スペクトル線の偏移(Redshift
and Blue Shift)
天体の光のスペクトル線を同定したときに,
観測される波長(振動数)はもとの波長(振動数)としばしば異なっています.
そのことを一般的に,スペクトル線の偏移(line
shift)と呼びます.
ドップラー効果その他,いろいろな原因でスペクトル線の波長がずれます.
なお,連続スペクトルももちろん波長がずれます. ただし,線スペクトルに比べて, 連続スペクトルの偏移を測定することは簡単ではありません. |
赤方偏移と青方偏移
もし天体から発した光の波長が長くなって(振動数は低くなって)観測されたなら,
色でいえば黄色の光が赤色の方に移動するので,
赤方偏移(redshift)といいます. 逆に,もし波長が短くなって(振動数は高くなって)観測されたなら,
色でいえば黄色の光が青色の方に移動するので,
青方偏移(blue shift)といいます. これらのスペクトル線の偏移を赤方偏移と総称します. |
スペクトル線が偏移する原因
ドップラー効果 (Doppler effect) 動画(avi file 6.5M) |
ドップラー効果(Doppler effect)とは,
波の発生源(音源や光源)と観測者が相対的に動いているときに,
観測者が測定する波の波長(振動数)が発生源でのそれと比べて異なる現象のことです. たとえば,左図のように波の発生源が動いているとき, 進行方向前方では一定時間内に届く波の数は多く(振動数は高く)なり, 逆に進行方向後方では波の数は少なく(振動数は低く)なります. ドップラー効果の名前は, この現象を1842年に最初に研究したオーストリアの物理学者 C.J. ドップラーに由来します. 音のドップラー効果 |
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重力赤方偏移 (Gravitational redshift) |
質量の大きな天体の近くから放射された光を遠方で観測すると,
光の振動数が小さくなり,したがって波長が長くなって観測されます.
これを重力赤方偏移と呼びます. MCG-6-30-15銀河中心核のX線輝線スペクトル |
宇宙論的赤方偏移 (Cosmological redshift) |
遠方の天体から発した光(すなわち過去の宇宙で発した光)が現在の地球に届くまでに,
光の伝わる宇宙全体が膨張しているので,光の波長が長くなります.
これを宇宙論的赤方偏移と呼びます. 銀河団CL0016+16 |
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