B egrijpen 13.5 Snelheid en afstand van sterrenstelsels Zonnestelsel en heelal
400
500
600
500
600
golflengte λ (nm) 700
40
74 In figuur 63 zie je het emissiespectrum van waterstof en het spectrum van een ster met de absorptielijnen van waterstof. Je ziet dat de absorptielijnen in het sterspectrum iets verschoven zijn ten opzichte van de lijnen in het emissiespectrum. a Waardoor wordt de verschuiving van de absorptielijnen veroorzaakt? b Is er sprake van een roodverschuiving of van een blauwverschuiving in het sterspectrum? c Beweegt de ster naar ons toe of van ons af? Uit de grootte van de verschuiving is de radiale snelheid van de ster te bepalen. Een verschuiving van 1% betekent dat de snelheid van de ster 1% van de lichtsnelheid is. In het voorbeeld van figuur 63 zijn de golflengtes met 0,6% afgenomen. d Bereken de snelheid waarmee deze ster naar ons toe of van ons af beweegt. e Bereken de verschuiving van de linker en de rechter spectraallijn.
H
400
A
700 golflengte λ (nm)
Figuur 63 Het emissiespectrum van waterstof (boven) en de absorptielijnen van waterstof in het spectrum van een ster (onder)
75 In figuur 64 is M het middelpunt van een denkbeeldige ster die rond zijn as draait. Deze as staat loodrecht op het vlak van tekening. roterende ster
W
M
Figuur 64
500
Figuur 65
golflengte λ (nm)
Eén van de spectraallijnen van deze ster heeft een golflengte van 500 nm. De waarnemer W op grote afstand van de ster ziet deze spectraallijn in het spectrum zoals in figuur 65. De 500 nm-spectraallijn is geen scherpe lijn, maar een vrij brede band. a Leg uit waardoor deze ‘spectraallijnverbreding’ optreedt. b Leg uit hoe de breedte van de spectraallijn in het spectrum verandert als de ster sneller zou gaan ronddraaien. c Leg uit wat er met de spectraallijn in het spectrum gebeurt als de ster met een constante snelheid van de waarnemer af zou gaan bewegen. d Leg uit wat er met de breedte van de spectraallijn in het spectrum gebeurt als de ster met een constante snelheid van de waarnemer af zou gaan bewegen.
76 De dopplerverschuiving Δλ van een absorptielijn in het spectrum van een ster is het verschil tussen de uitgezonden en de waargenomen golflengte. a Van welke grootheden hangt deze dopplerverschuiving af? b Hoe hangt de dopplerverschuiving af van de grootheden in vraag a? Geef je antwoord in de volgende vorm: ‘Als X groter is, dan is de dopplerverschuiving Δλ van de absorptielijn groter / kleiner.’