Es hat für mich immer intuitiv Sinn gemacht, dass eine höhere Oberflächengravitation zu breiteren Spektrallinien eines Sterns führt, aber gestern wurde mir klar, dass ich keine physikalische Erklärung dafür habe, warum dies so ist. Warum ist das so?
Antworten:
Um im hydrostatischen Gleichgewicht zu sein, haben Atmosphären mit hoher Oberflächengravitation bei gleichen Temperaturen höhere Drücke. Das heißt, die Dichte von Atomen und Ionen ist höher.
Wenn die Partikeldichte höher ist, besteht eine größere Wahrscheinlichkeit von Wechselwirkungen zwischen den Partikeln. Insbesondere Kollisionen zwischen Atomen stören ihre Energieniveaus und verkürzen die Lebensdauer von Atomen in bestimmten Zuständen. Die Eigenfrequenzbreite ist proportional zum Kehrwert der Strahlungslebensdauer. Wenn diese Lebensdauer aufgrund häufiger Kollisions- (De-) Anregung verkürzt wird, wird die Lebensdauer verkürzt und die Frequenzbreite erhöht. Dies ist als Kollisionsverbreiterung bekannt .