可視光ってどんな光ですか？

質問

赤外線天文学を勉強していて、次のような記述を見ました。

「宇宙で初めの頃に作られた星の光は、大きなドップラー効果の影響で、赤外線領域で観測されます。」

何故可視光が基準となるのでしょうか？

光のうち、可視光にある光が一番多いのですか？

回答No.9

rphnn150 · ベストアンサー

> を見て、6000Kの黒体放射は赤外線を放射する割合が小さいから見にく
>いかな、と思ったんです。

なるほど、確かに割合は小さいです。ただ、値はでかいです。放射が赤外線でピークとなる温度での放射より、桁で大きくなります。Black Bodyのスペクトルをみてもわかりますし、計算してみてもわかります。

あと、初期銀河を赤外線で観測しようとすると、観測する天体の生の放射は可視光なので、生の赤外線の明るさは効いてきません。

以上おせっかいでした。

お礼

＞ただ、値はでかいです。放射が赤外線でピークとなる温度での放射より、桁で大きくなります。Black Bodyのスペクトルをみてもわかりますし、計算してみてもわかります。

非常に勉強になります。ありがとうございます。
rphnn150さんのお話が聞けたおかげで理解が深まりました。

また機会があったらよろしくお願いしますm(__)m

回答No.8

rphnn150

蛇足の蛇足です。

僕は未熟モノですので、わかっている範囲のことを記述いたしました。参考になれば幸いです。

-----------------
初期銀河は遠いので、やはり一個一個の星は分解してみえないでしょう。（可視光でも赤外線でも）

>遠方だと波長が長くなるから、もっとも多く放射されている可視光領域より長波
>長側を観測するのですが、

赤方偏移は、主に波長の偏移が明確にわかる「輝線」というのを観測して測定します。（Hα線など）

>黒体放射で考えると波長によってはそのピークが恒星が見えなくなるくらいの
>低温にあるから、

黒体輻射のピークは、その（表面）温度で決定されます。計算式は
λT = 2.9 [mm*K]
です。恒星の（表面）温度によって、ピーク波長が変わります。先述のように、赤方偏移で観測するのは、例えば黒体輻射のピークではなく、輝線などです。

>銀河だとダストからの星形成など低温現象がたくさん起きてるから見える、

低温とはかぎりませんが、たしかに星間ダストは星のエネルギーを吸収し、それを赤外線で再放射しています。ですので、星形成が活発に起きていて星が強いエネルギーを出している領域では、ダストの再放射も強く観測されます。

なんとなく、「ダストよって星が覆われているので、銀河系外の銀河を観測しても星が観測できない」、とおっしゃっている気がしています。確かにそんな気がしますが、これが正しいとすると、同じくダストによって覆われている銀河系内の星も観測できません。ですが、実際観測できていますよね（ダストのせいで暗くなってはいるが）。やはり、望遠鏡の「目のよさ」に支配されています。（空間分解能、シーイング、検出器の感度 etc)

お礼

＞ダストよって星が覆われているので、銀河系外の銀河を観測しても星が観測できない

いえ、というよりも僕は#１のsanoriさんの回答にある、

http://www.keirinkan.com/kori/kori_earth/kori_earth_1_kaitei/conten...
を見て、6000Kの黒体放射は赤外線を放射する割合が小さいから見にくいかな、と思ったんです。

なんというか、例えば100マイクロメートルの遠赤外線で太陽を見ようとしても見えないんじゃないか、なんて思って。そしたらいくら望遠鏡の目の良さをよくしても見えないですよね。

でも実際はそんなこともないみたいですね。

ためになるお話をたくさんしていただきありがとうございます。

回答No.7

rphnn150

蛇足です。

みなさんの記述にあるように、星やその集団である銀河は様々な波長の光を放射しています。星や銀河の種類にもよりますが、これらは可視光を強く放射しています。
そのため、初期に作られた（せいぜい観測できるのは宇宙年齢の約半分の年齢の星や銀河らしいが。）星や銀河の光はドップラー効果(=赤方偏移）により、可視光より長い波長帯である"赤外線領域で主に"観測されるのです。

正確な記述ではないですが、質問者さんの言葉を借りれば、「星や銀河が放射する光のうち、可視光が特に多い」ので、”可視光が基準”といったニュアンスが生じたのかもしれません。

（余談） すでに述べられていましたが、赤方偏移の観測は可視光がメイン、というわけでもなく、例えば赤外線より長い波長、つまり「電波領域」でもおこなわれています。ここで観測するのは、過去の星や銀河（の周囲）が放射した電波です。電波は波長領域が長いので、過去の星や銀河が放射した電波は偏移で波長が伸びても、我々は「電波」を観測します。

最後はちょっとややこしいですかね。意味不明瞭なら無視してください。（電波天文学の本だったら、ちゃんと解説していると思います）

*望遠鏡の解像度、つまり「目の良さ」があまりよくなせいで、今のところ初めに作られた星は観測できていない。実際に観測できているのは、星などが集まった銀河である。

お礼

回答ありがとうございます。大変興味深く読ませていただきました。

ところで一つ気になるところがあります。

＞*望遠鏡の解像度、つまり「目の良さ」があまりよくなせいで、今のところ初めに作られた星は観測できていない。実際に観測できているのは、星などが集まった銀河である。

遠方の星が観測しにくい理由にはもちろんそれもあると思いますが、僕はそれよりも別の要因の方が強いんじゃないかと思います。
一番は観測波長を可視光領域からずらしているから、じゃないですかね？

遠方だと波長が長くなるから、もっとも多く放射されている可視光領域より長波長側を観測するのですが、黒体放射で考えると波長によってはそのピークが恒星が見えなくなるくらいの低温にあるから、というのが一番の理由で、銀河だとダストからの星形成など低温現象がたくさん起きてるから見える、と思ってたんですがどうでしょう？

読みにくい文章ですいません。皆さんのおかげでこの数日、自分が勉強していることの理解がだいぶ深まりました。
ありがとうございます。

回答No.6

noname#160321

>可視光にある光が一番多いのですか？
ただ単に電磁波の内人間に見えるので強調されているだけですね。
振動数の幅は凄く小さいです。
でも太陽光の中で生活する生物にとって「利用価値」が高いのでそこだけが強調されるのは合理的なことでしょう。

お礼

観測可能な天体現象のうち、可視光領域の光を発する現象が一番多かったら強調されてもいいんでしょうね。実際のところはどうなのかわかんないですが…

ありがとうございますm(__)m

回答No.5

kyo-mogu

赤方変位の事かな？
ドップラー効果により、光りの波長が伸びて赤外線の領域にまで達するという意味。特に可視光域にこだわっていなくて様々な波長の物で観測していると思いますよ。電波も紫外線もガンマー線も。それぞれ異なる性質なので観測機器も大きく成ったり様々です。可視光域とか赤外線のほうが簡単なのだと思いますが。

お礼

＞特に可視光域にこだわっていなくて様々な波長の物で観測していると思いますよ。

なるほど。納得しました。すっきりです。ありがとうございます。

この記述、
「宇宙で初めの頃に作られた星の光は、大きなドップラー効果の影響で、赤外線領域で観測されます。」
にばかり注目していましたが、たまたま赤外線観測衛星の話だったからなんですね。

これを読んだとき、宇宙初期のころの光の赤方偏移が６とか７あるとして、それが赤外で観測されるというのは可視光を基準にしてるんじゃないのか？と思ったんです。

今ちょっとsanoriさんの回答を読んで、恒星の表面温度(平均で7000Kという話をどこかで聞きました)をむしろ基準にしてるのかな、というのを思いました。
けど、宇宙初期の光が元々可視光(7000Kの恒星が発した光)だった光じゃなくてもいいわけですし、当然いろんな波長でも見てますよね。

ありがとうございます<(_ _)>

回答No.4

砲術長（@houjutucho）

あなたは、虹を見た事ありますよね？
あれは太陽光線が、水滴によって
各波長に別れる(スペクトル分解される)から
２～７色{世界の各国(地域)によって異なる}
と表現されるのです。
ここで赤外線についてですが
虹の赤の外側にある領域が
赤外線です。
但し、人間の目では
識別できないので、コンピュータ等の観測機器を使用して
観測するのです。

それを踏まえて
＞何故可視光が基準となるのでしょうか？
見えないモノを見る為には
それなりの設備が、必要となりますので
取り敢えず目に見えるモノを、観測する基準に
しているのでしょう。

お礼

ありがとうございます。
ただ、ご丁寧に回答を頂いたのに、質問が言葉足らずですいませんでした。

回答No.3

Tacosan

「赤外線」=「赤の外にある」→「可視光基準」と思ったんでしょうか. もしそうなら, #2 の通りです.
今の科学だと, 特に「可視光を基準にしている」という意識はなく, 単純に区別するために「赤外線」と呼んでいるはず.

お礼

言葉足らずですいませんでした。
ご回答ありがとうございます。

回答No.2

t_ohta

そもそも人間が目で見られる光から始まって、科学の進歩で目に見えない光（電磁波）が観測できるようになったため可視光を基準に言葉が出来ていったのではないでしょうか。

お礼

そういう考え方も出来るかも知れませんね。
ふむふむ。

ありがとうございます。

回答No.1

sanori

こんにちは。

恒星のスペクトルは、こんな感じです。
http://www.keirinkan.com/kori/kori_earth/kori_earth_1_kaitei/contents/ea-1/4-bu/4-2-1.files/image085.jpg
星の表面温度によって、ピークの場所が変わります。
太陽の表面温度は、６０００Ｋぐらいですから、０．５μｍ（５００ｎｍ）辺りがピークになります。
下記も参照。
http://www.asahi-net.or.jp/~rk7j-kndu/kisho/kishog/k22spectrum02.jpg
０．５μｍは、可視光の真ん中ぐらいです。

太陽より温度が高ければ、可視光よりも短い波長、すなわち、紫外領域の光が主となります。

＞＞＞何故可視光が基準となるのでしょうか？

基準にしているわけではありません。
波長が長くなった結果、たまたま可視光より波長の長い赤外領域が主になるということを言っているだけです。

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

なるほど。むしろ恒星の表面温度を基準にして考えてる感じですかね。

ありがとうございますm(__)m

補足

本来の使い方とちょっと違いますが、お礼の補足をしたいと思います。

sanoriさんには他の質問をした時にも回答を頂きましたが、いつもありがとうございます。助かっています。

いつかsanoriさんのご質問を見つけたら回答したいと思っています。難しいことは分からないのできついかもしれませんが、よろしくお願いします。
<(_ _)>