hoe zie je een sterke pulserende lichtbron in de ruimte zich uitbreiden?

[HansH]

Ik weet niet of deze vraag als eens is langs geweest, kon het zo snel niet vinden.
Als een sterke lichtpuls ontstaat die in staat is de omgeving de doen oplichten door bv het aanwezige gas dan is het interessant te weten hoe je dat verschijnsel vanaf aarde waar zou nemen.

Stel je een bolvormige ster explosie voor met een ster op 1 lichtjaar vanaf ons. Je zou dan kunnen denken dat je een bolvormige uitbreiding ziet van het licht rondom de ster alle kanten op. Maar als ik er even verder over nadenk dan kan dat volgens mij niet omdat je als het ware terugkijkt in de tijd.
Dus als je de eerste effecten ziet van de explosie dan is het licht via het kortste pad naar ons toegekomen en heeft onderweg het gas verlicht en dat gas heeft ook licht uitgezonden waarvan je uiteindelijk alles tegelijk als eerste op aarde ziet.

ontpl1.gif (3.83 KiB) 2615 keer bekeken

op het moment van de ontploffing

volgens mij zie je dan al het licht tegelijk van een stuk ruimte ter grootte van een streep met lengte van 1 lichtjaar na 1 jaar

na 1.25 jaar zie je het licht van een ellipsvormig deel van het heelal

na 1.5 jaar idem, maar dan groter deel

hier een link naar een film van zoiets

klopt mijn idee of heeft iemand opmerkingen of anders?
volgens mij zie je op het filmpje dit heel mooi, nl op het moment van de flits zie je nog geen golven rondom de ster terwijl dat stuk veel dichter bij de ster zit dan de afstand van de ster tot de aarde.

[wnvl1]

Het lijkt mij dat je de principes zoals toegepast bij diffractie hier wil toepassen. Ik meen dat dit op zich niet verkeerd is, maar dat dit uiteindelijk tot het zelfde resultaat leidt als wanneer je eenvoudigweg de golffronten laat vertrekken vanuit de pulserende lichtbron.

[HansH]

Het lijkt mij dat je de principes zoals toegepast bij diffractie hier wil toepassen. Ik meen dat dit op zich niet verkeerd is, maar dat dit uiteindelijk tot het zelfde resultaat leidt als wanneer je eenvoudigweg de golffronten laat vertrekken vanuit de pulserende lichtbron.

nee dit heeft niets met diffractie te maken. Het is puur het effect van een eindige lichtsnelheid waardoor licht wat zich bolvormig uitbreidt en zich dan verraadt doordat het gas aanstraalt wat dan oplicht. het licht van het oplichtende gas bereikt je dan via een omweg waardoor het langer duurt voordat het jou bereikt dan het directe licht van de explosie. (in dit geval doe ik even alsof dat een enkele lichtflits is)

Het eerste licht wat je kunt zien komt van een de kortst mogelijke verbindingslijn, het 3e plaatje. licht wat van de bron komt kan dan gas laten oplichten ergens op die lijn en dat licht bereikt ons dan op hetzelfde moment als het licht van de bron, dus wat je dan ziet is al het licht in 1 keer van die hele lijn als een flits.

Maar een tijdje later kan ook indirect licht van een grotere afstand jou bereiken. als die mogelijke posities van waaruit het licht van het oplichtende gas van de bolvormige lichtuitbreiding tgv de oorspronkelijke lichtpuls van de ontploffing jou kan bereken geven een pad met een zelfde totale lengte.
bv 1.1 lichtjaar als de afstand van de bron tot ons bv 1 lichtjaar is en je kijkt 0.1 lichtjaar nadat het eerste licht jou heeft bereikt. al die paden samen vormen dan een 3d ellips zoals getekend in het 4e plaatje.
Hoe langer je wacht hoe groter die ellips wordt.
Wat je dus feitelijk ziet is volgens mij dan niet een bolvormige uitbreiding van het licht, maar een ellipsvormige uitbreiding waarbij de vorm van de ellips begint als een streep en daarna steeds groter wordt.
dat is hoe de plaatjes geconstrueerd zijn.

[HansH]

ps de ellips is dan rotatie symmetrisch rondom de x-as dus geeft cirkelvormige doorsnedes.

[HansH]

kom nu net dit tegen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Light_echo

[jkien]

Ik vraag me wel af welke delen van de stofwolk het helderste strooilicht naar de aarde toe sturen. Stel dat het stof uniform verdeeld is in een bol rondom de ster, met een straal van 0,3 parsec, zoals in onderstaande figuur. De schijnbare diameter van de stofwolk is slechts 2 boogminuten, dus de ellipsoiden zijn te vereenvoudigen tot paraboloiden. Dan zal A het helderste deel zijn van paraboloide a, omdat de paraboloide daar de kleinste hoek maakt met de kijkrichting vanaf aarde.

Bron: figuur uit dit artikel over RS-Puppis (2008). De rode lijntjes en letters zijn een toevoeging van mij.

[HansH]

Ik vraag me wel af welke delen van de stofwolk het helderste strooilicht naar de aarde toe sturen.

Dat zal zeker meespelen. Als je kijkt naar hoe het licht uitbreidt dan is de schijnbare snelheid (= hoe de ellipsen uitbreiden in de richting vanaf de ontploffing) voor zover ik het zie groter dan c als het licht naar je toekomt (zelfs oneindig als het recht naar je toekomt) en kleiner dan c als het van je afgaat. Dus aan de schijnbare lichtsnelheid zou je dan misschien kunnen afleiden uit welk deel het afkomstig is op basis van helderheid.
Maar dan moet het stof wel gelijkmatig verdeeld zijn en dat is natuurlijk niet zo.

[jkien]

In de titel en het startbericht van dit topic was de centrale vraag "hoe zie je een sterke pulserende lichtbron in de ruimte zich uitbreiden?". Ik was daarom op zoek naar een verklaring waarom de youtube-video van de Hubble-animatie na de centrale flits een uitdijende lichtcirkel laat zien waarvan de omtrek licht geeft, maar niet het binnengebied.
In jouw reactie lijk je meer geinteresseerd te zijn in de schijnbare uitbreidingssnelheid van de lichtcirkel op de Hubble-animatie. Kun je concreet uitrekenen hoe groot die snelheid is in jouw model?

[HansH]

In de titel en het startbericht van dit topic was de centrale vraag "hoe zie je een sterke pulserende lichtbron in de ruimte zich uitbreiden?". Ik was daarom op zoek naar een verklaring waarom de youtube-video van de Hubble-animatie na de centrale flits een uitdijende lichtcirkel laat zien waarvan de omtrek licht geeft, maar niet het binnengebied.

ik denk dat dat komt omdat die lichtcirkel de doorsnijding is van de ellipsoide met het vlak waarin het sterrenstof zit. Daarbuiten (dus voor en achter dat vlak) zit denk ik veel minder stof dus zie je dat niet oplichten.

[HansH]

In jouw reactie lijk je meer geinteresseerd te zijn in de schijnbare uitbreidingssnelheid van de lichtcirkel op de Hubble-animatie. Kun je concreet uitrekenen hoe groot die snelheid is in jouw model?

Ik probeerde meer mee te denken naar het antwoord op jouw vraag naar een manier om te kijken waar het helderste stooilicht zit. vandaar dat ik kwam op bepaling daarvan op basis van verschillende schijnbare uitbreidings snelheid. Je kunt dat wel berekenen door het snijpunt te bepalen van de ellips met de lijn vanaf de bron in een bepaalde richting. en dan te kijken hoe dat snijpunt verplaatst als functie van de tijd. zou ik even voor moeten gaan zitten.

[Xilvo]

ik denk dat dat komt omdat die lichtcirkel de doorsnijding is van de ellipsoide met het vlak waarin het sterrenstof zit.

Ga je uit van een vlak met stof of een bol met stof?

[HansH]

Ga je uit van een vlak met stof of een bol met stof?

dat blijft gissen natuurlijk. maar omdat je redelijk constant uitbreidende cirkels ziet zou ik meer aan een vlak denken dan aan een bol.

[jkien]

En het vlak met stof van RS Puppis staat dan vermoedelijk loodrecht op de kijkrichting vanaf aarde, omdat dat voortvloeit uit antropocentrische principes?

[HansH]

Als je maar belangrijk genoeg bent luisteren zelfs de sterren naar je, maar even zonder gekheid: natuurlijk kan het ook een vlak in een andere richting zijn, maar dan moet je het kunnen zien omdat de snelheid van de uitbreidende golven dan richtingsafhankelijk zou moeten zijn.

[Xilvo]

Ik denk dat het geen vlak en geen bol is maar een bolschil

Waarschijnlijk veegt de straling van de ster z'n directe omgeving schoon.
Bovendien zou je bij een stofbol met uniforme dichtheid veel meer licht vlak bij de ster moeten zien, omdat de intensiteit van de puls/flits daar zoveel hoger is.