Karakterizacija nebesnih teles je lahko zelo zmedena. Samo zvezde imajo navidezno, absolutno magnitudo, svetilnost in druge parametre. S slednjim se bomo poskušali spopasti. Kakšna je svetilnost zvezd? Ali ima to kaj opraviti z njihovo vidljivostjo na nočnem nebu? Kakšna je svetilnost sonca?
Narava zvezd
Zvezde so zelo masivna kozmična telesa, ki oddajajo svetlobo. Nastanejo iz plinov in prahu kot posledica gravitacijskega stiskanja. V notranjosti zvezd je gosto jedro, v katerem potekajo jedrske reakcije. Zaradi njih zasijejo zvezde. Glavne značilnosti svetilk so spekter, velikost, sijaj, svetilnost, notranja struktura. Vsi ti parametri so odvisni od mase določene zvezde in njene kemične sestave.
Glavna "konstruktorja" teh nebesnih teles sta helij in vodik. V manjši količini glede na njih lahko vsebujejo ogljik, kisik in kovine (mangan, silicij, železo). Mlade zvezde imajo največjo količino vodika in helija, sčasoma se njihova deleža zmanjšujejo in se umikajo drugim elementom.
Vonotranjih predelih zvezde je okolje zelo "vroče". Temperatura v njih doseže nekaj milijonov kelvinov. Obstajajo neprekinjene reakcije, pri katerih se vodik pretvori v helij. Na površini je temperatura precej nižja in doseže le nekaj tisoč kelvinov.
Kakšna je svetilnost zvezd?
Fuzijske reakcije v zvezdah spremljajo sproščanja energije. Svetlost se imenuje tudi fizična količina, ki natančno odraža, koliko energije proizvede nebesno telo v določenem času.
Pogosto ga zamenjujejo z drugimi parametri, kot je svetlost zvezd na nočnem nebu. Vendar je svetlost ali navidezna vrednost približna značilnost, ki se na noben način ne meri. V veliki meri je povezan z oddaljenostjo svetilke od Zemlje in opisuje le, kako dobro je zvezda vidna na nebu. Manjše kot je število te vrednosti, večja je njena navidezna svetlost.
Za razliko od njega je svetilnost zvezd objektiven parameter. Ni odvisno od tega, kje je opazovalec. To je značilnost zvezde, ki določa njeno energijsko moč. Lahko se spreminja v različnih obdobjih evolucije nebesnega telesa.
Približna svetilnosti, vendar ni enaka, je absolutna magnituda. Označuje svetlost zvezde, ki je vidna opazovalcu na razdalji 10 parsekov ali 32,62 svetlobnih let. Običajno se uporablja za izračun svetilnosti zvezd.
Določanje svetilnosti
Količina energije, ki jo oddaja nebesno telo, je določena v vatih (W), džulih na sekundo(J/s) ali v ergih na sekundo (erg/s). Obstaja več načinov za iskanje zahtevanega parametra.
Lahko se izračuna s formulo L=0, 4(Ma -M), če poznate absolutno vrednost želene zvezde. Torej latinska črka L pomeni svetilnost, črka M je absolutna magnituda, Ma pa je absolutna magnituda Sonca (4,83 Ma).
Drug način vključuje več znanja o svetilki. Če poznamo polmer (R) in temperaturo (Tef) njegove površine, potem lahko svetilnost določimo s formulo L=4pR 2sT4ef. Latinsko s v tem primeru pomeni stabilno fizikalno količino - Stefan-Boltzmannovo konstanto.
Svetlost našega sonca je 3,839 x 1026 vatov. Zaradi preprostosti in jasnosti znanstveniki običajno primerjajo svetilnost kozmičnega telesa s to vrednostjo. Torej obstajajo predmeti, ki so tisoče ali milijone krat šibkejši ali močnejši od Sonca.
Razredi svetilnosti zvezd
Za primerjavo zvezd med seboj astrofiziki uporabljajo različne klasifikacije. Razdeljeni so glede na spektre, velikosti, temperature itd. Najpogosteje pa se za popolnejšo sliko uporablja več lastnosti hkrati.
Obstaja osrednja Harvardska klasifikacija, ki temelji na spektrih, ki jih oddajajo svetilke. Uporablja latinske črke, od katerih vsaka ustreza določeni barvi sevanja (O-modra, B - bela-modra, A - bela itd.).
Zvezde istega spektra so lahko različnesvetilnost. Zato so znanstveniki razvili klasifikacijo Yerk, ki upošteva tudi ta parameter. Loči jih po svetilnosti, ki temelji na njihovi absolutni velikosti. Hkrati so vsaki vrsti zvezd dodeljene ne le črke spektra, ampak tudi številke, ki so odgovorne za svetilnost. Torej dodelite:
- hipergiganti (0);
- najsvetlejši supergiganti (Ia+);
- svetli supergiganti (Ia);
- normalni supergiganti (Ib);
- svetli velikani (II);
- normalni velikani (III);
- podgiganti (IV);
- palčki glavne sekvence (V);
- podpritlikavci (VI);
- beli palčki (VII);
Večja kot je svetilnost, manjša je vrednost absolutne vrednosti. Za velikane in supergigante je označen z znakom minus.
Razmerje med absolutno vrednostjo, temperaturo, spektrom, svetilnostjo zvezd prikazuje Hertzsprung-Russell diagram. Sprejet je bil leta 1910. Diagram združuje klasifikacije Harvard in York ter vam omogoča, da svetilke razmislite in razvrstite bolj celostno.
Razlika v svetilnosti
Parametri zvezd so med seboj močno povezani. Na svetilnost vplivata temperatura zvezde in njena masa. In so v veliki meri odvisni od kemične sestave zvezde. Masa zvezde postaja večja, manj težkih elementov vsebuje (težja od vodika in helija).
Hipergiganti in različni supergiganti imajo največje mase. So najmočnejše in najsvetlejše zvezde v vesolju, a hkrati tudi najredkejše. Palčki, nasprotno, imajo majhno maso insvetilnost, vendar predstavlja približno 90 % vseh zvezd.
Najmasovnejša zvezda, ki jo trenutno poznamo, je modri hipergigant R136a1. Njegova svetilnost presega sončno za 8,7 milijona krat. Spremenljiva zvezda v ozvezdju Cygnus (P Cygnus) po svetilnosti prekaša Sonce za 630.000-krat, S Doradus pa ta parameter presega za 500.000-krat. Ena najmanjših znanih zvezd, 2MASS J0523-1403, ima svetilnost 0,00126 Sonca.
