Charakterystyka ciał niebieskich może być bardzo myląca. Tylko gwiazdy mają jasność pozorną, absolutną, jasność i inne parametry. Postaramy się uporać z tym drugim. Jaka jest jasność gwiazd? Czy ma to coś wspólnego z ich widocznością na nocnym niebie? Jaka jest jasność Słońca?
Natura gwiazd
Gwiazdy to bardzo masywne ciała kosmiczne, które emitują światło. Powstają z gazów i pyłów w wyniku ściskania grawitacyjnego. Wewnątrz gwiazd znajduje się gęste jądro, w którym zachodzą reakcje jądrowe. Sprawiają, że gwiazdy świecą. Główne cechy opraw to widmo, wielkość, jasność, jasność, struktura wewnętrzna. Wszystkie te parametry zależą od masy danej gwiazdy i jej składu chemicznego.
Głównymi "konstruktorami" tych ciał niebieskich są hel i wodór. W mniejszej ilości w stosunku do nich może być zawarty węgiel, tlen i metale (mangan, krzem, żelazo). Najwięcej wodoru i helu mają młode gwiazdy, z czasem ich proporcje maleją, ustępując miejsca innym pierwiastkom.
Niewewnętrzne obszary gwiazdy, środowisko jest bardzo „gorące”. Temperatura w nich sięga kilku milionów kelwinów. Istnieją reakcje ciągłe, w których wodór jest przekształcany w hel. Na powierzchni temperatura jest znacznie niższa i sięga tylko kilku tysięcy kelwinów.
Jaka jest jasność gwiazd?
Reakcjom fuzji wewnątrz gwiazd towarzyszą uwalnianie energii. Jasność jest również nazywana wielkością fizyczną, która dokładnie odzwierciedla ilość energii wytwarzanej przez ciało niebieskie w określonym czasie.
Często jest mylony z innymi parametrami, takimi jak jasność gwiazd na nocnym niebie. Jednak jasność lub pozorna wartość to przybliżona charakterystyka, która nie jest w żaden sposób mierzona. Jest to w dużej mierze związane z odległością oprawy od Ziemi i opisuje jedynie, jak dobrze gwiazda jest widoczna na niebie. Im mniejsza liczba tej wartości, tym większa jej jasność pozorna.
W przeciwieństwie do tego, jasność gwiazd jest obiektywnym parametrem. Nie zależy to od tego, gdzie jest obserwator. To cecha gwiazdy, która określa jej moc energetyczną. Może się zmieniać w różnych okresach ewolucji ciała niebieskiego.
W przybliżeniu jasność, ale nie identyczna, jest jasnością bezwzględną. Oznacza jasność gwiazdy widoczną dla obserwatora z odległości 10 parseków lub 32,62 lat świetlnych. Jest powszechnie używany do obliczania jasności gwiazd.
Wyznaczanie jasności
Ilość energii emitowanej przez ciało niebieskie jest określana w watach (W), dżulach na sekundę(J/s) lub w ergach na sekundę (erg/s). Istnieje kilka sposobów na znalezienie wymaganego parametru.
Można to łatwo obliczyć za pomocą wzoru L=0, 4(Ma -M), jeśli znasz bezwzględną wartość pożądanej gwiazdy. Tak więc łacińska litera L oznacza jasność, litera M to jasność absolutna, a Ma to jasność absolutna Słońca (4,83 Ma).
Inny sposób wymaga większej wiedzy na temat oprawy. Jeśli znamy promień (R) i temperaturę (Tef) jego powierzchni, to jasność możemy wyznaczyć ze wzoru L=4pR 2sT4ef. Łacińskie s w tym przypadku oznacza stabilną wielkość fizyczną - stałą Stefana-Boltzmanna.
Jasność naszego Słońca wynosi 3,839 x 1026 Watów. Dla prostoty i jasności naukowcy zwykle porównują jasność ciała kosmicznego z tą wartością. Tak więc istnieją obiekty tysiące lub miliony razy słabsze lub silniejsze niż Słońce.
Klasy jasności gwiazdy
Aby porównać gwiazdy między sobą, astrofizycy używają różnych klasyfikacji. Są one podzielone według widm, rozmiarów, temperatur itp. Ale najczęściej, aby uzyskać pełniejszy obraz, kilka cech jest używanych jednocześnie.
Istnieje centralna klasyfikacja Harvardu oparta na widmach emitowanych przez oprawy oświetleniowe. Wykorzystuje litery łacińskie, z których każda odpowiada określonemu kolorowi promieniowania (O-niebieski, B - biało-niebieski, A - biały itp.)
Gwiazdy o tym samym widmie mogą mieć różnejasność. Dlatego naukowcy opracowali klasyfikację Yerka, która uwzględnia również ten parametr. Oddziela je świetlistością, w oparciu o ich bezwzględną wielkość. Jednocześnie każdemu typowi gwiazdy przypisane są nie tylko litery widma, ale także liczby odpowiedzialne za jasność. Więc przydziel:
- hipergianty (0);
- najjaśniejsze nadolbrzymy (Ia+);
- jasne nadolbrzymy (Ia);
- normalne nadolbrzymy (Ib);
- jasni olbrzymy (II);
- normalne olbrzymy (III);
- podgiganci (IV);
- karły sekwencji głównej (V);
- podkarły (VI);
- białe karły (VII);
Im większa jasność, tym mniejsza wartość wartości bezwzględnej. W przypadku olbrzymów i nadolbrzymów jest to oznaczone znakiem minus.
Zależność między wartością bezwzględną, temperaturą, widmem i jasnością gwiazd przedstawia diagram Hertzsprunga-Russella. Został przyjęty w 1910 roku. Diagram łączy klasyfikacje Harvardu i Yorku i pozwala na bardziej holistyczne rozważenie i klasyfikację opraw oświetleniowych.
Różnica w jasności
Parametry gwiazd są ze sobą silnie powiązane. Na jasność ma wpływ temperatura gwiazdy i jej masa. I w dużej mierze zależą od składu chemicznego gwiazdy. Masa gwiazdy staje się tym większa, im mniej zawiera ona ciężkich pierwiastków (cięższych niż wodór i hel).
Nadolbrzymy i różne nadolbrzymy mają największe masy. Są najpotężniejszymi i najjaśniejszymi gwiazdami we wszechświecie, ale jednocześnie są najrzadsze. Wręcz przeciwnie, krasnoludy mają niewielką masę ijasność, ale stanowią około 90% wszystkich gwiazd.
Najmasywniejszą znaną obecnie gwiazdą jest niebieski hiperolbrzym R136a1. Jego jasność przewyższa słoneczną o 8,7 miliona razy. Gwiazda zmienna w konstelacji Łabędzia (P Cygnus) przewyższa jasność Słońca 630 000 razy, a S Doradus przekracza ten parametr 500 000 razy. Jedna z najmniejszych znanych gwiazd, 2MASS J0523-1403, ma jasność 0,00126 Słońca.
