스포트라이트에 흩어진 유리 조각처럼, 별들은 밤하늘에 수동적으로 나타납니다. 스텔라 표면 온도는 태양보다 10 배 더 뜨겁고 섭씨 50,000도에 달할 수 있습니다. 별 내부의 열은 원자핵을 분해하여 새로운 유형의 물질로 변환하기에 충분할 정도로 더 높은 수준에 도달합니다. 우리의 우연한 시선은 이러한 극한 상황을 밝히지 못할뿐만 아니라 존재하는 거대한 별에 대한 힌트 일뿐입니다. 별은 쌍, 삼중 항 및 사중주로 배열됩니다. 일부는 지구보다 작고 다른 일부는 전체 태양계보다 큽니다. 그러나 가장 가까운 별조차도 26 조 마일 떨어져 있기 때문에 첨부 된 그림을 포함하여 우리가 알고있는 거의 모든 것이 빛에서만 수집되었습니다.
오늘날 우리의 기술은 여전히 수천 년 미만의 왕복 이동 시간 내에 사람이나 로봇을 가장 가까운 별까지 보낼 수 없습니다. 그러므로, 별들은 현재 물리적으로 접근 할 수없는 상태로 있으며, 수년 동안 우주 추진에서 전례없는 돌파구없이 다가올 것입니다. 그러나 산을 방문하는 것은 실용적이지 않지만 별빛의 형태로 우리에게 보내진 산의 일부를 연구하는 것이 가능했습니다. 우리가 별에 대해 알고있는 거의 모든 것은 빛과 다른 형태의 방사선 분석 인 분광법으로 알려진 기술을 기반으로합니다.
분광학의 시작은 17 세기 영국의 수학자이자 과학자 인 아이작 뉴턴에서 비롯됩니다. 뉴턴은 르네 데카르트 (Rene Descartes)와 같은 초기 사상가들에 의해 제안 된 백색의 빛이 무지개의 모든 색을 가지고 있다는 이상한 개념에 흥미를 느꼈습니다. 1666 년, 뉴턴은 유리 프리즘, 창문 셔터 중 하나의 작은 구멍 및 방의 흰 벽을 실험했습니다. 구멍의 빛이 프리즘을 통과함에 따라 마치 마치 마술처럼 마치 빨간색에서 보라색으로 약간 겹치는 색상의 배열로 분산되었습니다. 그는 이것을 스펙트럼으로 묘사 한 최초의 사람으로, 이것은 라틴어라는 단어입니다.
천문학은 뉴턴의 발견을 즉시 통합하지 않았습니다. 18 세기에 천문학 자들은 별들이 행성의 움직임을위한 배경 일 뿐이라고 생각했습니다. 이 중 일부는 과학이 멀리 떨어진 거리로 인해 별의 실제 물리적 성질을 이해할 수 있다는 광범위한 불신에 근거한 것입니다. 그러나이 모든 것은 Joseph Fraunhofer라는 독일 안경점에 의해 변경되었습니다.
뮌헨 광학 회사에 합류 한 지 5 년 만인 당시 프라운호퍼 (Fraunhofer)는 당시 24 세의 나이로 유리 제조, 렌즈 그라인딩 및 디자인 기술로 파트너가되었습니다. 망원경과 다른 기기에 사용되는 이상적인 렌즈를 찾기 위해 분광학을 실험했습니다. 1814 년에 측량 망원경을 설치하고 작은 프리즘 사이에 프리즘을 설치 한 후 접안경을 통해 스펙트럼을 관찰했습니다. 그는 예상했던대로 여러 가지 색상을 관찰했지만 다른 색상을 보았습니다. 다른 색상보다 어둡고 거의 검은 색으로 보이는 거의 수많은 수의 강하고 약한 수직선이있었습니다. 이 어두운 선은 나중에 프라운호퍼 흡수선으로서 모든 물리학 학생에게 친숙해질 것입니다. 그의 실험에 사용 된 구멍이 프라운호퍼의 슬릿보다 크기 때문에 뉴턴은 아마도 그것들을 보지 못했습니다.
이 라인에 매료되어 그들이 악기의 인공물이 아니라고 확신 한 Fraunhofer는 열심히 연구했습니다. 시간이 지남에 그는 600 개가 넘는 선 (오늘 약 20,000 개)을 매핑 한 다음 달과 가장 가까운 행성으로 관심을 돌 렸습니다. 그는 선이 동일하다는 것을 알았고 달과 행성이 햇빛을 반사했기 때문이라고 결론 지었다. 다음으로 시리우스를 연구했지만 별의 스펙트럼이 다른 패턴을 가지고 있음을 발견했습니다. 그 후 그가 관찰 한 모든 별에는 지문처럼 서로 구분되는 고유 한 어두운 세로선이있었습니다. 이 과정에서 그는 프리즘 대신 사용될 수있는 회절 격자로 알려진 장치를 크게 개선했습니다. 그의 개선 된 격자는 프리즘보다 훨씬 더 상세한 스펙트럼을 만들어 내고 어두운 선의지도를 만들 수있게 해주었다.
Fraunhofer는 가스 화염의 빛을 관찰하고 나타난 스펙트럼 선을 식별하여 분광기 (나중에 만들어진 용어)를 테스트했습니다. 그러나이 선들은 어둡지 않았습니다. 백열로 가열 된 물질로 인해 밝아졌습니다. Fraunhofer는 그의 실험실 불꽃에서 한 쌍의 밝은 선과 태양 스펙트럼의 한 쌍의 어두운 선의 위치 사이의 일치 성을 지적하고 어두운 선은 태양과 같은 특정 빛이 없기 때문에 발생할 수 있다고 추측했습니다 다른 별)은 좁은 색의 줄무늬의 스펙트럼을 강탈했습니다.
구스타프 키르히 호프 (Gustav Kirchhoff)와 로버트 번센 (Robert Bunsen)은 화상을 입었을 때 색으로 화학 물질을 식별하기위한 실험을 수행 한 1859 년 경까지 어두운 선의 신비를 풀지 못했습니다. Kirchhoff는 분젠이 분광기를 사용하여 구별하기위한 가장 명확한 방법으로 사용할 것을 제안했으며, 각 화학 원소마다 고유 한 스펙트럼이 있다는 것이 곧 명백해졌습니다. 예를 들어 Sodium은 몇 년 전에 Fraunhofer가 처음 발견 한 라인을 생산했습니다.
Kirchhoff는 태양 및 별 스펙트럼의 어두운 선을 올바르게 이해하기 위해 계속했습니다. 태양으로부터의 빛 또는 별은 주변의 더 차가운 가스 분위기를 통과합니다. 나트륨 증기와 같은 이러한 가스는 빛으로부터 특성 파장을 흡수하고 그 세기 초 프라운호퍼가 처음 발견 한 어두운 선을 생성합니다. 이것은 우주 화학의 코드를 열었습니다.
Kirchoff는 나중에 나트륨뿐만 아니라 철, 칼슘, 마그네슘, 니켈 및 크롬을 식별함으로써 태양 대기의 조성을 해독했습니다. 몇 년 후인 1895 년에 일식을 보는 천문학 자들은 아직 지구 헬륨에서 발견되지 않은 원소의 스펙트럼 선을 확인할 수있었습니다.
탐사 작업이 계속됨에 따라 천문학 자들은 분광기를 통해 연구하고있는 방사선이 눈에 잘 띄지 않는 전자기 영역으로 눈에 보이는 가시적 색 영역을 넘어서 확장됨을 발견했습니다. 오늘날 전문 천문학 자들의 관심을 끄는 많은 작업은 우주 공간의 시각적 특성이 아니라 스펙트럼의 특성에 있습니다. 예를 들어 새로 발견 된 여분의 태양 행성은 사실상 부모 별 주위를 공전 할 때 발생하는 별의 스펙트럼 이동을 분석하여 발견되었습니다.
매우 먼 곳에서 지구를 점령하는 거대한 망원경은 접안 렌즈와 함께 사용되는 경우가 거의 없으며이 토론에 포함 된 것과 같은 사진을 거의 찍지 않습니다. 이기구들 중 일부는 30 피트를 초과하는 거울 직경을 가지고 있으며, 여전히 설계 및 자금 조달 단계에서 100 미터를 초과하는 집광면을 가질 수 있습니다! 대체로 존재하는 모든 것과 드로잉 보드에있는 것들은 정교한 분광기를 사용하여 수집 한 빛을 모아서 해부하도록 최적화되어 있습니다.
현재, 여기에 소개 된 것과 같이 가장 아름다운 깊은 우주 이미지는 깊은 우주 곳곳에 떠 다니는 물체의 아름다움에 이끌 리는 재능있는 아마추어 천문학 자에 의해 제작되었습니다. 민감한 디지털 카메라와 놀랍도록 정확하지만 겸손한 크기의 광학 기기로 무장 한 이들은 열정을 공유하는 전 세계 사람들에게 영감의 원천입니다.
Dan Kowal은 올해 8 월 개인 천문대에서 오른쪽 위의 화려한 그림을 제작했습니다. 북쪽 별자리 Cygnus의 방향에 위치한 장면을 보여줍니다. 이 복잡한 분자 수소와 먼지는 지구에서 약 4,000 광년입니다. 이 성운의 주요 부분에서 보이는 대부분의 빛은 중심 근처의 거대한 밝은 별에 의해 생성됩니다. 광각, 장시간 노출 사진은 성운이 본질적으로 광대 한 성간 먼지 강이라는 것을 보여줍니다.
이 사진은 6 인치 아포 크로마 틱 굴절 기와 3.5 메가 픽셀 천문 카메라로 제작되었습니다. 이미지는 거의 13 시간의 노출을 나타냅니다.
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R. Jay GaBany 작성
