תוֹכֶן
מחקר אסטרונומי מודרני צבר שפע מדהים של ידע על היקום למרות מגבלות קיצוניות בתצפית ואיסוף נתונים. אסטרונומים מדווחים באופן שגרתי על מידע מפורט על עצמים שנמצאים טריליוני מיילים משם. אחת הטכניקות החיוניות לחקירה אסטרונומית כוללת מדידת קרינה אלקטרומגנטית וביצוע חישובים מפורטות לקביעת הטמפרטורה של עצמים רחוקים.
מטמפרטורה לצבע
צבע האור המוקרן על ידי כוכב מגלה את הטמפרטורה שלו, וטמפרטורת הכוכב קובעת את הטמפרטורה של עצמים סמוכים כמו כוכבי לכת. אור מופק כאשר חלקיקים אטומיים טעונים רוטטים ומשחררים אנרגיה כחלקיקי אור, המכונים פוטונים. מכיוון שהטמפרטורה תואמת לאנרגיה פנימית של אובייקטים, חפצים חמים יותר יפלטו פוטונים של אנרגיה גבוהה יותר. האנרגיה של פוטונים קובעת את אורך הגל, או הצבע, של האור; לפיכך, צבע האור הנפלט על ידי אובייקט הוא אינדיקציה לטמפרטורה. עם זאת, לא ניתן לראות תופעה זו עד שחפץ מתחמם במיוחד - כ -3,000 מעלות צלזיוס (5,432 מעלות פרנהייט) - מכיוון שטמפרטורות נמוכות יותר קורנות בספקטרום האינפרא אדום ולא בספקטרום הנראה לעין.
שמנמן שחור
הרעיון של גוף שחור חיוני למדידת הטמפרטורה של עצמים אסטרונומיים. גוף שחור הוא אובייקט תיאורטי הקולט בצורה מושלמת אנרגיה מכל אורכי הגל של האור. בנוסף, פליטת האור מגוף שחור אינה מושפעת מהרכב האובייקטים. המשמעות היא שאדם שחור מקרין אור על פי ספקטרום מסוים של צבעים התלוי אך ורק בטמפרטורת האובייקט. כוכבים אינם סחטנים אידיאליים, אך הם קרובים מספיק בכדי לאפשר קירוב מדויק של הטמפרטורה בהתבסס על אורכי גל פליטה.
אורכי גל רבים, פסגה אחת
תצפית חזותית פשוטה אינה חושפת את הטמפרטורה של כוכב מכיוון שהטמפרטורה קובעת את אורך הגל פליטה שיא, ולא את אורך גל הפליטה היחיד. כוכבים נראים בדרך כלל לבנבן מכיוון שספקטרום הפליטה שלהם מכסה מגוון רחב של אורכי גל, והעין האנושית מפרש תערובת של כל הצבעים כאור לבן. כתוצאה מכך, אסטרונומים משתמשים בפילטרים אופטיים שמבודדים צבעים מסוימים, ואז הם משווים את העוצמה של הצבעים המבודדים הללו כדי לקבוע את השיא המשוער של ספקטרום פליטת כוכבים.
מחומם על ידי כוכב
קשה יותר לקבוע טמפרטורות פלנטאריות מכיוון שמאפייני הקליטה והפליטה של כוכב לכת עשויים שלא להיות דומים מספיק למאפייני הקליטה והפליטה של גוף שחור. אטמוספירת כוכבי לכת וחומרי שטח יכולים לשקף כמויות משמעותיות של אור, וחלק מאנרגיית האור הנספגת נשמרת על ידי אפקט החממה. כתוצאה מכך, אסטרונומים מעריכים את הטמפרטורה של כוכב לכת מרוחק באמצעות חישובים מורכבים המהווים משתנים כמו הטמפרטורה של הכוכב הקרוב ביותר, מרחק כוכבי הלכת מהכוכב, אחוז האור המשתקף, הרכב האטמוספרה וסיבוב כוכבי הלכת מאפיינים.