Sterrenkunde koeterwaals

Spectrum

Het spectrum van een object is vermoedelijk de belangrijkste, meest bruikbare en meest vitale meting die een astronoom kan doen. Het spectrum geeft toegang tot de samenstelling van een object en zijn snelheid. Zonder de kennis van spectroscopie zouden we nauwelijks weten wat er gaande is aan de sterrenhemel.

Nikkel in de coma van 2I/Borisov
Deze afbeelding toont het spectrum van de interstellaire komeet 2I/Borisov met op de achtergrond een echte foto uit 2019 van de komeet. Deze foto werd gemaakt met de Very Large Telescope van de ESO. De oranje streepjes geven de gevonden spectraallijnen van nikkel aan. Credit: ESO / L. Calçada / O. Hainaut / P. Guzik & M. Drahus.

Het was Isaac Newton die ontdekte dat het witte licht van de Zon feitelijk is opgebouwd uit een combinatie van veel verschillende kleuren, de kleuren van de regenboog. Newton was vermoedelijk de eerste die het spectrum van de Zon bepaalde. Hij splitste het licht van de Zon en keek naar hoeveel licht elke afzonderlijke kleur had. Dat is in essentie wat een spectrum is: een meting van de hoeveelheid van iedere golflengte van licht die afkomstig is van een object.

In de vroege dagen van de astronomie gebruikte men prisma’s om het licht te scheiden en een spectrum te maken. Tegenwoordig gebruiken astronomen instrumenten als diffractieroosters. Het maakt niet uit welke techniek er wordt gebruikt, uiteindelijk open je een lichtbron om te kijken wat er in zit.

Tegenwoordig vindt je een spectrometer, een apparaat dat licht splitst en het resulterende spectrum meet, aan het einde van ongeveer elke moderne wetenschappelijke telescoop op Aarde. Een van de geweldige dingen van spectra is de enorme hoeveelheid informatie die erin zit verstopt. Zelfs een enkele pixel is voldoende om een spectrum op te nemen en van een spectrum kunnen we veel leren over een object. Enkele van de grootste ontdekkingen in de astronomie zijn gedaan aan de hand van spectra.

Een van de meest krachtige delen van het spectrum van een object is het voorkomen van lijnen. Als het een heet object is dan zullen elementen of moleculen op zeer specifieke golflengtes licht uitzenden en die zijn als heldere lijnen zichtbaar in het spectrum. Als het object een andere lichtbron blokkeert dan zullen de elementen en moleculen in het object licht op zeer specifieke golflengtes absorberen en dat is dan zichtbaar in het spectrum als donkere lijnen of ontbrekende leegtes.

Door te kijken naar deze emissie of absorptie vingerafdrukken in het spectrum kunnen astronomen bepalen waar een object uit is opgebouwd. Op deze manier hebben we helium in de Zon ontdekt. Zo weten we op deze manier dat er ammoniak in de wolkentoppen van Jupiter is en hebben we aminozuren gevonden in interstellaire gaswolken. Op deze manier wordt ook de uitdijing van het heelal gemeten.

Dit artikel maakt deel uit van de serie Sterrenkunde – koeterwaals. Het zijn vertaalde en soms bewerkte berichten van de rubriek Astronomy 101 van de website UniverseToday