Světelnost hvězd. Třídy svítivosti hvězd

Vlastnosti nebeských těles mohou být velmi matoucí. Jen hvězdy mají viditelnou, absolutní velikost, svítivost a další parametry. Pokusíme se pochopit druhou. Jaká je svítivost hvězd? Má něco společného se svou viditelností na noční obloze? Jaká je svítivost Slunce?

Charakter hvězd

Hvězdy jsou velmi mohutné kosmické těla, které vyzařují světlo. Jsou tvořeny plyny a prachem v důsledku gravitační komprese. Uvnitř hvězd je husté jádro, ve kterém dochází k jaderným reakcím. Přispívají také k záři hvězd. Hlavní charakteristiky svítidel jsou spektrum, velikost, lesk, světelnost, vnitřní struktura. Všechny tyto parametry závisí na hmotnosti konkrétní hvězdy a její chemické struktuře.

Hlavní "návrháři" těchto nebeských těles jsou helium a vodík. V menší míře vzhledem k nim může být obsažen uhlík, kyslík a kovy (mangan, křemík, železo). Největší množství vodíku a hélia v mladých hvězdách, s časem jejich poměry klesají, ustupující ostatním prvkům.

Ve vnitřních oblastech hvězdy je situace velmi "horká". Teplota v nich dosahuje několika milionů Kelvinů. Zde se objevují kontinuální reakce, při nichž se vodík přemění na hélium. Na povrchu je teplota mnohem nižší a dosahuje jen několik tisíc Kelvinů.

Jaká je svítivost hvězd?

Termonukleární reakce uvnitř hvězd jsou doprovázeny uvolněním energie. Světelnost se také nazývá fyzikální veličinou, která odráží, kolik energie produkuje nebeské tělo v určitém čase.

Je často zaměňován s dalšími parametry, například s jasem hvězd na noční obloze. Avšak jas nebo zdánlivá velikost je přibližná charakteristika, která se nijak nijak měří. To je do značné míry spojené s odlehlostí světla ze Země a popisuje jen to, jak dobře je hvězda viditelná na obloze. Čím menší je tato hodnota, tím větší je její zjevný jas.

Na rozdíl od toho svítivost hvězd je objektivní parametr. Nezáleží na tom, kde je pozorovatel. To je charakteristika hvězdy, která určuje její energetickou kapacitu. Může se měnit v různých obdobích evoluce nebeského těla.

Přibližný k jasu, ale ne totožný, je absolutní hvězdné velikosti. Označuje jas světla, viditelný pozorovateli ve vzdálenosti 10 parseků nebo 32,62 světelných let. Obvykle se používá k výpočtu jasu hvězd.

Stanovení jasu

Množství energie, které uvolní nebeské těleso je určeno ve wattech (W), joulů za sekundu (J / s) nebo v ERG za jednu sekundu (J / s). Existuje několik způsobů, jak najít požadovaný parametr.

Je snadno vypočítat pomocí vzorce L = 0,4 (Ma -M), pokud známe absolutní hodnotu požadované hvězdy. To znamená, že Latin písmeno L je určen svítivost, písmeno M - je absolutní hodnota, a Ma - absolutní hodnota Slunce (4,83 mA).

Další způsob zahrnuje spoustu vědomostí o svítidle. Pokud známe poloměr (R) a teplotu (T_ef ) jeho povrchu, pak světelnost může být určena podle vzorce L = 4pR²sT⁴_ef. Latina znamená v tomto případě stabilní fyzikální veličinu - konstantu Stefan-Boltzmanna.

Svítivost našeho Slunce je 3,839 x 10²⁶ Watts. Pro zjednodušení a přehlednost vědci většinou porovnávají světlost kosmického těla s právě takovou velikostí. Takže tam jsou objekty tisíce nebo miliony krát slabší nebo silnější než slunce.

Třídy svítivosti hvězd

Pro srovnání hvězd mezi sebou používají astrofyzika různé klasifikace. Dělí se podle spektra, velikosti, teploty atd. Ale častěji, pro úplnější obraz se najednou používají několik vlastností.

Existuje centrální klasifikace Harvard založená na spektrech, která vydávají světla. Používá latinská písmena, z nichž každá odpovídá konkrétní barvě záření (O-modrá, B-bílá-modrá, A-bílá atd.).

Hvězdy stejného spektra mohou mít různé svítivosti. Vědci proto vyvinuli klasifikaci Yerkes, která zohledňuje tento parametr. Rozděluje je podle světelnosti, založené na absolutní velikosti. V tomto případě se každému typu hvězdy připisují nejen písmena spektra, ale i čísla odpovědná za světelnost. Přidejte tedy:

• hypergeny (0);
• nejjasnější supergianty (la +);
• jasné supergianty (la);
• normální supergianty (Ib);
• jasné obry (II);
• normální obři (III);
• sub-obrity (IV);
• trpaslíci hlavní sekvence (V);
• sub-trpaslíci (VI);
• bílí trpaslíci (VII);

Čím vyšší je svítivost, tím nižší hodnota absolutní hodnoty. U obrů a supergiantů je označen znaménkem mínus.

Vztah mezi absolutní velikostí, teplotou, spektrem a světelností hvězd je znázorněn diagramem Hertzsprung-Russell. Byl přijat v roce 1910. Diagram kombinuje klasifikaci Harvard a Yerkes a umožňuje lépe zacházet a klasifikovat svítidla.

Rozdíl v světelnosti

Parametry hvězd jsou silně vzájemně propojené. Světelnost je ovlivněna teplotou hvězdy a její hmotností. A hodně závisí na chemickém složení světla. Hmota hvězdy se stává větší, méně těžkých elementů v něm (těžší než vodík a hélium).

Největší hromada mají hypergrianti a různí supergiantové. Jsou to nejmocnější a nejjasnější hvězdy ve vesmíru, ale současně i nejvzácnější. Trpaslíci, naopak, mají malou hmotnost a světelnost, ale tvoří asi 90% všech hvězd.

Nejvíce masivní hvězda, která je nyní známá, je modrá hypergiantní R136a1. Jeho svítivost přesahuje solární hodnotu o 8,7 milionů. Proměnná hvězda v souhvězdí Cygnus (Swan P) převyšuje svítivost Slunce 630 000krát, a S Doradus překročí tento parametr je 500 000 krát. Jedna z nejmenších známých hvězd 2MASS J0523-1403 má svítivost 0.00126 ze sluneční energie.