Bir yıldızın tayfındaki hidrojen çizgilerinin normal konumlarına göre daha kısa dalga boylarına kaydığı gözlemleniyor. Bu yıldız için aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
A) Yıldız Dünya'dan uzaklaşmaktadırSevgili öğrenciler, bu soru yıldızların hareketini anlamak için kullandığımız önemli bir fizik ilkesi olan Doppler Etkisi ile ilgilidir. Gelin bu gözlemi adım adım inceleyelim:
Öncelikle, bir yıldızın tayfındaki (spektrumundaki) hidrojen çizgileri, yıldızın atmosferindeki hidrojen atomlarının belirli enerji seviyeleri arasında geçiş yaparken yaydığı veya soğurduğu ışığın karakteristik izleridir. Bu çizgilerin normal konumları, laboratuvar ortamında ölçülen referans dalga boylarına karşılık gelir.
Soruda, bu hidrojen çizgilerinin daha kısa dalga boylarına kaydığı belirtiliyor. Işık tayfında daha kısa dalga boylarına doğru kaymaya maviye kayma (blueshift) denir. Çünkü görünür ışık tayfında en kısa dalga boyları mavi ve mor renklere karşılık gelir.
Şimdi gelelim Doppler Etkisi'ne: Bir ışık kaynağı (bu durumda yıldız) bize doğru yaklaşıyorsa, yaydığı ışığın dalga boyları gözlemciye göre kısalır (frekansı artar). Eğer ışık kaynağı bizden uzaklaşıyorsa, yaydığı ışığın dalga boyları uzar (frekansı azalır).
Bu durumu günlük hayattan bir örnekle düşünebilirsiniz: Ambulansın siren sesi size yaklaşırken daha tiz (yüksek frekanslı), sizden uzaklaşırken daha pes (düşük frekanslı) duyulur. Işık için de benzer bir durum geçerlidir.
Yıldızın tayfındaki hidrojen çizgilerinin daha kısa dalga boylarına kayması (maviye kayma), yıldızın bize doğru hareket ettiğini, yani Dünya'ya yaklaştığını gösterir.
Bu bilgi ışığında seçenekleri değerlendirelim:
A) Yıldız Dünya'dan uzaklaşmaktadır: Eğer yıldız uzaklaşıyor olsaydı, tayf çizgileri daha uzun dalga boylarına (kırmızıya) kayardı. Bu durum gözlemimizle çelişir.
B) Yıldız Dünya'ya yaklaşmaktadır: Gözlemimiz olan "daha kısa dalga boylarına kayma" (maviye kayma), yıldızın bize yaklaştığını gösterir. Bu seçenektir.
C) Yıldızın sıcaklığı artmaktadır: Yıldızın sıcaklığı, tayfın genel enerji dağılımını ve en yoğun olduğu dalga boyunu etkiler (Wien Yasası). Ancak belirli tayf çizgilerinin konumundaki kaymayı doğrudan açıklamaz.
D) Yıldızın kütlesi azalmaktadır: Yıldızın kütlesindeki bir değişiklik, tayf çizgilerinin konumunda doğrudan böyle bir kaymaya neden olmaz.
Cevap B seçeneğidir.
