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THEMA: Wie genau sind die Analyseergebnisse der Spektroskopie von Sternen oder ...?

Wie genau sind die Analyseergebnisse der Spektroskopie von Sternen oder ...? 09 Aug 2018 14:33 #39504

Hallo zusammen,

ich habe mir schon oft Gedanken darüber gemacht, wie genau die Ergebnisse der astronomischen Spektroskopie sein können.
Das Licht, das hier auf der Erde zur Analyse verwendet wird, ist je nach Lichtquelle bis zu mehreren Lichtjahren an Strecke unterwegs. Auf dieser Strecke kommt es zu vielen Kollisionen mit H und H². Zudem sind zwischen der Lichtquelle und der Erde verschiedene Elemente im interstellaren Medium.
Wie wirken sich diese Faktoren auf die Analyseergebnisse des Lichts hier auf der Erde aus? Kann eine zuverlässige Aussage bezüglich der vorhandenen Elemente - zum Beispiel in der Atmosphäre eines Exoplaneten oder über die enthaltenen Elemente eines Sterns überhaupt gemacht werden?
Nach meinem Verständnis müssten die elastische Streuung, inelastische Streuung und resonante Absorption zu erheblichen Verzerrungen der Ergebnisse führen. Anders formuliert: Genaugenommen sind die Daten für die Spektroskopie, die wir hier auf der Erde erhalten und analysieren, nicht geeignet, um zuverlässige Aussagen über die chemischen Elemente bei der Lichtquelle zu machen. Ist meine Schlussfolgerung korrekt oder mache ich einen Denkfehler?

Mit herzlichen Grüßen

IKARUS-ARGUS

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Wie genau sind die Analyseergebnisse der Spektroskopie von Sternen oder ...? 13 Aug 2018 00:09 #39833

Es ist ja nicht so, dass das Licht dieser Sterne nur für Sekundenbruchteile auf der Erde ankommt. Natürlich befindet sich durchaus Staub und Gas zwischen uns und den Sternen, aber die Linien in der Spektralanalyse sind schon sehr eindeutig und erlauben die Dinge die von meheren Sternen "durchleuchtet" werden, herauszurechnen.
Das Licht solcher Sterne geht ja durch den gleichen Filter, der in diesen Maßstäben durchaus als homogen betrachtet werden kann.

Es gibt auch nicht so wahnsinnig viele Möglichkeiten für die chemische Zusammensetzung von Strenen (sieht man von "Spurenelementen" ab.
Die Atmosphäre eines Planeten vom Spektrum des Sterns abzuziehen ist eine Sache auf die die Genauigkeit der Spektralanalyse des Sterns kaum einen Einfluss hat.
Ein Beispiel kann das vielleicht verdeutlichen:
Ein Sack Kartoffeln habe ein unbestimmtes Gewicht und hänge an einer mit dem Sack und einem ebenfalls unbekannten Gegengewicht ausbalancierten Balkenwaage.
Man entnimmt einige Kartoffeln und muss nun um die Balance wiederherzustellen, von dem Gegengewicht 5,25 kg entfernen.
Wieviel der Sack Kartoffeln vorher wog, weiß man noch immer nicht genau, aber man kann ziemlich genau sagen, wieviel die entnommenen Kartoffeln wiegen.

Es ist also gar nicht nötig, das Spektrum des Sterns zu kennen, sondern nur das Spektrum des Lichts, das bei uns ankommt. Die Veränderung bleibt ja im Vergleich dieselbe.
Das Geheimnis der Genauigkeit heißt Kalibrierung. Es wird immer wieder mit als sicher geltenden Werten verglichen und abgeglichen. Schließlich sucht man ja nach größeren Abweichungen, die sich nicht mit den "normalen" Störfaktoren erklären lassen. Erst wenn man die ausschließen kann, fängt man an, ungewöhneliche Störfaktoren zu untersuchen. Wenn man auch da nichts mehr findet, das ein Ergebnis so verfälschen kann, dann beginnt man zu glauben, man hätte etwas interessantes entdeckt.
PSR B1919+21 der erste Radio-Pulsar wurde kurz nach seiner Entdeckung LGM-1 getauft. Halb im Scherz meinte man wegen der Regelmäßigkeit des Signals es könnte sich um Little Green Men handeln. Es hat lange gebraucht, die Öffentlichkeit davon zu überzeugen, dass man nicht wirklich glaubte. Außerirdische entdeckt zu haben. Noch heute glaubt nicht jeder, dass alles auf einem Scherz beruhte und man macht sich über die Entdecker und ihre Phantasie gerne immer wieder lustig.
Niemand geht heute an die Öffentlichkeit, ohne eventuelle eigene Fehler soweit wie möglich auszuschließen.
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