיה, פיזיקה והנדסה. זה באמת אחד הכלים החשובים ביותר שיש למדענים בארסנל הדרכים שלהם הם לומדים את הקוסמוס.