Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2016-05-29, 11:48
  #1
Medlem
Altså, hur tog man förr reda på vilka grundämnen en stjärna innehåller och värmen på en stjärna är?
Citera
2016-05-29, 12:38
  #2
Medlem
Mia-Rovys avatar
Man tog väl reda på det på samma sätt som idag? Genom att analysera ljuset.

https://en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_spectroscopy
Citera
2016-05-29, 14:50
  #3
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Mia-Rovy
Man tog väl reda på det på samma sätt som idag? Genom att analysera ljuset.

https://en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_spectroscopy

Ja, de linjer som man ser i figuren Absorption lines (absorptionslinjer) i ovan nämnda artikel kan mätas upp mycket noggrant. Man har kartor över spektrogram över alla kända grundämnen, och använder dessa för att jämföra med din aktuella stjärna.

Men om vi går långt tillbaka i tiden så hade man inte färgfotografier på stjärnljuset utan man hade svartvita bilder istället, Färgfotografin var ju inte uppfunnen. Dock så kunde man ändå på dessa svartvita bilder noga mäta linjerna ändå och utröna vilka grundämnen som är förekommande.

Dock så finns det en liten brasklapp i det här, jag har för mig att felet i mätningen avseende relativa koncentrationer är rätt så stort. Dvs här på Jorden så kan vi mäta många fysiska och kemiska koncentrationer med ganska hög noggrannhet, tex med särskilda spektroskopiska metoder. Men detsamma gäller inte stjärnatmosfärer. Man ägnar sig istället åt att jämföra olika stjärnor med varandra, och klassificerar stjärnor utefter vilka sådana linjer man ser.

Begreppet rödförskjutning (red shift och eventuellt blue shift) mätes också med denna typ av spektroskopi, kända linjer mätes upp och pga den sk dopplereffekten så flyttas linjerna åt det röda hållet ju fortare stjärnan rör sig bort ifrån oss.
Citera
2016-05-29, 15:58
  #4
Medlem
Mulla Krekars avatar
Stämmer det att man har sett Teknetium naturligt i vissa stjärnor?
Citera
2016-05-29, 16:06
  #5
Medlem
Fris avatar
Innan man kunde mäta spektrallinjer så kunde man utesluta kol och syre eller några andra kända kemiska reaktioner för att generera Solens energi. Kemiskt bränsle skulle ha tagit slut inom historisk tid och man visste på 1800:talet geologiskt att Jorden var mycket mycket äldre. En ny fysik krävdes, fusion som man fortfarande inte behärskar praktiskt.

Helium upptäcktes förresten i spektra från Solen först. Finns ju inte naturligt på Jorden, annat än fångat inuti underjordiska mineraler eller nåt där det upptäcktes på Jorden senare.
Citera
2016-05-29, 16:19
  #6
Medlem
Mia-Rovys avatar
Citat:
Ursprungligen postat av DrSvenne
Ja, de linjer som man ser i figuren Absorption lines (absorptionslinjer) i ovan nämnda artikel kan mätas upp mycket noggrant. Man har kartor över spektrogram över alla kända grundämnen, och använder dessa för att jämföra med din aktuella stjärna.

Men om vi går långt tillbaka i tiden så hade man inte färgfotografier på stjärnljuset utan man hade svartvita bilder istället, Färgfotografin var ju inte uppfunnen. Dock så kunde man ändå på dessa svartvita bilder noga mäta linjerna ändå och utröna vilka grundämnen som är förekommande.
Jag förstår inte varför du blandar in fotografier i detta? Man tar väl knappast ett färgfoto och sedan mäter ljuset på fotot? Då blir väl mätningen ganska knasig? Ögonen duger väl gott och väl

Typ något slags prism räcker väl? För det behöver du inget foto. Eller missuppfattar jag dig?
Citera
2016-05-29, 17:34
  #7
Medlem
Fris avatar
Ett spektrum delar upp ljuset i olika vinklar beroende på våglängd. Man behöver inga färger för att mäta upp de relativa avstånden mellan emissionslinjerna och därmed se vilken intensitet som olika våglängder har. Naturligtvis måste man mäta det direkta ljuset. Spektrat från ett foto av Solen visar inget helium alls, men papprets eller bildskärmens sammansättning beroende på hur fotot presenteras.
Citera
2016-05-30, 03:12
  #8
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Mulla Krekar
Stämmer det att man har sett Teknetium naturligt i vissa stjärnor?

Ja i de så kallade röda jättarna utav S-typ är tydligen tillräckligt varma invändigt för att kärnreaktioner ska kunna bilda Teknetium, Med tanke på att alla Teknetiums isotoper är radioaktiva så behövs det en rätt så stor omfattning på dessa reaktioner för att de ska kunna upprätthålla sådan koncentration att vi kan detektera dem.

Citat:
Ursprungligen postat av Fri
Helium upptäcktes förresten i spektra från Solen först. Finns ju inte naturligt på Jorden, annat än fångat inuti underjordiska mineraler eller nåt där det upptäcktes på Jorden senare.

Ja man hittade ju Helium i naturgas, fysikern Kammerlingh-Onnes kunde ju karakterisera Helium och bla påvisa supraledning mm.

Citat:
Ursprungligen postat av Mia-Rovy
Jag förstår inte varför du blandar in fotografier i detta? Man tar väl knappast ett färgfoto och sedan mäter ljuset på fotot? Då blir väl mätningen ganska knasig? Ögonen duger väl gott och väl

Typ något slags prism räcker väl? För det behöver du inget foto. Eller missuppfattar jag dig?

Ja, jag skrev fel, titta på https://en.wikipedia.org/wiki/Astronomical_spectroscopy och bilden Absorption lines till höger. Det är ett färgfotografi på spektrumet utav några absorption linjer. Vad jag menade var att förr så kunde man inte få färgfotografier utan de var svartvita. Alltså svartvita bilder på spektrogrammet.
Det är egentligen inte viktigt om man har svartvitt eller i färg, det viktiga är att man mäter avståndet mellan linjerna och identifierar linjerna mot varandra. För denna identifiering så har man spektrografiska kartor över alla grundämnen.

Finns det flera grundämnen i en stjärna så blir dess spektrum alltså med alla aktuella linjer "lagda ovanpå" varandra. I Solens ljus så finns det väl drygt 8000 linjer. Fraunhofer linjer kallas de också. Ett grundämne ger upphov till flera linjer, och alla är specifika för det grundämnet. I stjärnatmosfären kan det finnas molekyler och även dessa ger upphov till egna specifika linjer så det blir mycket att analysera

Citat:
Ursprungligen postat av Fri
Ett spektrum delar upp ljuset i olika vinklar beroende på våglängd. Man behöver inga färger för att mäta upp de relativa avstånden mellan emissionslinjerna (**) och därmed se vilken intensitet som olika våglängder har. Naturligtvis måste man mäta det direkta ljuset. Spektrat från ett foto av Solen visar inget helium alls, men papprets eller bildskärmens sammansättning beroende på hur fotot presenteras.

De första spektrograferna var byggda med prismor, men efterhand som man utvecklade instrumenttekniken så började man tillverka sådana med sk gitter istället. Ett gitter är enkelt uttryck en glasyta som man har ristat väldigt täta parallella linjer, räfflor på, och därefter lagt ett speglande skikt på den. Nu finns det verkligen fina metoder att göra optiskt perfekta gitter. Ett gitter har bättre optiska egenskaper än de flesta prismor.

Även om dessa instrument är i det närmaste optiskt perfekta så finns det ett visst fel i koncentrationsangivelserna mellan olika grundämnen. Alltså även om man ser specifika linjer så är det utifrån dem svårt att uppskatta koncentrationen av olika grundämnen.

Man tog alltså inte svartvita fotografier på stjärnorna direkt utan man tog fotografier på deras spektra istället.
Om man tittar i ett teleskop på stjärnor så tittar man i okularet (eyepiece på engelska) . Byter man ut okularet emot en spektrograf istället så ser man stjärnornas spektrum istället. För länge sedan var man tvungen att bygga om teleskopen för att kunna bära den extra tyngden av allt mer avancerade spektrografer,

Nu använder man ju knappt traditionell fotografisk teknik längre utan all detektering sker med CCDs som i vanliga mobilkameror

Instrumentet spektrograf eller spektrometer innebär att den är konstruerad så att den kan avbilda ett spektrogram , spektrogrammet är detaljfotot av stjärnans ljus och dess linjer och är därmed analysens första underlag för fortsatt analys av sammansättningen.
På den svartvita tiden så dög dessa tillräckligt bra.

Dagens CCDs i spektrometrar detekterar förmodligen också bara i svartvitt mode, men de viktiga mätvärderna utgörs egentligen bara av linjernas placering och deras inbördes avstånd. Alltså inte den färg som ögat ser.

(**) Emissionslinjerna och absorptionslinjerna ligger på samma våglängder. Det är samma fenomen fast åt andra hållet. Det är absoprtionslinjer man brukar mäta på stjärnorna. Man kan däremot mäta emissionslinjerna i koronan (Solens tex)
Citera
2016-05-30, 12:28
  #9
Medlem
Fris avatar
DrSvenne, det finns instrument som gör spekrogram av varje pixel, inte bara av en tunn kolumn vars ljus sprids ut över varje rad på en CCD, som väl varit det traditionella. Kan du säga något om hur det funkar?

Inom vilka våglängdsintervall är spekra användbart astrofysiskt? Finns det naturliga linjer i spekra även av röntgen- och gammastrålsning? Går det att bygga spektrometrar för de våglängderna?
__________________
Senast redigerad av Fri 2016-05-30 kl. 12:37.
Citera
2016-06-02, 23:45
  #10
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Fri
DrSvenne, det finns instrument som gör spekrogram av varje pixel, inte bara av en tunn kolumn vars ljus sprids ut över varje rad på en CCD, som väl varit det traditionella. Kan du säga något om hur det funkar?

Jag brukar använda ett mera populärvetenskapligt uttryck som jag själv kommit på att en digitalkamera är som en LED-lampa fast omvänt.

Nej, det är inte så värst informativt att använda en enda pixel för att ta upp ett spektrum, alltså om du menar digitalkamerans pixlar, man kan ju dopa halvledaren att bli olika känslig för olika våglängder, då blir det tre kanaler per pixel, dvs grundfärgerna. Men egentligen ganska oanvändbart för ett spektrum. Man måste antingen ha ett gitter eller prisma som kan separera ljuset. Eller man kan möjligen ha filter, då ofta i form av interferensfilter som kan plocka ut en specifik våglängd.

De koldioxidsensorer som finns på marknaden bygger på just sådana filter och mäter på en särskild infraröd våglängd.

De skisser som jag letat på säger inte så mycket, Det finns många sätt att fånga fotonerna, halvledarteknik är mycket flexibel i att kunna användas för just sådana här ändamål. Fotodioder har ju bla den egenskapen att den inkommande fotonen skickar upp en elektron i grundtillståndet i halvledaren till ledningsnivån, då detekteras det att dioden leder ström, enkelt uttryckt. Sätts dioderna i en array, en stack, så kan de detektera mycket låga nivåer av ljus. De vanliga solcellerna fungerar på det sättet, fast de har inga filter utan försöker fånga alla fotoner samtidigt utan spektralupplösning.

Fotokondensatorer (kapacitatorer) fungerar på något annorlunda sätt att fotonerna får elektroner (laddningar) att ansamlas i en sk "brunn", engelska well, därpå tömmer man brunnen och läser av hur mycket intensitet det infallande ljuset haft.

Det finns numera mycket intressanta tillämpningar man kan realisera genom att man idag kan ju göra kretsar med 32 nanometers upplösning (och mindre), det öppnar ju upp för att göra motsvarande fotoaktiva kretsar, synligt ljus har ju en våglängd på 390 - 700 nm och man kan därmed göra allsköns fiffiga gitter, till och med asymmetriska sådana som kan fokusera en viss våglängd, fresnellinser mm.

Nej jag har inte så mycket aktuell information om vilka typer av spektrometrar som går att bygga, men möjligheterna nu är bra mycket större än för 50 år sedan. Dels kan man ju konstruera våglängdskaviteter som är anpassade för en viss våglängd, stående vågor, och man får säkert utmärkta resultat utav detta.

Röntgenstrålning går alldeles utmärkt att registrera och mäta utefter våglängden osv. Röntgenteleskopen har tunnformade (dvs som whiskey-tunnor i formen) paraboliska eller elliptiska speglar, detta eftersom röntgenstrålning bara kan reflekteras om vinkeln för den infallande röntgenfotonen är väldigt flack. Lämpligen så lägger man guld eller någon annan "röntgentät" metall på spegelytan. Som gitter använder man ofta välordnade kristaller, de kan också användas för att åstadkomma monokrom röntgenstrålning, dvs att det är bara en våglängd som passerar kristallen.

Röntgenstrålning är ju intressant eftersom de flesta tyngre grundämnen har övergångar mellan K-skalet och de högre liggande skalen som motsvarar röntgen energier som är lätta att mäta.

Svårare är det att fokusera gammastrålning, men här skulle man kunna experimentera med linser utav tunga metaller, men det är ju oklart om möjligheten att få en "bild" av acceptabel kvalitet. Här finns ännu inga bra gitter som kan spektraluppdela gammastrålningen. Jag vet inte om huruvida de gammastrålande objekten är tillräckligt intensiva för att kunna bilda en bild med synbara strukturer. De man känner till är ju alla punktformiga. Visst går det dock bra att mäta energin i gammastrålningen.

Men just för stunden så tror jag att röntgenområdet är mest intressant.

Men halvledartekniken har sina begränsningar, tex i och med att man hämtar en signal ifrån sensorn, den kan störas av termiskt brus, därför kyler man ner detektorn så att det termiska bruset blir lägre. Det termiska bruset uppkommer utav att elektroner av sig själva beter sig som en slags "gas" inne i halvledaren, och kan av sig själva hoppa över i energinivåerna, därför kyler man ner detektorn, särskilt om man vill detektera infrarött ljus.

Infraröda detektorer lider ju till viss del också av ett annat problem, i att kretsen kan börja att driva, den får sämre känslighet mm. Omkalibrering kan behövas. Dessutom har halvledardetektorer i alla våglängder ett annat problem, de kan ju bara detektera ett visst omfång av intensitet. Är intensiteten högre än så så blir det överstyrning eller rundgång eller vad man ska kalla det. Dvs signalens proportionalitet går helt förlorad, överexponering kallas det ju. Överexponering kan också innebära att detektorn förstörs permanent.

Den gamla fotografiska tekniken för att ta upp stjärnspektra hade ju fördelen att man under många nätter kunde exponera filmen, om ljuset var svagt. Det kunde göra att man fick en förbluffande bra upplösning på svaga objekt.

Men för att återgå till frågan så är det just nu inte möjligt att bygga spektrometrar som kan detektera hela området infrarött - röntgen/gammastrålning, dess optiska konstruktion är avhängigt utav våglängden och det kan inte sättas samman i ett enda instrument med en enda detektor.

Citat:
Ursprungligen postat av Fri
Inom vilka våglängdsintervall är spekra användbart astrofysiskt? Finns det naturliga linjer i spekra även av röntgen- och gammastrålsning? Går det att bygga spektrometrar för de våglängderna?

Allt ifrån långvågig radiostrålning till mikrometer området, infrarött, synligt, UV, röntgen och gammastrålning är intressant, men instrumenten skiljer ju sig åt. De fysiska förutsättningarna är ju väldigt olika. Medans ett radioteleskop kan byggas med en felmarginal på någon decimeter så måste röntgen instrumenten byggas med nästan bättre än mikrometer precision i vissa detaljer. För gitterna i röntgen så duger mest bara kristallerna, som ju har en skiktnoggrannhet om 0,1 nm, nanometer.

Ja, det finns naturliga spektrallinjer i röntgen, de härstammar ifrån övergångar mellan K-Skalet och de högre skalen i tunga atomer. Röntgenstrålning kan bara uppstå i energirika processer. Gammastrålning däremot härrör enbart ifrån atomkärnorna och sådana reaktioner. De har väldigt specifika "spikar" dvs spektrogrammen är diskreta spikar, vet ej om man någonsin detekterat ett kontinuerligt spektrum av gammastrålning. Men med typ sk synkrotronljus finns det en teoretisk möjlighet att skapa sådan kontinuerlig gammastrålning, tex MAX IV i Lund. Vet dock inte om energin kan räcka i den synkrotronen.

Utav Universums partiklar så är det en partikel som jag skulle tycka vara intressant att fokusera och skapa bilder av och det är alfapartiklar, hitintills en relativt outforskad strålning, det krävs dock en fokusering byggd på elektromagnetiska principer, alltså en typ av accelerator. Här skulle det vara intressant att mäta om hur energifördelningen ligger och om det finns en riktningsanomali. Förstås också protoner och fria elektroner är ju intressanta, men det tordes krävas att man parkerar instrumentet bakom Månen för att inte störas av solvinden

Dagens digitalkameror är dock långt ifrån sin teoretiska gräns för upplösning i synligt ljus, tex en 24x36 mm sensor har plats för 50 gigapixlar ( ~ 500 nm ) vilket skulle ge en bildfil på knappt 190 gigabyte med ett färgdjup på 10/30 bitar. 10/30 bitars färgdjup är dock inte särskilt mycket i varken vetenskapliga eller astronomiska sammanhang. Ids inte kontrollera beräkningarna just nu, så ursäkta om jag fått ett överslag i decimalerna, hehe

Äh det blev en aning långrandigt det här - det är en aning svårt att beskriva sådant här utan figurer,
men det kommer förhoppningsvis att komma nyare tekniker att registrera fotoner och dess energi - Just de stående våg fenomenen kan vara mycket användbara.
- Men det finns just nu ingen metod att komma ifrån det termiska bruset vid låga nivåer annat än att kyla ner detektorn.
Citera
2016-06-03, 12:06
  #11
Medlem
Fris avatar
Citat:
Ursprungligen postat av DrSvenne
Jag brukar använda ett mera populärvetenskapligt uttryck som jag själv kommit på att en digitalkamera är som en LED-lampa fast omvänt.

Nej, det är inte så värst informativt att använda en enda pixel för att ta upp ett spektrum, alltså om du menar digitalkamerans pixlar, man kan ju dopa halvledaren att bli olika känslig för olika våglängder, då blir det tre kanaler per pixel, dvs grundfärgerna. Men egentligen ganska oanvändbart för ett spektrum. Man måste antingen ha ett gitter eller prisma som kan separera ljuset. Eller man kan möjligen ha filter, då ofta i form av interferensfilter som kan plocka ut en specifik våglängd.

De koldioxidsensorer som finns på marknaden bygger på just sådana filter och mäter på en särskild infraröd våglängd.

De skisser som jag letat på säger inte så mycket, Det finns många sätt att fånga fotonerna, halvledarteknik är mycket flexibel i att kunna användas för just sådana här ändamål. Fotodioder har ju bla den egenskapen att den inkommande fotonen skickar upp en elektron i grundtillståndet i halvledaren till ledningsnivån, då detekteras det att dioden leder ström, enkelt uttryckt. Sätts dioderna i en array, en stack, så kan de detektera mycket låga nivåer av ljus. De vanliga solcellerna fungerar på det sättet, fast de har inga filter utan försöker fånga alla fotoner samtidigt utan spektralupplösning.

Fotokondensatorer (kapacitatorer) fungerar på något annorlunda sätt att fotonerna får elektroner (laddningar) att ansamlas i en sk "brunn", engelska well, därpå tömmer man brunnen och läser av hur mycket intensitet det infallande ljuset haft.

Det finns numera mycket intressanta tillämpningar man kan realisera genom att man idag kan ju göra kretsar med 32 nanometers upplösning (och mindre), det öppnar ju upp för att göra motsvarande fotoaktiva kretsar, synligt ljus har ju en våglängd på 390 - 700 nm och man kan därmed göra allsköns fiffiga gitter, till och med asymmetriska sådana som kan fokusera en viss våglängd, fresnellinser mm.

Nej jag har inte så mycket aktuell information om vilka typer av spektrometrar som går att bygga, men möjligheterna nu är bra mycket större än för 50 år sedan. Dels kan man ju konstruera våglängdskaviteter som är anpassade för en viss våglängd, stående vågor, och man får säkert utmärkta resultat utav detta.

Röntgenstrålning går alldeles utmärkt att registrera och mäta utefter våglängden osv. Röntgenteleskopen har tunnformade (dvs som whiskey-tunnor i formen) paraboliska eller elliptiska speglar, detta eftersom röntgenstrålning bara kan reflekteras om vinkeln för den infallande röntgenfotonen är väldigt flack. Lämpligen så lägger man guld eller någon annan "röntgentät" metall på spegelytan. Som gitter använder man ofta välordnade kristaller, de kan också användas för att åstadkomma monokrom röntgenstrålning, dvs att det är bara en våglängd som passerar kristallen.

Röntgenstrålning är ju intressant eftersom de flesta tyngre grundämnen har övergångar mellan K-skalet och de högre liggande skalen som motsvarar röntgen energier som är lätta att mäta.

Svårare är det att fokusera gammastrålning, men här skulle man kunna experimentera med linser utav tunga metaller, men det är ju oklart om möjligheten att få en "bild" av acceptabel kvalitet. Här finns ännu inga bra gitter som kan spektraluppdela gammastrålningen. Jag vet inte om huruvida de gammastrålande objekten är tillräckligt intensiva för att kunna bilda en bild med synbara strukturer. De man känner till är ju alla punktformiga. Visst går det dock bra att mäta energin i gammastrålningen.

Men just för stunden så tror jag att röntgenområdet är mest intressant.

Men halvledartekniken har sina begränsningar, tex i och med att man hämtar en signal ifrån sensorn, den kan störas av termiskt brus, därför kyler man ner detektorn så att det termiska bruset blir lägre. Det termiska bruset uppkommer utav att elektroner av sig själva beter sig som en slags "gas" inne i halvledaren, och kan av sig själva hoppa över i energinivåerna, därför kyler man ner detektorn, särskilt om man vill detektera infrarött ljus.

Infraröda detektorer lider ju till viss del också av ett annat problem, i att kretsen kan börja att driva, den får sämre känslighet mm. Omkalibrering kan behövas. Dessutom har halvledardetektorer i alla våglängder ett annat problem, de kan ju bara detektera ett visst omfång av intensitet. Är intensiteten högre än så så blir det överstyrning eller rundgång eller vad man ska kalla det. Dvs signalens proportionalitet går helt förlorad, överexponering kallas det ju. Överexponering kan också innebära att detektorn förstörs permanent.

Den gamla fotografiska tekniken för att ta upp stjärnspektra hade ju fördelen att man under många nätter kunde exponera filmen, om ljuset var svagt. Det kunde göra att man fick en förbluffande bra upplösning på svaga objekt.

Men för att återgå till frågan så är det just nu inte möjligt att bygga spektrometrar som kan detektera hela området infrarött - röntgen/gammastrålning, dess optiska konstruktion är avhängigt utav våglängden och det kan inte sättas samman i ett enda instrument med en enda detektor.



Allt ifrån långvågig radiostrålning till mikrometer området, infrarött, synligt, UV, röntgen och gammastrålning är intressant, men instrumenten skiljer ju sig åt. De fysiska förutsättningarna är ju väldigt olika. Medans ett radioteleskop kan byggas med en felmarginal på någon decimeter så måste röntgen instrumenten byggas med nästan bättre än mikrometer precision i vissa detaljer. För gitterna i röntgen så duger mest bara kristallerna, som ju har en skiktnoggrannhet om 0,1 nm, nanometer.

Ja, det finns naturliga spektrallinjer i röntgen, de härstammar ifrån övergångar mellan K-Skalet och de högre skalen i tunga atomer. Röntgenstrålning kan bara uppstå i energirika processer. Gammastrålning däremot härrör enbart ifrån atomkärnorna och sådana reaktioner. De har väldigt specifika "spikar" dvs spektrogrammen är diskreta spikar, vet ej om man någonsin detekterat ett kontinuerligt spektrum av gammastrålning. Men med typ sk synkrotronljus finns det en teoretisk möjlighet att skapa sådan kontinuerlig gammastrålning, tex MAX IV i Lund. Vet dock inte om energin kan räcka i den synkrotronen.

Utav Universums partiklar så är det en partikel som jag skulle tycka vara intressant att fokusera och skapa bilder av och det är alfapartiklar, hitintills en relativt outforskad strålning, det krävs dock en fokusering byggd på elektromagnetiska principer, alltså en typ av accelerator. Här skulle det vara intressant att mäta om hur energifördelningen ligger och om det finns en riktningsanomali. Förstås också protoner och fria elektroner är ju intressanta, men det tordes krävas att man parkerar instrumentet bakom Månen för att inte störas av solvinden

Dagens digitalkameror är dock långt ifrån sin teoretiska gräns för upplösning i synligt ljus, tex en 24x36 mm sensor har plats för 50 gigapixlar ( ~ 500 nm ) vilket skulle ge en bildfil på knappt 190 gigabyte med ett färgdjup på 10/30 bitar. 10/30 bitars färgdjup är dock inte särskilt mycket i varken vetenskapliga eller astronomiska sammanhang. Ids inte kontrollera beräkningarna just nu, så ursäkta om jag fått ett överslag i decimalerna, hehe

Äh det blev en aning långrandigt det här - det är en aning svårt att beskriva sådant här utan figurer,
men det kommer förhoppningsvis att komma nyare tekniker att registrera fotoner och dess energi - Just de stående våg fenomenen kan vara mycket användbara.
- Men det finns just nu ingen metod att komma ifrån det termiska bruset vid låga nivåer annat än att kyla ner detektorn.
Suveränt inlägg!
Jag som inte har någon fysikutbildning möter dels populärvetenskap och dels föreläsningar och papers för de som antas redan förstå det här. Att läsa en skolbok i ämnet är avskräckande när det saknar akademisk och professionell relevans för mig. Du förklarar det på ett sätt som fyller några av mina luckor, för hobbyändamål.

Detalj angående protonteleskop i Solens skugga. Det finns ett solteleskop i en omloppsbana runt Jordens terminator så att det alltid har Solen i sikte. En omloppsbana som alltid vore Jordens skugga är ju också möjlig. Svårare, och onödigt, runt Månen med sin heterogenitet och eccentricitet. Fast man kanske vill slippa Jordens magnetfält som skickar runt alla laddade partiklar. Venus skugga kanske vore bästa valet.

Allt är inte fotoner inom astronomi längre. Ett neutrinoteleskop i Antarktis ser Solens neutrinostrålning. Gravitationsvågor i rumtiden har nu mätts upp. Finns eller kan man bygga detektorer för kosmisk strålning som består av atomkärnor? Hittills mäter man dem väl indirekt i form av den sekundära strålning de orsakar när de träffar atmosfären. Jag hörde någon stackars astronom i ämnet som beklagade sig för att alla hans kollegor gör allt de kan för att eliminera data om den kosmiska strålning som han är intresserad av. Antimateria är inte så vanlig men finns i magnetfältets ytterkanter och kanske kommit dit istället för att bildas där. Åsså har vi såklart damm.

Ligger astronomins ännu större framtid bortom fotonerna?
__________________
Senast redigerad av Fri 2016-06-03 kl. 12:11.
Citera
2016-06-05, 02:20
  #12
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Fri
Suveränt inlägg!
Jag som inte har någon fysikutbildning möter dels populärvetenskap och dels föreläsningar och papers för de som antas redan förstå det här. Att läsa en skolbok i ämnet är avskräckande när det saknar akademisk och professionell relevans för mig. Du förklarar det på ett sätt som fyller några av mina luckor, för hobbyändamål.

Tackar, tackar
Enkelt uttryckt så kommer fotonerna ursprungligen ifrån de elektronövergångar som sker i atomerna mellan elektronskalen. När elektronerna hoppar ifrån ett skal till ett annat så avges/absorberas ett ljuskvanta, en foton.

I dessa nya fotohalvledardetektorer så försöker man härma detta beteende i att en elektron ska fånga upp en foton, och därpå skifta tillstånd och man kan i sin tur detektera detta skiftande tillstånd, med en logisk krets. Att dels skapa ljus utav elektronövergångar och dels detektera ljus är samma process fast omvänt.

Egentligen är det lättare att detektera fotoner av en viss specifik våglängd jämfört med att designa detektorer som ska vara rättvisa när det gäller "vitt ljus". Det är i sig en utmaning att göra detta.

Som jag ser det så kommer nog halvledardetektorerna fortfarande att ha en distinkt nackdel i att man inte kan använda mycket långa exponeringstider. Då är nog en fotografisk film bättre ur det perspektivet, i att de fångade fotonerna i filmen kan aldrig "slippa ut". Eller mer fysikaliskt riktigt sagt att har fotonen väl absorberats i filmen så syns spåret även åratal senare.

I en halvledardetektor däremot kan kvanteffekter innebära att detektorn återgår till ett "obelyst" stadium av sig självt.

Citat:
Ursprungligen postat av Fri
Detalj angående protonteleskop i Solens skugga. Det finns ett solteleskop i en omloppsbana runt Jordens terminator så att det alltid har Solen i sikte. En omloppsbana som alltid vore Jordens skugga är ju också möjlig. Svårare, och onödigt, runt Månen med sin heterogenitet och eccentricitet. Fast man kanske vill slippa Jordens magnetfält som skickar runt alla laddade partiklar. Venus skugga kanske vore bästa valet.

Ja om det ska ligga i Jordens skugga så måste den gå i en geosynkron bana och då är själva jordskuggan så liten att jag inte vet om den räcker, troligen inte, på 36 000 km avstånd så är Jorden bara en prick. Nä i en bana på Månens skuggsida vart bara en tanke. Vet ej om det ens är realiserbart, har inte räknat på det.

De inflygande kosmiska partiklarna som kommer utifrån solsystemets omgivningar utför en spiralformad rörelse ju längre in de kommer, pga dels gravitationen och magnetfältet ifrån Solen. Så bäst vore ju en sådan partikelanalysator som ligger ute vid Voyagers bana men det är ju ett projekt på 30 år minst. Å andra sidan så är energierna hos dessa partiklar ibland så höga att detektorn riskerar att bli permanent förstörd. Jämför tex en geigermätare, dessa slutar att fungera om strålningsnivån är alltför hög.

Citat:
Ursprungligen postat av Fri
Ligger astronomins ännu större framtid bortom fotonerna?

Ja det är riktigt - astronomi behöver inte lita till enbart fotoner, Fotoner är i och för sig tacksamma genom att de inte påverkas mycket av vare sig annan strålning, gravitation mm, och färdas ju relativt rakt.

Astronomin kan alltså utökas till att mäta sådan partikelstrålning, och här vore ju naturligtvis intressant att veta om sådan strålning är uniform i 360-spacet, eller det finns preferenser för vissa riktningar. Också om hur det ligger till med balansen mellan protoner och antiprotoner osv.

Att jag tycker att alfapartikeln är särskilt intressant är därför att vi skulle kunna svara på en del frågor om det tidiga Universum, och tätheten på partikelstrålningen och därmed få någon klarhet i om denna kan stå för dark matter hypoteserna. Dessutom så skulle det vara intressant om vi kunde hitta anti-alfapartiklar, sådana lär väl aldrig ha hittats ? Men skulle man hitta dem så tyder det ju på att det finns klumpar av antimateria i någon aktiv stjärna någonstans i det observerbara Universum. Nu är det så länge sedan jag ens läste om antimateria-materia hypoteser, så jag kan inte svara på alla frågor om detta ämne.

Förresten på frågan om gitter för gammastrålning så är de nog faktiskt möjligt att bygga sådana, man torde kunna stacka gitter efter varandra som ligger lite offset emot varandra och kan få en spektraluppdelning av dem. Dock så har vi ändå rätt bra instrument för att detektera just gammastrålning, men de bygger på lite andra principer, man behöver inte en optisk metod att separera dem.
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback