|
Светимость звезд.
Звезды вырабатывают и выбрасывают в открытый космос огромное количество энергии. Суммарная энергия, излучаемая звездой, называется светимостью. Светимость - полная энергия, излучаемая звездой в единицу времени и измеряется в абсолютных единицах (СИ — Вт; СГС — эрг/с) либо в единицах светимости Солнца (L⊙ = 3,827⋅1033 эрг/с = 3,827⋅1026 Вт). Светимость зависит от всех характеристик звезды и является одним из важнейших показателей. Светимость не зависит от расстояния до объекта и позволяет сравнивать между собой различные типы звёзд. Приближённо рассчитать светимость звезд возможно по формуле:
где R — радиус звезды, T — температура её фотосферы, σ — постоянная Стефана — Больцмана. Исходя из формулы, можно заметить, что светимость зависит от размера звезды и температуры ее фотосферы. Если подставить данные Солнца, можно рассчитать его светимость:
R – 695700000 м.
T – 5772 K.
π – 3,1414159265359
σ - 0,00000005670367
L⊙ = 4*3,1414159265359*6957000002*0,00000005670367*57724=3,827⋅1026 Вт
Так же для измерения светимости используют сопоставление силы света других звезд по отношению к силе света Солнца. Данный метод является более удобным и наглядным.
Таблица звезд главной последовательности.
|
Спектральный класс
|
Звезда
|
Температура (К)
|
Светимость (L/Lsun)
|
Масса (M/Msun)
|
Радиус (R/Rsun)
|
|
O9.5
|
β Ориона С
|
33000
|
30000
|
18.0
|
5.90
|
|
B0
|
β Южного Креста
|
30000
|
16000
|
16.0
|
5.70
|
|
B2
|
Спика
|
22000
|
8300
|
10.5
|
5.10
|
|
B5
|
Ахернар
|
15000
|
750
|
5.40
|
3.70
|
|
B8
|
Регул
|
12500
|
130
|
3.50
|
2.70
|
|
A0
|
Сириус А
|
9500
|
63
|
2.60
|
2.30
|
|
A2
|
Фомальгаут
|
9000
|
40
|
2.20
|
2.00
|
|
A5
|
Альтаир
|
8700
|
24
|
1.90
|
1.80
|
|
F5
|
Процион
|
6400
|
4,0
|
1.35
|
1.20
|
|
G0
|
α Центавра A
|
5900
|
1.45
|
1.08
|
1.05
|
|
G2
|
Солнце
|
5800
|
1.000
|
1.00
|
1.00
|
|
G5
|
μ Кассиопеи
|
5600
|
0.70
|
0.95
|
0.91
|
|
G8
|
τ Кита
|
5300
|
0.44
|
0.85
|
0.87
|
|
K0
|
Поллукс
|
5100
|
0.36
|
0.83
|
0.83
|
|
K2
|
ε Эридана
|
4830
|
0.28
|
0.78
|
0.79
|
|
K5
|
α Центавра B
|
4370
|
0.18
|
0.68
|
0.74
|
|
M2
|
Лаланд 21185
|
3400
|
0.03
|
0.33
|
0.36
|
|
M4
|
Росс 128
|
3200
|
0.0005
|
0.20
|
0.21
|
|
M6
|
Вольф 359
|
3000
|
0.0002
|
0.10
|
0.12
|
У звезд есть ряд схожих параметров, которые можно спутать со светимостью.
- Видимая звездная величина или блеск (m) – безразмерная числовая характеристика яркости объекта, измеряется условными единицами. Чем ярче видно объект наблюдателю, тем меньше значение звездной величины. Как пример можно сравнить звездную величину Солнца (-26.7), звезды Арктур (-0.05) и звезды Спика (+1,04) при наблюдении с Земли. На самом же деле Арктур в 210 раз ярче Солнца и в 25 раз больше, а Спика в 8300 раз ярче и больше в 5 раз. Арктур и Спика расположены от Земли на огромном удалении, поэтому они кажутся не такими яркими. Видимая звездная величина используется при наблюдениях с Земли, упрощая классификацию и поиск звезд на ночном небосводе.
- Абсолютная заездная величина (М) - видимая звёздная величина объекта, если бы он был расположен на расстоянии 10 парсек от наблюдателя. В основном используется болометрическая абсолютная величина. Она учитывает полное излучение во всех диапазонах электромагнитных волн. Для Солнца болометрическая абсолютная величина составляет +4,7, для Арктура −0,38.
При всей схожести с вышеперечисленными параметрами светимость является самой информативной и универсальной характеристикой. Она позволяет узнать размер, массу и даже интенсивность ядерных реакций.
Звезда Арктур. Фото получено на любительском телескопе.
Основным источником излучения звезд является процесс термоядерных реакций. Более легкие атомы водорода под давлением гравитации синтезируются в более тяжелые атомы гелия. В процессе реакции синтеза высвобождается огромное количество энергии. В более массивных звездах вместе с водородом горит так же гелий, который превращается в углерод, далее углерод в кислород, кислород в кремний, кремний в железо. Чем тяжелее элемент и больше масса звезды, тем больше выделяется энергии при его горении. Помимо термоядерных реакций на силу излучения звезды так же оказывает влияние ее размер или площадь излучения. Ярким примером служит звезда Альдебаран. Температура фотосферы Солнца на 40 процентов выше, а размер на 40 % меньше, чем у Альдебарана. В результате, за счет своих размеров, светимость Альдебарана в 150 раз больше, чем светимость нашего Солнца.
В силу своей информативности, светимость используется во многих классификационных схемах и диаграммах, в которых астрономы сравнивают звезды. Она довольно точно отражает энергию и площадь поверхности (размер) звезды.
Главная страница раздела
|
