第17章星の光を分析するAnalyzing Starlight

What two factors determine how bright a star appears to be in the sky?

星が空でどれほど明るく見えるかを決める二つの要因は何か。

Explain why color is a measure of a star’s temperature.

色が恒星の温度の指標になる理由を説明しよう。

What is the main reason that the spectra of all stars are not identical? Explain.

恒星のスペクトルがすべて同じではない主な理由は何か。説明しよう。

What elements are stars mostly made of? How do we know this?

恒星は主にどの元素からできているか。それはどうしてわかるのか。

What did Annie Cannon contribute to the understanding of stellar spectra?

アニー・キャノンは、恒星スペクトルの理解にどのような貢献をしたか。

Name five characteristics of a star that can be determined by measuring its spectrum. Explain how you would use a spectrum to determine these characteristics.

スペクトルの測定からわかる恒星の性質を五つ挙げ、それぞれをどう求めるか説明しよう。

How do objects of spectral types L, T, and Y differ from those of the other spectral types?

L、T、Y型の天体は、ほかのスペクトル型の天体とどう違うか。

Do stars that look brighter in the sky have larger or smaller magnitudes than fainter stars?

空で明るく見える星の等級は、暗い星の等級より大きいか、小さいか。

The star Antares has an apparent magnitude of 1.0, whereas the star Procyon has an apparent magnitude of 0.4. Which star appears brighter in the sky?

アンタレスの見かけの等級は1.0、プロキオンの見かけの等級は0.4である。空で明るく見えるのはどちらか。

Based on their colors, which of the following stars is hottest? Which is coolest? Achernar (blue), Betelgeuse (red), Capella (yellow).

色に基づくと、次の星で最も高温なのはどれか。最も低温なのはどれか。アケルナル（青）、ベテルギウス（赤）、カペラ（黄）。

Order the seven basic spectral types from hottest to coldest.

七つの基本的なスペクトル型を、高温から低温の順に並べよう。

What is the defining difference between a brown dwarf and a true star?

褐色矮星と本当の恒星を区別する決定的な違いは何か。

If the star Sirius emits 23 times more energy than the Sun, why does the Sun appear brighter in the sky?

シリウスが太陽の23倍のエネルギーを放出するのに、空では太陽のほうが明るく見えるのはなぜか。

How would two stars of equal luminosity—one blue and the other red—appear in an image taken through a filter that passes mainly blue light? How would their appearance change in an image taken through a filter that transmits mainly red light?

光度が等しく、一方が青、もう一方が赤の2個の恒星は、主に青い光を通すフィルター越しに撮影すると、どう見えるだろうか。主に赤い光を通すフィルター越しの画像では、その見かけはどう変わるだろうか。

Table 17.2 lists the temperature ranges that correspond to the different spectral types. What part of the star do these temperatures refer to? Why?

表17.2には、各スペクトル型に対応する温度範囲が示されている。これらは恒星のどの部分の温度か。それはなぜか。

Suppose you are given the task of measuring the colors of the brightest stars, listed in Appendix J, through three filters: the first transmits blue light, the second transmits yellow light, and the third transmits red light. If you observe the star Vega, it will appear equally bright through each of the three filters. Which stars will appear brighter through the blue filter than through the red filter? Which stars will appear brighter through the red filter? Which star is likely to have colors most nearly like those of Vega?

付録Jに載っている明るい恒星の色を、三つのフィルターで測る課題を与えられたとする。最初のフィルターは青、2番目は黄、3番目は赤の光を通す。ベガを観測すると、どのフィルター越しでも同じ明るさに見える。赤のフィルター越しより、青のフィルター越しのほうが明るく見える星はどれか。赤のフィルター越しのほうが明るく見える星はどれか。ベガに最も近い色になりそうな星はどれか。

Star X has lines of ionized helium in its spectrum, and star Y has bands of titanium oxide. Which is hotter? Why? The spectrum of star Z shows lines of ionized helium and also molecular bands of titanium oxide. What is strange about this spectrum? Can you suggest an explanation?

星Xのスペクトルには電離ヘリウムの線があり、星Yには酸化チタンの吸収帯がある。どちらが高温か。なぜか。星Zのスペクトルには、電離ヘリウムの線と酸化チタン分子の吸収帯の両方がある。このスペクトルの何がおかしいか。説明を考えられるだろうか。

The spectrum of the Sun has hundreds of strong lines of nonionized iron but only a few, very weak lines of helium. A star of spectral type B has very strong lines of helium but very weak iron lines. Do these differences mean that the Sun contains more iron and less helium than the B star? Explain.

太陽のスペクトルには、電離していない鉄の強い線が数百本あるが、ヘリウムの線はごく弱いものが数本しかない。B型星には非常に強いヘリウムの線があるが、鉄の線は非常に弱い。この違いは、太陽がB型星より多くの鉄と、少ないヘリウムを含むという意味だろうか。説明しよう。

What are the approximate spectral classes of stars with the following characteristics?

次の性質をもつ恒星の、おおよそのスペクトル型は何か。

Look at the chemical elements in Appendix K. Can you identify any relationship between the abundance of an element and its atomic weight? Are there any obvious exceptions to this relationship?

付録Kの化学元素を見て、元素の存在量と原子量の間に関係を見いだせるだろうか。この関係には、明らかな例外があるだろうか。

Appendix I lists some of the nearest stars. Are most of these stars hotter or cooler than the Sun? Do any of them emit more energy than the Sun? If so, which ones?

付録Iには、最も近い恒星の一部が載っている。その大部分は太陽より高温か、低温か。太陽より多くのエネルギーを放出するものはあるか。あるならどの星か。

Appendix J lists the stars that appear brightest in our sky. Are most of these hotter or cooler than the Sun? Can you suggest a reason for the difference between this answer and the answer to the previous question? (Hint: Look at the luminosities.) Is there any tendency for a correlation between temperature and luminosity? Are there exceptions to the correlation?

付録Jには、私たちの空で最も明るく見える恒星が載っている。その大部分は太陽より高温か、低温か。この答えと前問の答えが違う理由を考えられるだろうか。ヒント：光度を見よう。温度と光度の間には相関の傾向があるか。その相関に例外はあるか。

What star appears the brightest in the sky (other than the Sun)? The second brightest? What color is Betelgeuse? Use Appendix J to find the answers.

太陽を除き、空で最も明るく見える恒星は何か。2番目は何か。ベテルギウスは何色か。付録Jから答えを探そう。

Suppose hominids one million years ago had left behind maps of the night sky. Would these maps represent accurately the sky that we see today? Why or why not?

100万年前のヒト科の生物が夜空の地図を残していたとする。その地図は、今日私たちが見る空を正確に表しているだろうか。そう考える理由を述べよう。

Why can only a lower limit to the rate of stellar rotation be determined from line broadening rather than the actual rotation rate? (Refer to Figure 17.14.)

スペクトル線の広がりから、実際の自転速度ではなく、その下限しか求められないのはなぜか。図17.14を参照しよう。

Why do you think astronomers have suggested three different spectral types (L, T, and Y) for the brown dwarfs instead of M? Why was one not enough?

天文学者が褐色矮星に対して、M型の代わりにL、T、Yという三つの異なるスペクトル型を提案したのは、なぜだと思うか。一つでは足りなかったのはなぜか。

Sam, a college student, just bought a new car. Sam’s friend Adam, a graduate student in astronomy, asks Sam for a ride. In the car, Adam remarks that the colors on the temperature control are wrong. Why did he say that?

大学生のサムが新車を買ったばかりである。友人で天文学専攻の大学院生アダムが、サムに乗せてもらうよう頼んだ。車内でアダムは、温度調節器の色が間違っていると言った。なぜそう言ったのだろうか。

Would a red star have a smaller or larger magnitude in a red filter than in a blue filter?

赤い恒星の等級は、青いフィルターで測った場合に比べ、赤いフィルターで測ると小さくなるか、大きくなるか。

Two stars have proper motions of one arcsecond per year. Star A is 20 light-years from Earth, and Star B is 10 light-years away from Earth. Which one has the faster velocity in space?

2個の恒星の固有運動は、どちらも毎年1角秒である。星Aは地球から20光年、星Bは10光年の距離にある。宇宙空間での速度が大きいのはどちらか。

Suppose there are three stars in space, each moving at 100 km/s. Star A is moving across (i.e., perpendicular to) our line of sight, Star B is moving directly away from Earth, and Star C is moving away from Earth, but at a 30° angle to the line of sight. From which star will you observe the greatest Doppler shift? From which star will you observe the smallest Doppler shift?

宇宙に3個の恒星があり、どれも100 km/sで動いているとする。星Aは視線を横切る方向、すなわち視線と垂直に動く。星Bは地球からまっすぐ遠ざかる。星Cも地球から遠ざかるが、視線と30°をなす方向へ動く。最も大きなドップラーシフトが観測されるのはどの星か。最も小さいのはどの星か。

What would you say to a friend who made this statement, “The visible-light spectrum of the Sun shows weak hydrogen lines and strong calcium lines. The Sun must therefore contain more calcium than hydrogen.”?

友人が「太陽の可視光スペクトルでは水素の線が弱く、カルシウムの線が強い。だから太陽には水素よりカルシウムが多いはずだ」と言ったら、どう答えるだろうか。