Az égitestek jellemzése nagyon zavaró lehet. Csak a csillagoknak van látszólagos, abszolút magnitúdója, fényessége és egyéb paraméterei. Ez utóbbival igyekszünk foglalkozni. Mekkora a csillagok fényereje? Van ennek valami köze a láthatóságukhoz az éjszakai égbolton? Mekkora a Nap fényereje?
Csillagok természete
A csillagok nagyon nagy tömegű kozmikus testek, amelyek fényt bocsátanak ki. Gázokból és porból jönnek létre, gravitációs összenyomás eredményeként. A csillagok belsejében egy sűrű mag található, amelyben nukleáris reakciók mennek végbe. Ragyogtatják a csillagokat. A világítótestek fő jellemzői a spektrum, a méret, a fényesség, a fényerő, a belső szerkezet. Mindezek a paraméterek egy adott csillag tömegétől és kémiai összetételétől függenek.
Ezeknek az égitesteknek a fő "építői" a hélium és a hidrogén. Azokhoz képest kisebb mennyiségben szén, oxigén és fémek (mangán, szilícium, vas) is előfordulhatnak. A fiatal csillagokban van a legtöbb hidrogén és hélium, idővel arányuk csökken, átadva helyét más elemeknek.
Jaja csillag belső régiói, a környezet nagyon "forró". A hőmérséklet bennük eléri a több millió kelvint. Folyamatos reakciók zajlanak, amelyek során a hidrogén héliummá alakul. A felszínen a hőmérséklet sokkal alacsonyabb, és csak néhány ezer kelvint ér el.
Mekkora a csillagok fényereje?
A csillagokon belüli fúziós reakciókat energiafelszabadulás kíséri. A fényességet fizikai mennyiségnek is nevezik, amely pontosan tükrözi, hogy egy égitest mennyi energiát termel egy adott idő alatt.
Gyakran összetévesztik más paraméterekkel, például az éjszakai égbolton lévő csillagok fényességével. A fényerő vagy látszólagos érték azonban egy hozzávetőleges jellemző, amelyet semmilyen módon nem mérnek. Nagyrészt a világítótestnek a Földtől való távolságával függ össze, és csak azt írja le, hogy a csillag mennyire jól látható az égen. Minél kisebb ennek az értéknek a száma, annál nagyobb a látszólagos fényereje.
Ezzel ellentétben a csillagok fényereje egy objektív paraméter. Nem attól függ, hol van a megfigyelő. Ez a csillag jellemzője, amely meghatározza az energiahatékonyságát. Az égitest fejlődésének különböző időszakaiban változhat.
A fényességhez közelítő, de nem azonos az abszolút nagyság. A csillag fényességét jelöli, amely 10 parszek vagy 32,62 fényév távolságból látható a megfigyelő számára. Általában a csillagok fényességének kiszámítására használják.
Fényerő meghatározása
Az égitest által kibocsátott energia mennyiségét wattban (W), joule per másodpercben határozzák meg(J/s) vagy ergs per másodpercben (erg/s). Többféleképpen is megtalálhatja a szükséges paramétert.
Könnyen kiszámítható az L=0, 4(Ma -M) képlettel, ha ismeri a kívánt csillag abszolút értékét. Tehát a latin L betű a fényesség, az M az abszolút magnitúdó, az Ma pedig a Nap abszolút magnitúdója (4,83 Ma).
Egy másik módszer a világítótesttel kapcsolatos ismeretek bővítését jelenti. Ha ismerjük felületének sugarát (R) és hőmérsékletét (Tef), akkor a fényerő az L=4pR képlettel határozható meg. 2sT4ef. A latin s ebben az esetben stabil fizikai mennyiséget jelent - a Stefan-Boltzmann állandót.
Napunk fényereje 3,839 x 1026 watt. Az egyszerűség és az áttekinthetőség érdekében a tudósok általában egy kozmikus test fényességét hasonlítják össze ezzel az értékkel. Tehát vannak a Napnál ezerszer vagy milliószor gyengébb vagy erősebb objektumok.
Csillagfényességi osztályok
A csillagok egymással való összehasonlítására az asztrofizikusok különböző osztályozásokat használnak. Színképek, méretek, hőmérsékletek stb. szerint vannak felosztva. De leggyakrabban a teljesebb kép érdekében több jellemzőt használnak egyszerre.
Van egy központi Harvard osztályozás, amely a világítótestek által kibocsátott spektrumokon alapul. Latin betűket használ, amelyek mindegyike egy adott sugárzási színnek felel meg (O-kék, B - fehér-kék, A - fehér stb.).
Az azonos spektrumú csillagok eltérőek lehetnekfényesség. Ezért a tudósok kidolgozták a Yerk osztályozást, amely ezt a paramétert is figyelembe veszi. A fényesség alapján választja el őket, abszolút nagyságuk alapján. Ugyanakkor minden csillagtípushoz nem csak a spektrum betűi vannak hozzárendelve, hanem a fényességért felelős számok is. Tehát jelölje ki:
- hiperóriások (0);
- legfényesebb szuperóriások (Ia+);
- fényes szuperóriások (Ia);
- normál szuperóriások (Ib);
- fényes óriások (II);
- normál óriások (III);
- subgiants (IV);
- a fő sorozat törpéi (V);
- szubtörpök (VI);
- fehér törpék (VII);
Minél nagyobb a fényerő, annál kisebb az abszolút érték értéke. Az óriások és szuperóriások esetében mínuszjel van jelölve.
A csillagok abszolút értéke, hőmérséklete, spektruma és fényessége közötti összefüggést a Hertzsprung-Russell diagram mutatja. 1910-ben fogadták el. A diagram egyesíti a Harvard és a York-i osztályozást, és lehetővé teszi a világítótestek holisztikusabb mérlegelését és osztályozását.
Fényerőkülönbség
A csillagok paraméterei szorosan összefüggenek egymással. A fényerőt a csillag hőmérséklete és tömege befolyásolja. És nagymértékben függenek a csillag kémiai összetételétől. A csillag tömege annál nagyobb lesz, minél kevésbé nehéz elemeket tartalmaz (nehezebb, mint a hidrogén és a hélium).
A hiperóriások és a különféle szuperóriások tömege a legnagyobb. Ezek a legerősebb és legfényesebb csillagok az univerzumban, ugyanakkor ők a legritkábbak. A törpék éppen ellenkezőleg, kis tömegűek ésfényesség, de az összes csillag körülbelül 90%-át teszik ki.
A jelenleg ismert legmasszívabb csillag az R136a1 kék hiperóriás. Fényereje 8,7 milliószor haladja meg a napét. A Cygnus (P Cygnus) csillagképben lévő változócsillag fényességben 630 000-szeresen haladja meg a Napot, az S Doradus pedig 500 000-szeresen haladja meg ezt a paramétert. Az egyik legkisebb ismert csillag, a 2MASS J0523-1403 a Nap fényereje 0,00126.
