Leggere la luce delle stelle come uno spettro — Astronomia, 11–13
La luce delle stelle contiene più della semplice luminosità. Separata in uno spettro, presenta righe che rivelano di che cosa è fatta una stella, quanto è calda e se si avvicina a noi o si allontana.
L’impronta digitale della luce
La luce delle stelle, che sembra bianca, è una miscela di molti colori. Uno spettroscopio separa quei colori in una banda, dove compaiono righe scure o brillanti. Ogni elemento chimico produce un insieme particolare di righe, come un’impronta digitale, perché i suoi elettroni possono cambiare energia in quantità precise. Così gli astronomi possono studiare una stella senza raccoglierne un campione.
Perché gli spettri sono importanti
Un telescopio può mostrare una stella come un puntino, ma un puntino non rivela la sua composizione. Gli astronomi avevano bisogno di studiare oggetti lontani usando solo la luce arrivata fino a noi. Gli esperimenti di laboratorio mostrarono che gli elementi riscaldati producono righe ripetibili. Confrontare le righe di una stella con quei modelli trasformò la luce in una prova sulla chimica, la temperatura e il movimento.
Trovare idrogeno in una stella
Immagina una lampada a idrogeno di laboratorio con una riga brillante a 656 nanometri. Prima, un astronomo separa la luce di una stella in uno spettro. Poi compare una riga scura nella stessa posizione, a 656 nanometri. Infine la confronta con altre righe dell’idrogeno, come quella a 486 nanometri. Diverse corrispondenze sono una forte prova che l’idrogeno è presente nel gas esterno della stella.
L’errore comprensibile
È comprensibile pensare che una stella rossastra contenga molto materiale di colore rosso. Ma il colore non è vernice nello spazio. Indica soprattutto come è distribuita la luce e qual è la temperatura della superficie, mentre gli elementi chimici si riconoscono dalle loro righe sottili nello spettro. Una stella può sembrare rossa ed essere composta soprattutto da idrogeno ed elio.
Gli spettri oltre le stelle
Gli astronomi usano gli spettri per studiare pianeti, nubi di gas luminoso e galassie. Una riga spostata può mostrare che un oggetto si muove, mentre l’intensità delle righe aiuta a stimare la temperatura o la quantità di un gas. La stessa idea di base viene usata sulla Terra nelle analisi chimiche e in alcuni strumenti medici: la luce aiuta a identificare sostanze difficili da esaminare direttamente.
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