지구과학1 질문(시선속도/파장)

Question

중심별이 T1 ->T3로 갈 때 "파장이 점차 짧아진다"는데 그 이유가

T1 ->T2구간에선 계속 적색편이인데 그 순간의 적색편이 정도보다 점점 덜해져서? 이고 T2 ->T3구간에선 그냥 청색편이여서인건가요?

근데 T1 ->T2에서도 절대적인 거리는 멀어지는 건데 어떻게 파장이 줄어들수있죠? 아님 처음부터 '파장이 늘어난다 = 적색편이다' 이게 아닌건가요

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Answer 1

안녕하세요. 이용준 전문가입니다.

혼동을 일으킨 것은 편이와 파장의 변화가 다르기 때문입니다.

적색 편이와 청색 편이에 대해 설명 드리겠습니다. 적색 편이와 청색 편이는 광원의 상대적 운동에 따라 관측자에게 나타나는 현상입니다. 적색 편이는 원래의 파장보다 길어지는 것이고, 청색 편이는 원래의 파장보다 짧아지는 것입니다.

편이의 정도는 광원의 시선 방향의 속도에 따라 달라지는데 속도가 증가할수록 증가합니다. 시선 속도는 물체의 운동 속도 중 시선 방향의 소도를 말합니다. 그림에서 T0와 T2일 때는 별이 시선 방향에 대해 수직하게 움직이므로 시선 속도가 0입니다. 시선 속도는 실제 속도의 벡터 분석으로 알 수 있는데, T0에서 T2로 가는 동안 시선 속도는 T1까지는 증가하다가 T1에서 T2로 가는 동안은 감소합니다. 따라서 파장은 T0에서 T2까지는 모두 원래의 파장보다는 긴 적색 편이를 보이지만 적새 편이가 최대인 지점은 T2입니다. 따라서 T0~T1은 파장이 길어져 T2에서 최대가 되고, T1~T2는 파장이 짧아져 T2에서는 다시 원래의 파장이 됩니다. T2~T0는 반대로 T2~T3는 시선 속도(접근)가 증가하여 T3에서 최대가 되고, T3~T0는 감소하여 T0에서는 0이 됩니다.

정리해드리면 T0~T2는 적색 편이, T2~T0는 청색 편이, T1~T3는 파장 증가, T3~T1은 파장 감소입니다.

도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.