Spektroskopie im Jahre 1881

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Derzeit habe ich viele sehr alte Artikel und Bücher in der Astronomie gelesen. Die Arbeit, von der ich gerade einen Teil lese, stammt aus dem Jahr 1881 und ist eine Zusammenfassung aller Ergebnisse des Jahres in allen Bereichen der Wissenschaft. Für diejenigen, die mit dieser Zeit in der Astronomie nicht vertraut sind, war die Spektroskopie das Wichtigste. Erst ~ 30 Jahre zuvor hatten Chemiker und Astronomen begonnen, Methoden zur Untersuchung von Spektren zu erarbeiten, und mit den neu entwickelten Werkzeugen richteten Astronomen sie auf alles, was sie für ausreichend hell halten konnten, um Spektren zu erhalten. Offensichtlich bedeutete dies, dass das erste Ziel die Sonne war. Diese Arbeit bietet eine interessante Momentaufnahme einer sich entwickelnden Ära in der astronomischen Geschichte.

Der Artikel beschreibt einen kurzen Hintergrund und stellt fest, dass die Pionierarbeit der Spektroskopie von Fraunhofer, Kirchoff, Angstrom und Thalen geleistet wurde (aber es gelingt, Kirchoffs Kollegen Robert Bunsen wegzulassen!). Diese frühen Forscher stellten fest, dass, obwohl Spektrallinien einzigartig erscheinen mögen, einige Linien hatten, die an nahezu denselben Positionen erscheinen würden.

Eine weitere Entdeckung zu dieser Zeit war das Phänomen der Emissionslinien aus der Sonnenkorona. Dies war 1868 während einer Sonnenfinsternis offiziell entdeckt worden, aber jetzt, da die Astronomen von dem Ereignis wussten, begannen sie, es weiter zu untersuchen und stellten fest, dass viele der Merkmale keine offensichtliche Erklärung hatten, da die Chemikalien, die sie verursachten, noch auf der Erde entdeckt werden mussten . Übrigens würde es ein Jahr nach dieser Veröffentlichung sein, dass Helium, einer der Hauptbestandteile der Sonne, auf der Erde gefunden und isoliert würde.

Als die Astronomen die Korona erforschten, inspizierten sie die verschiedenen Schichten und fanden eine bizarre Sache: Magnesium erschien in der Korona höher als Natrium, obwohl Magnesium ein höheres Atomgewicht hatte, von dem Astronomen erkannten, dass es sinken sollte. Obwohl dies nicht erklärt wird, sollte ich beachten, dass Spektren oft solche Streiche spielen. Es kann durchaus sein, dass Magnesium bei den Temperaturen in dieser Region einfach besser emittiert, wenn die Häufigkeit überschätzt wird. Dieses merkwürdige Verhalten sowie die inkonstante Natur der Spektren auf verschiedenen Teilen der Sonne wurden als „eine große Schraube locker“ beschrieben.

Ein anderer Teil des Papiers liefert eine weitere, etwas humorvolle Momentaufnahme dieses Moments in der Geschichte, während der Autor bemerkt, wie anders Die Sonne ist von der Erde. Er erklärt: "Es war schwierig, sich einen stärkeren Unterschied zwischen zwei Materiemassen vorzustellen als die chemische Konstitution der weißglühenden Sonne und der Erde, die jetzt abkühlt." Er fragt sich, ob sich vielleicht Planeten aus gescheiterten Sternen entwickelt haben, in denen die "immense Temperatur der Sonne keine komplexe Entwicklung höherer komplexer Formen chemischer Materie ermöglicht hat". Obwohl dies kurios erscheinen mag, war das Periodensystem erst 12 Jahre zuvor entwickelt worden und die Schaffung schwerer Elemente würde erst in den 1950er Jahren gut verstanden werden.

In ähnlicher Weise ist die Verwirrung über die unterschiedlichen Spektrallinien zwischen Sternen offensichtlich, obwohl der Autor zeigt, dass die Antworten bereits entwickelt wurden, obwohl sie noch nicht vollständig ausgearbeitet sind. Er zitiert Angstrom mit den Worten: "Bei der sukzessiven Erhöhung der Temperatur habe ich festgestellt, dass die Linien der Spektren in ihrer Intensität äußerst kompliziert variieren, und folglich können sich sogar neue Linien zeigen, wenn die Temperatur ausreichend hoch erhöht wird."

In diesem einzigen Einblick hatte Angstrom eine Methode vorhergesagt, mit der Astronomen könnte haben begonnen, Sterne zu klassifizieren. Leider war der Klassifizierungsstandard bereits festgelegt und es würde bis zum nächsten Jahrhundert dauern, bis Astronomen beginnen, Sterne nach Temperatur zu klassifizieren (dank der Arbeit von Annie Jump Cannon). Der Autor zeigt jedoch, dass derzeit Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Temperatur und Linienintensität durchgeführt wurden. Diese Arbeit würde sich schließlich mit unserem modernen Verständnis der Sterntemperaturen verbinden.

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