Wie können wir Fraunhofer-Linien im Spektrum eines Sterns beobachten?

Wie ist es möglich, Fraunhofer-Linien im Emissionsspektrum eines beliebigen Sterns zu beobachten, da die Elemente, die die Strahlung absorbieren, unmöglich die gesamte Strahlung absorbieren können, die einer bestimmten Wellenlänge entspricht? Um zum Beispiel die Na 'D'-Linie im Spektrum der Sonne sehen zu können, sollte eine kleine Menge Na in der Sonne die gesamte Strahlung absorbieren, die der Wellenlänge der D-Linie entspricht. Warum ist es selbst bei sehr häufig vorkommenden Elementen wie H und He nicht möglich, dass zumindest ein Teil der Strahlung in ihren Absorptionsspektren entweicht und den Beobachter erreicht? Selbst wenn wir davon ausgehen, dass die gesamte ursprüngliche Strahlung durch Anregung von Elektronen absorbiert wird, ist es ihnen nicht möglich, schließlich abzuregen und dieselbe Strahlung zu emittieren (um genau zu sein, treten bei hohen Temperaturen keine Entregungen auf)? Wenn eines dieser Dinge passiert, sollten wir keine dunklen Linien im Spektrum der Sterne sehen können. Die meisten Quellen schreiben das Vorhandensein der Linien dem Vorhandensein der Elemente zu, gehen aber nicht auf die Einzelheiten ein, wie dies wirklich geschieht. Lass es mich wissen, bitte. Danke schön!

Ist nicht nur die Absorption frequenzspezifisch, die Emission der absorbierten Energie erfolgt über die normale thermische Schwarzkörperstrahlung, also bei allen möglichen anderen Frequenzen?
Ja, technisch gesehen sollte so Schwarzkörperstrahlung auftreten. Mein Zweifel ist, warum wir dann die Fraunhofer-Linien sehen?
Schwarzkörperstrahlung ist kein Mechanismus.

Antworten (1)

Absorptionslinien sind nicht schwarz. Sie haben Recht, dass noch etwas Strahlung in unsere Richtung austritt, sogar in den zentralen Wellenlängen der Natrium-D-Linien.

Das Vorhandensein von Absorptionslinien ist auf den Temperaturgradienten in der Sonne und das Schwarzkörper-Strahlungsfeld zurückzuführen T 4 .

Wenn wir uns in der solaren Photosphäre nach außen bewegen, reicht das integrierte Material über diesem Punkt irgendwann nicht mehr aus, um die meisten Photonen am Entweichen zu hindern. Dies ist eine Definition dessen, wo sich die Photosphäre befindet.

Die Tiefe dieses Punktes ist jedoch wellenlängenabhängig. Wenn wir eine „Kontinuums“-Wellenlänge betrachten, dann ist die Opazität relativ gering (dominiert durch H-Rekombination) und die austretende Strahlung stammt aus einer relativ tiefen Schicht. Wenn wir auf das Zentrum einer Na-D-Linie blicken, dann ist die Opazität hoch und die Emission kommt aus einer Region höher in der Photosphäre. Aufgrund des Temperaturgradienten ist die erstere Schicht heißer als die letztere. Und wegen der T 4 Abhängigkeit, Ersteres ist hell, während Letzteres vergleichsweise dunkel ist.

Beachten Sie, dass dieser Prozess funktioniert, weil es einen Temperaturgradienten gibt . Wenn dies nicht der Fall wäre, würden schließlich Atome, die Strahlung absorbieren, die absorbierten Photonen durch emittierte Photonen auffüllen, wenn sie den Übergang nach unten vollziehen. Erklärungen in Bezug auf eine Lampe hinter einer kalten Gaswolke sind für Sterne nicht angemessen, es sei denn, Sie erkennen an, dass die Lampe tatsächlich einer heißeren Schicht unter der kalten Wolke entspricht.

Danke für die Antwort!