DERS 13: YILDIZ TAYFLARI

Dersin Konuları

• Akı'ya Genel Bakış
• Tanım
• Su Fıskiyesi Kuramı
• Yıldızlar
• Bir yıldız nedir?
• Yıldızlardan salmalar

Işınımgücü ve Akı

• Işınımgücü, L, bir cisimden saniyede salınan toplam enerjidir.
• Watt biriminde ölçülür
• Akı yüzeyden dışarı akan enerjidir.
• Watt/m² briminde ölçülür
• Bir cismin gözlenen akısı (görünür parlaklığı) cisimden bize ulaşan güctür.
• Cismin uzaklığına bağlıdır.
• W/m² briminde ölçülür

Akı Hakkında?

• Enerji Akısı: F = sigma*T⁴ (W/m²)
• Bir yıldız veya bir cismin yüzeyinden çıkan enerji akısı.
• Gözlenen Akı: f = L/(4*r²) (W/m²)
• Görünür Parlaklık
• L ışınımgücündeki bir yıldız (veya herhangi bir cisimden) r yarıçapındaki bir küreden enerji akışı olur.
• Ters Kare Yasasına uyar.

Fıskiye ve Kova Kuramı

• Çok yüksek hızla su püskürten bir fıskiyenin önünde bir kova yardımıyla suyu toplamaya çalıştığınızı düşünün.
• Saniyede topladığınız suyun miktarı, kaynağa ne kadar yakın olduğunuza bağlıdır.
• Suyu toplamak fotonları toplamaya benzer.

Fıskiye

• Eğer B kovası A kovasından iki kat daha uzakta bulunuyorsa, A kovası daha fazla su toplayacaktır.
• Buradaki fıskiye yerine yıldız bulunduğunu, kovaların teleskoplar olduğunu ve fişkıran sularda fotonlardır.

Kuramın devamı

• Kovanın ağız kısmının 1 m² olduğunu kabul edelim.
• Fıskıyeden farklı uzaklıklarda bulunan suyun akısını ölçebiliriz.
• A kovasındaki gözlemci B kovasındaki gözlemciden daha fazla akı değeri ölçecektir.
• Kovayı fiskiyenin bulunduğu yüzeyde tutarsak bu durumda fiskiyenin enerji akısı ölçülmüş olur.
•  

Yıldız Nedir?

• Yıldızlar geceleri "ışırlar".
• Bir yıldız kendi kendine ışınım yayan bir gaz küresidir.
• Çekimsel etki nedeniyle birarada bulunurlar.
• Fakat hangi neden çökmeyi önlemektedir?

(Daha sonra anlatılacaktır)

Yıldızların Tayfı

• Spektrograf takılı bir teleskop bir yıldızın tayfını ölçerek farklı dalgaboylarındaki parlaklıkların ölçülmesi sağlanır.
• Karacisim konusunda tartışıldığı gibi.
• Hemen hemen bütün yıldızlar "sürekli bir zemin" üzerinde "soğurma" çizgileri gösterir.
• Bazı yıldızlar "salma" çizgileri gösterir.
• Bütün yıldızların tayfı aynı değildir!

Sürekli Tayf

• Soğurma çizgilerine sahip olmasına rağmen bir yıld karacisim ışımasına çok yakın tayf verir.
• bizler yıldızların sıcak yüzeyi olan fotosferinden üretilen enerjiyi görebilmekteyiz.
• Güneş için:
• Fotosferi yaklaşık ~ 100 km derinliktedir
• T ~ 6000 K

Karacisim Gibi Yıldızlar

• Eğer yıldızlar karacisime benzer ise bu durumda yıldızların tayfı Plank yasasına çok benzer olmalıdır.
• => Tayfta bir tepe bulunmalıdır
• Wien yasasına göre (lamda_tepe = 2900 micron/T) sıcaklığı tahmin edebiliriz.

Yıldızların Fotometrisi

• Bir yıldızın tayfının maksimum olduğu noktayı belirleyebilmek için elektromanyetik spektrumun bütün dalgaboylarında tayfının alınması gerekir.
• Renk filitreleri kullanılarak bir yıldızın "rengi" belirlenebilir.
• Bununla herbir renk filitresinde ne kadar akının bulunduğu belirlenebildiğini kastediyoruz.
• Yeşil bir filitre sadece yeşil dalgaboylarındaki fotonları geçirir.

• Kaba tayfsal bilgi veren bir dizi renk filitresidir.

Sıcaklık ve Renkler

• U at 3500 A => morötesi
• B at 4300 A => mavi.
• V at 5500 A => görünür
• Sıcak bir yıldızın akısı U filitresindeki akası, soğuk bir yıldızın V filitresindeki akısından daha fazla olacaktır.
• A hot star will have more flux in the U filter than the V filter compared to a cool star.

Yıldız Tayfı

• Yıldızların tayflarında görülen çizgiler (soğurma) çok önemlidir.
• "Kayıp" fotonlar bize şu bilgileri verir:
• Kimyası
• Sıcaklığı
• Yoğunluğu
• Kirhof'un yasaları tayfa etkiyen nedenlerin bulunduğu bölgeler konusunda bize bilgiler verir.

Yıldızların Sınıflandırılması

• A, B, ... sırası güçlüden zayıf çizgilere doğru bir değişimi göstermektedir.
• Ne yazıkki bu şekilde bir sınıflama için hatalı bir yöntem kullanılmıştı!

• Bu tayfsal sınıflandırma aşağıdaki gibidir:
• O, B, A, F, G, K, M
• Sıcaktan soğuğa doğru (Bir sıcaklık sınıflandırmasıdır)

• Bu sınıflardan herbiri (O, B, vd.) kendi içlerinde 10 ana gruba ayrılmıştır. Örneğin;
• G0, G1, ... G9, K0, K1, ... K9

(G0, G9 dan daha sıcaktır)
• Güneşimiz G2 tayf türünden bir yıldızdır.