Vsebina
Sodobne astronomske raziskave so kljub izjemnim omejitvam pri opazovanju in zbiranju podatkov nabrale osupljivo bogastvo znanja o vesolju. Astronomi redno poročajo o podrobnih informacijah o predmetih, ki so oddaljeni tri milijone kilometrov. Ena izmed bistvenih tehnik astronomskih raziskav vključuje merjenje elektromagnetnega sevanja in izvajanje podrobnih izračunov za določanje temperature oddaljenih predmetov.
Od temperature do barve
Barva svetlobe, ki jo izžareva zvezda, razkriva njeno temperaturo, temperatura zvezde pa določa temperaturo bližnjih predmetov, kot so planeti. Svetloba nastane, ko nabiti atomski delci vibrirajo in sproščajo energijo kot svetlobni delci, znani kot fotoni. Ker temperatura ustreza notranji energiji predmetov, bodo bolj vroči predmeti oddajali fotone višje energije. Energija fotonov določa valovno dolžino ali barvo svetlobe; barva svetlobe, ki jo oddaja predmet, je znak temperature. Vendar tega pojava ni mogoče opaziti, dokler predmet ne postane zelo vroč - približno 3.000 stopinj Celzija (5.432 stopinj Farenhejta) - ker nižje temperature sevajo v infrardečem in ne v vidnem spektru.
Nebeška črna telesa
Koncept črnega telesa je bistven za merjenje temperature astronomskih predmetov. Črno telo je teoretični objekt, ki odlično absorbira energijo iz vseh valovnih dolžin svetlobe. Poleg tega na sevanje predmetov ne vpliva oddajanje svetlobe iz črnega telesa. To pomeni, da črno telo seva svetlobo v skladu z določenim spektrom barv, ki je odvisno samo od temperature predmeta. Zvezde niso idealna črna telesa, vendar so dovolj blizu, da omogočajo natančen približek temperature glede na emisijske valovne dolžine.
Veliko valovnih dolžin, en vrh
Preprosta vizualna opazka ne kaže temperature zvezde, ker temperatura določa največjo valovno dolžino emisije, ne pa edino emisijsko valovno dolžino. Zvezde so na splošno videti belkaste, saj njihovi emisijski spektri pokrivajo širok razpon valovnih dolžin, človeško oko pa mešanico vseh barv razlaga kot belo svetlobo. Posledično astronomi uporabljajo optične filtre, ki izolirajo določene barve, nato pa primerjajo intenziteto teh izoliranih barv, da določijo približni vrh emisijskega spektra zvezd.
Ogrevala zvezda
Planetarne temperature je težje določiti, ker absorbcijske in emisijske značilnosti planeta morda niso podobne absorbcijskim in emisijskim lastnostim črnega telesa. V ozračju planetov in površinskih materialov se lahko odražajo velike količine svetlobe, nekaj absorbirane svetlobne energije pa se zadrži s pomočjo toplogrednega učinka. Posledično astronomi ocenjujejo temperaturo oddaljenega planeta s kompleksnimi izračuni, ki upoštevajo takšne spremenljivke, kot so temperatura najbližje zvezde, oddaljeni planeti od zvezde, odstotek svetlobe, ki se odbija, sestava atmosfere in vrteči se planeti značilnosti.