Luminozitatea stelelor. Clasele de luminozitate a stelelor

Caracteristicile corpurilor celeste pot fi foarte confuze. Numai stelele au vizibilitate, magnitudine absolută, luminozitate și alți parametri. Vom încerca să înțelegem din urmă. Care este luminozitatea stelelor? Are ceva în comun cu vizibilitatea lor pe cerul de noapte? Care este luminozitatea Soarelui?

Natura stelelor

Stelele sunt corpuri cosmice foarte masive care emit lumina. Ele sunt formate din gaze și praf, ca urmare a compresiei gravitaționale. În interiorul stelelor este un nucleu dens, în care apar reacții nucleare. Ele contribuie, de asemenea, la strălucirea stelelor. Principalele caracteristici ale corpurilor de iluminat sunt spectrul, mărimea, luciul, luminozitatea, structura internă. Toți acești parametri depind de masa unei stele și de compoziția ei chimică.

Principalii "designeri" ai acestor corpuri cerești sunt heliul și hidrogenul. Într-o cantitate mai mică în raport cu ele, pot fi conținute carbon, oxigen și metale (mangan, siliciu, fier). Cea mai mare cantitate de hidrogen și heliu din tinerele tinere, cu timpul diminuează proporțiile lor, dând loc altor elemente.

În regiunile interioare ale stelei situația este foarte "fierbinte". Temperatura din ele ajunge la câteva milioane de Kelvin. Aici există reacții continue în care hidrogenul se transformă în heliu. La suprafață, temperatura este mult mai mică și atinge doar câteva mii de Kelvin.

Care este luminozitatea stelelor?

Reacțiile termonucleare din interiorul stelelor sunt însoțite de eliberări de energie. Luminozitatea este numită și cantitatea fizică, care reflectă cât de multă energie produce corpul ceresc într-un anumit moment.

Acesta este adesea confundat cu alți parametri, de exemplu, cu strălucirea stelelor pe cerul de noapte. Cu toate acestea, luminozitatea sau magnitudinea aparentă este o caracteristică aproximativă care nu este măsurată în nici un fel. Este în mare măsură legată de distanța de lumină de pe Pământ și descrie numai cât de bine este vizibilă steaua pe cer. Cu cât este mai mică cifra acestei valori, cu atât este mai mare luminozitatea aparentă.

Spre deosebire de aceasta, luminozitatea stelelor este un parametru obiectiv. Nu depinde de locul unde este observatorul. Aceasta este o caracteristică a stelei, care determină capacitatea sa energetică. Se poate schimba la diferite perioade ale evoluției corpului ceresc.

Aproximativ luminozitatea, dar nu identică, este absolută magnitudinea stelară. Acesta indică luminozitatea luminii, vizibilă observatorului la o distanță de 10 parseci sau 32,62 ani lumină. De obicei este folosit pentru a calcula luminozitatea stelelor.

Determinarea luminozității

Cantitatea de energie eliberată de corpul ceresc este determinată în wați (wați), jouli pe secundă (J / s) sau în ergs pe secundă (erg / s). Există câteva modalități de a găsi parametrul dorit.

Este ușor de calculat cu formula L = 0,4 (Ma -M), dacă știm valoarea absolută a stelei cerute. Astfel, litera latină L denotă luminozitatea, litera M este magnitudinea absolută stelară, iar Ma este magnitudinea absolută a Soarelui (4,83 Ma).

Un alt mod implică o mulțime de cunoștințe despre lumină. Dacă știm raza (R) și temperatura (T_ef ) a suprafeței sale, atunci luminozitatea poate fi determinată prin formula L = 4pR²sT⁴_ef. Cuvinte latine în acest caz înseamnă o cantitate fizică stabilă - constanta Stefan-Boltzmann.

Luminozitatea Soarelui nostru este 3.839 x 10²⁶ Watts. Pentru simplitate și claritate, oamenii de știință de obicei compară luminozitatea unui corp cosmic cu această magnitudine. Deci, există obiecte de mii sau de milioane de ori mai slabe sau mai puternice decât soarele.

Clasele de luminozitate a stelelor

Pentru compararea stelelor între ele, astrofizica folosește clasificări diferite. Ele sunt împărțite în funcție de spectre, dimensiuni, temperaturi etc. Dar, mai des, pentru o imagine mai completă, sunt folosite mai multe caracteristici simultan.

Există o clasificare centrală a lui Harvard bazată pe spectrele care emite lumini. Folosește litere latine, fiecare corespund unei anumite culori a radiației (O-albastru, B-alb-albastru, A-alb, etc.).

Stelele aceluiași spectru pot avea luminozități diferite. Prin urmare, oamenii de stiinta au dezvoltat clasificarea Yerkes, care ia in considerare acest parametru. Se împarte în funcție de luminozitate, pe baza magnitudinii absolute. În acest caz, fiecărui tip de stea i se atribuie nu numai literele spectrului, ci și numerele responsabile pentru luminozitate. Deci, alocați:

• hiper-giganți (0);
• cei mai strălucitori supergianți (Ia +);
• luminile supergiant (Ia);
• superiori normali (Ib);
• giganți luminoși (II);
• giganți normali (III);
• sub-giganți (IV);
• pitici ai secvenței principale (V);
• sub-pitici (VI);
• pitici albi (VII);

Cu cât este mai mare luminozitatea, cu atât este mai mică valoarea valorii absolute. În giganți și supergianți este marcat cu un semn minus.

Relația dintre magnitudinea absolută, temperatura, spectrul și luminozitatea stelelor este ilustrată de diagrama Hertzsprung-Russell. A fost adoptată în 1910. Diagrama combină clasificările Harvard și Yerkes și face posibilă tratarea și clasificarea corpurilor de iluminat mai holistic.

Diferența de luminozitate

Parametrii stelelor sunt puternic interconectați. Luminozitatea este influențată de temperatura stelei și de masa acesteia. Și depind foarte mult de compoziția chimică a luminii. Masa unei stele devine cea mai mare, elementele mai puțin grele în ea (mai grele decât hidrogen și heliu).

Cea mai mare masă este posedată de hiper-giganți și de diverși supergianți. Ele sunt cele mai puternice și mai strălucitoare stele din univers, dar în același timp și cele mai rare. Piticii, dimpotrivă, au o masă mică și luminozitate, dar reprezintă aproximativ 90% din toate stelele.

Cea mai masivă stea care este cunoscută acum este hiperliantul albastru R136a1. Luminozitatea sa depășește nivelul solar cu 8,7 milioane de ori. Steaua variabilă din constelația Cygnus (P Cygnus) este de 630.000 de ori mai luminos decât soarele, iar S de peștele de aur depășește acest parametru cu 500.000 de ori. Una dintre cele mai mici stele cunoscute 2MASS J0523-1403 are o luminozitate de 0.00126 de la solare.