Bagaimana kita tahu jika suatu benda di-redshift?

Saya punya beberapa pertanyaan tentang pergeseran merah. Saya pikir dua yang pertama bertahan pada dua yang terakhir, tetapi jangan ragu untuk menunjukkan apa pun yang menurut Anda harus saya ketahui.

Bagaimana kita tahu kalau suatu benda benar-benar berubah warna, dan kita tidak hanya melihat spektrum bintang biasa?

Bagaimana kita bisa mengetahui sejauh mana bintang di-redshift?

Apakah para astronom memiliki spektrum baseline penuh yang mereka bandingkan dengan spektrum terukur? Atau apakah mereka hanya menggunakan spektrum hidrogen karena semua bintang kebanyakan adalah hidrogen?

Ada dua metode, satu lebih dapat diandalkan daripada yang lain (meskipun keduanya cukup bagus.)

Poin kunci: Semakin terang sebuah bintang, semakin banyak detail yang dapat kita lihat dalam spektrumnya - Anda dapat menganggapnya mampu memperbesar spektrum lebih banyak sehingga dapat melihat detail yang lebih baik. Ini juga memungkinkan kita untuk melihat garis yang lebih redup (tidak semua garis spektral sama kuatnya.)

Kami memiliki spektrum referensi yang sangat luas dari semua elemen dalam berbagai kondisi, jadi ketika sebuah bintang cukup terang kita melihat banyak garis spektral dan dapat mencocokkannya dengan referensi spektrum. Tidak ada dua elemen yang memiliki spektrum yang sama, jadi jika Anda dapat melihat banyak garis, Anda tidak dapat dengan mudah membingungkan satu sama lain.

Saat Anda dapat menjelaskan hampir semua garis dalam spektrum bintang oleh serangkaian elemen yang masuk akal dalam kelimpahan yang masuk akal dan semuanya dengan pergeseran merah yang sama, Anda memiliki kecocokan yang sangat, sangat andal, dan secara akurat mengetahui pergeseran merah objek.

Tetapi bintang yang jauh (dan galaksi) sangat redup sehingga spektra yang kita dapatkan memiliki resolusi sangat rendah dan hanya menunjukkan sedikit garis spektrum terkuat. Mereka sering dapat dicocokkan karena hidrogen sangat umum sehingga garis terkuat yang terlihat adalah garis hidrogen dan bahkan jika Anda hanya dapat melihat dua atau tiga dari mereka, jika mereka memiliki posisi relatif yang sama dengan garis hidrogen cerah, Anda dapat dengan aman mengidentifikasi mereka dan bacalah shift merah. Ini kurang dapat diandalkan, tetapi masih cukup dapat diandalkan sehingga jarang menjadi masalah.

Dalam kasus yang paling redup, Anda hanya dapat melihat satu baris. Anda memiliki gagasan yang sangat kasar tentang pergeseran merah dari kecerahan objek dan yang dapat Anda lakukan hanyalah mengasumsikan itu adalah garis hidrogen terkuat dan melihat apakah itu berada pada posisi yang kira-kira tepat mengingat jarak yang diambil dari kecerahan dan jenis objek. Ini berfungsi juga, tetapi masih kurang dapat diandalkan. (Sebagian besar karya asli Hubble hanya mengandalkan satu baris untuk objek yang lebih jauh, tetapi terbukti benar ketika diamati kemudian dengan peralatan yang jauh lebih baik.)