Milyen anyagokból állanak a távoli csillagok?
A színképelemző

 

Új műszerre van szükség

Csak amióta a távcsövet használjuk, tehát mintegy 350 éve, kezdtünk rájönni arra,hogy Földünk csak egy jelentéktelen kis, sötét, kihűlt égitest a lángolóan izzó csillagnapok között. Csak azóta tudunk a Hold hegyeiről s egyet-mást a bolygók felületéről.
De a messzelátó nem alkalmas arra, hogy a távolabbi égitestekről is olyan közelebbi ismereteket szerezzünk, mint a Holdról.
Távcsöveink ugyanis nem hozzák elég közel hozzánk az égitesteket. Legnagyobb messzelátónk (a Palomar-hegyi) nagyítása is csak 3000-szeres. Tehát a Holdat 133 kilométer közelre hozza, a Mars bolygót pedig úgy látjuk, mintha 26 000 kilométerről néznénk szabad szemmel. Bizony 26 000 kilomterről nem sok részletet lehet megkülönböztetni egy bolygó felületén.
Pedig a Mars aránylag nagyon közeli égitest. A Naprendszerünkön kívüli csillagok, például a Tejútrendszer csillagai pedig olyan távol vannak, hogy hiába nézzük őket a 3000-szeresen nagyító óriástávcsövön át, akkor is csak fénylő pontnak látszanak.
Semmi reményünk sem lehet arra, hogy mai távcsöveinkkel olyan közel hozhassuk az égitesteket, hogy esetleg arra is következtethessünk, hogy milen anyagokból állanak. Olyan anyagokból épültek-e fel, amilyeneket itt a Földön ismerünk, például oxigén, vas, alumínium, vagy a világmindenség ezen távoli részein más anyagok is előfordulnak, mint a Földön.
És mégis, 1859-ben két német tudós, Kirchhoff és Bunsen megtalálta annak módját, hogyan lehet megállapítani azt, hogy egy tűhegynyi fénylő pontnak látszó csillag milyen anyagokból áll.

 

Az egyszerű üveghasáb csodája

Ha a Nap vagy az izzólámpa fénye üveghasábra (prizmára) esik, szivárványszínek jelennek meg a hasáb közelébe tartott fehér papírlapon.

Az üveghasáb a ráeső fényben levő színek mindegyikét különböző mértékben téríti el útjától - színeire bontja a fényt, ún. színkép keletkezik (ábra).
Ha konyhasót (nátrium-kloridot) tartunk lángba, akkor az elpárolgó konyhasó gőze sárgára festi a lángot. A láng színe a nátriumgőztől sárga lesz. Ejtsük ezt a fényt az üvegprizmára. A láng színképében egy feltűnően erős sárga sávot látunk.
Az elektromos árammal működő reklámcsövek különböző színűek. A világos rózsaszínben ragyogó csőben héliumgáz bocsátja ki a fényt, a kék színben fénylő csőben neon-héliumgáz és higanygőz keveréke. Nézzük az ilyen színes reklámcsöveket üvegprizmára tett kis résen át. Nem jelennek meg a szivárvány összes színei, hanem csak egyes különálló színek, amelyek az illető gázokra, anyagokra (hélium, neon, higany) jellemzők. Például a lítiumgáz fényében egy vörös és egy narancssárga színű vonalat látunk. A kutatók a laboratóriumban nagyon pontosan meg tudják mérni azt, hogy ezek a színes vonalak a színképben hol jelennek meg.
A csillagász a távoli csillag fényét üvegprizmára ejti. Mivel a fény színeire bomlik, különálló színes vonalakat lát. Tegyük fel, hogy lát egy sárga vonalat, pontosan ott, ahol a laboratóriumban a konyhasó színes vonala megjelenik. Ebből tudja, hogy annak a csillagnak anyagában van nátrium. Ezen kívül pl. egy vörös és egy narancsszínű vonalat is lát, pontosan ott, ahol a laboratóriumban a lítiumgáz vonalai láthatók. Ebből arra következtet, hogy azon a csillagon megtalálható a lítium nevű elem is.
A csillagászok eddig körülbelül 300 000, Napunkhoz hasonló, saját fénnyel rendelkező csillag színképét vizsgálták meg. Megállapították a színképükben megjelenő színes vonalak helyét és erősségét. Ennek alapján megtudták mondani, hogy milyen anyagok (elemek) fordulnak elő azon a csillagon.
Megállapították, hogy a csillagok is azokból az elemekből állanak, amelyeket a Földön ismerünk. A színképelemzés bebizonyította a világ anyagi egységét.
Megjegyzés. - A csillagok színképében némely színek helyén sötét vonalak vagy sötét sávok láthatók. Tehát általában nem a színek folytonos sorozata jelenik meg A Nap színképében is sok ezer ilyen sötét vonal látható. De pontosan meg lehet állapítani azt, hogy a sötét vonal melyik szín helyén jelenik meg.
Sötét vonalak így keletkeznek: tegyük fel, hogy a csillag maga a nátrium sárga vonalának megfelelő színt bocsátja ki. De ez a sárga színű fény áthalad a csillagot körülvevő kisebb hőmérsékletű gázburkon. Ha a gázburokban van nátriumgáz, akkor ez elnyeli a sárga színt. Ezért a csillagnak a Földön megfigyelt színképében a nátrium jellemző sárga vonalának a helyén egy sötét vonal jelenik meg. Ezeknek az úgynevezett elnyelési vonalaknak megfigyelése alapján meg lehet állapítani, hogy milyen anyagok vannak jelen a csillagot körülvevő gázburokban, a csillag légkörében.


Felhasznált irodalom