home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Suzy B Software 2 / Suzy B Software CD-ROM 2 (1994).iso / adult_ed / lectures / lect06.txt < prev    next >
Text File  |  1995-05-02  |  5KB  |  85 lines

  1.  ----- The following copyright 1991 by Dirk Terrell
  2.  ----- This article may be reproduced or retransmitted
  3.  ----- only if the entire document remains intact 
  4.  ----- including this header
  5.  
  6.  Lecture #6  "Making Sense of All Those Stars"
  7.  
  8.    I have always been fascinated by the stars. When I was very young I would 
  9. sit for hours on end staring at all those stars and wondering just what they 
  10. were. I can still remember the moment that I learned that the stars were 
  11. suns that were just very far away as I breathlessly turned through an 
  12. astronomy book I found in the school library. As an undergraduate I had to 
  13. work a full time job to pay for tuition and support myself. At times I would 
  14. get very tired and depressed, wondering if it was really worth it. All I had 
  15. to do was walk outside and look up to see all those stars twinkling away, 
  16. and I knew that I had to press on. My momentary depression and exhaustion 
  17. evaporated as my curiosity flooded me with the desire to know what those 
  18. stars were.
  19.  
  20.    The theory of stellar evolution must certainly rank as one of the 
  21. greatest achievements in astrophysics in this century. Its success had come 
  22. from the work of theorists and observers from a variety of disciplines. In 
  23. this lecture I want to talk about the observational end of stellar 
  24. astrophysics. 
  25.  
  26.    If you have reasonably dark skies and you aren't color blind, you have 
  27. probably noticed that stars have different colors. The winter sky has some 
  28. fine examples of this phenomenon. Examine the stars Betelgeuse and Rigel in 
  29. the connstellation Orion. You will see that Betelgeuse has a deep red color 
  30. while Rigel is bluish-white. What is the significance of stellar colors? It 
  31. turns out that the same physics that describes your electric stove eye also 
  32. describes the situation at the surface of a star. WHen you turn the burner 
  33. on high, it begins to glow as it heats up. The first color you notice is a 
  34. deep red, then orange, and then a yellowish-orange as it reaches its highest 
  35. temperature. This explains the colors of stars. The colors of stars indicate 
  36. their surface temperatures. Red stars are cool (around 4500 C), yellow stars 
  37. like the sun are hotter (around 6000 C), blue stars like Sirius are even 
  38. hotter (10,000 C). The hottest stars have temperatures in excess of 40,000 
  39. C! Now we can measure the temperature of a star by measuring its color.
  40.  
  41.    Stars emit all colors of the rainbow, but their color to the eye results 
  42. from the fact that they emit more of some colors than others. Hot stars 
  43. appear blue because they emit more blue light than yellow, orange, or red 
  44. light. Cool stars emit more red light than blue light, so they look red to 
  45. our eyes (and instruments). If you split the light of a star up into a 
  46. spectrum with a prism or diffraction grating, you can see that all the 
  47. colors are there. Well, almost all of them. Some colors (wavelengths) are 
  48. conspicuously absent. These absences of colors show up as dark lines in the 
  49. spectrum of the star, and we call them the spectral lines. These lines arise 
  50. because elements in the atmosphere of the star absorb certain colors of 
  51. light. The nice thing about it is that a particular element always absorbs 
  52. the same colors (i.e. always produces the same spectral lines). Hydrogen 
  53. always absorbs a particular set of red, green, and purple wavelengths. If 
  54. you look at a star and see those colors missing, then you know that the 
  55. star's atmosphere has hydrogen in it. Helium absorbs a different set of 
  56. colors. The spectral lines of an element act as its 'fingerprint'. By 
  57. looking at the spectral lines in a star, we can tell what it's made of. 
  58. Later on I will amaze you with what other information we can get out of a 
  59. star's spectrum!
  60.  
  61.    As is often the case with scientific studies of new phenomena, there was 
  62. a lot of data and very little theory. By 1890, Harvard astronomers had taken 
  63. spectra of thousands of stars and placed them into categories labeled A 
  64. through Q based on the strength of the hydrogen lines(i.e. how dark and fat 
  65. the lines were). The A stars had very strong hydrogen lines and subsequent 
  66. classes had weaker hydrogen lines. About 1896, Annie Jump Cannon at Harvard 
  67. arranged the spectral sequence so that it reflected a progression in the 
  68. temperature of the stars rather than the strength of the hydrogen lines. She 
  69. established the spectral sequence that we use today: O B A F G K M from 
  70. hottest to coolest. These spectral classes are further divided into 10 parts 
  71. to represent a finer classifciation scheme- a B2 star is hotter than a B5 
  72. star for instance. Our sun is a G2 star. Betelgeuse is an M2 star. Rigel is 
  73. a B8, Sirius A1. Ms Cannon had a remarkable ability to look at the spectrum 
  74. of a star and classify it. I have done some spectral classification myself 
  75. and I can assure you it is not easy to do. It took me about a week to 
  76. classify 100 spectra. Ms. Cannon averaged 5000 per month between 1911 and 
  77. 1915! I have great respect for her work!
  78.  
  79.    Early attempts to explain stellar evolution proposed that stars started 
  80. off being very hot (O stars) and cooled off as they aged to become M stars. 
  81. O stars were therefore referred to as 'early' and M stars as 'late', 
  82. something that is still done today. For instance we refer to a B8 star as a 
  83. 'late B' and a B0 is an 'early B'. Astronomers are very slow to give up old 
  84. habits!
  85.