¿Cómo sabemos si un objeto se desplaza al rojo?

11

Tengo algunas preguntas sobre el desplazamiento al rojo. Creo que los dos primeros cuelgan de los dos últimos, pero no dudes en señalar cualquier cosa que creas que debería saber.

¿Cómo sabemos si un objeto está desplazado hacia el rojo y no solo estamos viendo el espectro regular de la estrella?

¿Cómo podemos saber hasta qué punto una estrella se desplaza al rojo?

¿Los astrónomos tienen un espectro de referencia completo con el que comparan el espectro medido? ¿O simplemente usan el espectro de hidrógeno ya que todas las estrellas son principalmente hidrógeno?

De mala calidad
fuente

Respuestas:

22

Hay dos métodos, uno más confiable que el otro (aunque ambos son bastante buenos).

Punto clave: cuanto más brillante es una estrella, más detalles podemos ver en su espectro; puede pensar que puede aumentar el espectro más para poder ver detalles más finos. Esto también nos permite ver líneas más débiles (no todas las líneas espectrales son igualmente intensas).

Tenemos espectros de referencia muy extensos de todos los elementos en una amplia variedad de condiciones, por lo que cuando una estrella es lo suficientemente brillante vemos muchas líneas espectrales y podemos unirlas con los espectros de referencia. No hay dos elementos que tengan espectros similares, por lo que si puede ver muchas líneas, no puede confundir fácilmente una con la otra.

Cuando puede dar cuenta de casi todas las líneas en el espectro de una estrella por un conjunto plausible de elementos en abundancias plausibles y todos con el mismo desplazamiento hacia el rojo, tiene una coincidencia muy, muy confiable y conoce con precisión el desplazamiento hacia el rojo del objeto.

crédito: https://en.wikipedia.org/wiki/Redshift

Pero las estrellas distantes (y las galaxias) son muy débiles, por lo que los espectros que obtenemos son de muy baja resolución y muestran solo algunas de las líneas espectrales más fuertes. Con frecuencia pueden coincidir porque el hidrógeno es tan común que las líneas más fuertes vistas serán líneas de hidrógeno e incluso si solo puede detectar dos o tres de ellas, si tienen las mismas posiciones relativas que las líneas de hidrógeno brillantes, puede identificarlas con seguridad y leer el cambio rojo. Esto es menos confiable, pero aún lo suficientemente confiable como para que rara vez sea un problema.

En los casos más tenues, es posible que solo vea una sola línea. Tienes una idea muy aproximada del desplazamiento al rojo del brillo del objeto y todo lo que puedes hacer es asumir que es la línea de hidrógeno más fuerte y ver si está aproximadamente en la posición correcta dada la distancia deducida del brillo y el tipo del objeto. Esto también funciona, pero aún es menos confiable. (Gran parte del trabajo original del Hubble se basó en una sola línea para los objetos de mayor distancia, pero resultó ser correcto cuando se observó más tarde con un equipo dramáticamente mejor).

Mark Olson
fuente