Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images

Van temperatuur tot kleur

De kleur van het licht dat door een ster wordt uitgezonden, is een directe aanwijzing voor de oppervlaktetemperatuur. Hetere sterren produceren fotonen met hogere energieën, die de piek van hun emissie naar het blauwe uiteinde van het spectrum verschuiven. Koelere sterren pieken in het rood of infrarood. Omdat onze ogen een mengsel van alle kleuren als wit waarnemen, zien de meeste sterren er met het blote oog witachtig uit, ook al bevatten hun spectra duidelijke pieken.

Blackbodies:de kosmische thermometer

In de natuurkunde is een zwart lichaam een geïdealiseerd object dat alle invallende straling absorbeert en energie alleen weer uitzendt op basis van zijn temperatuur, volgens de wet van Planck. Sterren zijn geen perfecte zwarte lichamen, maar ze zijn zo dichtbij dat hun spectrale energieverdelingen kunnen worden afgestemd op een zwartlichaamscurve, waardoor astronomen een precieze effectieve temperatuur kunnen afleiden.

De piek vaststellen met filters

Omdat de piekemissiegolflengte de temperatuur bepaalt, isoleren astronomen specifieke kleurbanden met behulp van optische filters. Door de intensiteit in bijvoorbeeld de blauwe (B) en rode (R) filters te meten en hun verhoudingen te vergelijken, kunnen ze de piek van het spectrum van de ster lokaliseren en de temperatuur ervan met hoge nauwkeurigheid berekenen.

Het meten van planetaire temperaturen

Het bepalen van de temperatuur van een planeet is complexer. De atmosfeer, het albedo aan het oppervlak en het broeikaseffect van een planeet kunnen de energiebalans aanzienlijk veranderen. Astronomen modelleren deze factoren (de flux van de sterren, de afstand om de baan, de reflecterende eigenschappen, de samenstelling van de atmosfeer en de rotatie) om de evenwichtstemperatuur van de planeet en, waar mogelijk, de werkelijke oppervlaktetemperatuur te schatten.

Waarom het ertoe doet

Het kennen van de temperaturen van sterren en planeten informeert ons over hun samenstelling, evolutie en potentiële bewoonbaarheid. Het stelt ons ook in staat fundamentele natuurkunde te testen onder extreme omstandigheden die op aarde onmogelijk te reproduceren zijn.