천체 물리학 서론 13단원 연습문제 답안

17. (가) 칼슘, 마그네슘, 헬륨, 수소 등의 들뜸과 이온화 퍼텐셜에너지(표 8-3)를 사용하여 그림 13-6에서 보는 것처럼 분광형이 다른 별들에 대해 이 네 가지 원소들의 중성원자와 일차 이온화된 원자가 만드는 흡수선의 상대적 세기를 설명하시오. 온도가 낮은 별에서는 의 세기가 문제에서 제시된 원소의 흡수선 중에서 가장 세다. 온도가 높아지면 선의 흡수선 스펙트럼이 더욱 두드러지며, 온도가 계속 높아지면, 선의 세기가 더욱 세어진다. 이 과정에서 선이 강해지다가 약해진다. 온도가 계속 높아지면, 선의 상대적 세기는 감소하며 의 스펙트럼의 세기가 세지며, 온도가 더욱 높아지면, 이온화 에너지가 큰 선 스펙트럼의 세기가 두드러진다. (나) 고온의 형별과 저온의 형별이 약한 수소의 흡수선을 갖는 까닭은 무엇인가? 온도에 따라 방출되는 선 스펙트럼의 종류는 다르다. 원래 발머선 흡수가 제대로 일어나기 위해서는 전자가 두 번째 껍질(제 2오비탈) 위치에 도달하여야 한다. 하지만, 형별의 경우는 온도가 매우 높아 두 번째 껍질보다 더욱 높은 준위에 전자가 도달하므로 수소 발머 흡수선을 가지기 힘들며, 형별의 경우에는 온도가 너무 낮아 전자가 거의 가 아닌 로 천이해버리기 때문에 마찬가지로 수소 발머 흡수선을 관측하기 어렵다.