Karakterisering af himmellegemer kan være meget forvirrende. Kun stjerner har tilsyneladende, absolut størrelse, lysstyrke og andre parametre. Sidstnævnte vil vi forsøge at håndtere. Hvad er stjernernes lysstyrke? Har det noget at gøre med deres synlighed på nattehimlen? Hvad er solens lysstyrke?
Stjernernes natur
Stjerner er meget massive kosmiske kroppe, der udsender lys. De er dannet af gasser og støv, som et resultat af gravitationskompression. Inde i stjernerne er en tæt kerne, hvori kernereaktioner finder sted. De får stjernerne til at skinne. De vigtigste egenskaber ved armaturerne er spektrum, størrelse, glans, lysstyrke, indre struktur. Alle disse parametre afhænger af en bestemt stjernes masse og dens kemiske sammensætning.
De vigtigste "konstruktører" af disse himmellegemer er helium og brint. I en mindre mængde i forhold til dem kan kulstof, ilt og metaller (mangan, silicium, jern) være indeholdt. Unge stjerner har den største mængde brint og helium, og deres proportioner falder med tiden og giver plads til andre grundstoffer.
Wowde indre områder af stjernen er miljøet meget "varmt". Temperaturen i dem når op på adskillige millioner kelvin. Der er kontinuerlige reaktioner, hvor brint omdannes til helium. På overfladen er temperaturen meget lavere og når kun et par tusinde kelvin.
Hvad er stjernernes lysstyrke?
Fusionsreaktioner inde i stjerner er ledsaget af energifrigivelser. Lysstyrke kaldes også en fysisk størrelse, der afspejler præcis, hvor meget energi et himmellegeme producerer på en bestemt tid.
Det forveksles ofte med andre parametre, såsom lysstyrken af stjernerne på nattehimlen. Imidlertid er lysstyrke eller tilsyneladende værdi en omtrentlig karakteristik, som ikke måles på nogen måde. Det er i høj grad relateret til lysets afstand fra Jorden og beskriver kun, hvor godt stjernen er synlig på himlen. Jo mindre værdien er, jo større er dens tilsyneladende lysstyrke.
I modsætning til det er stjernernes lysstyrke en objektiv parameter. Det afhænger ikke af, hvor observatøren er. Dette er en egenskab ved en stjerne, der bestemmer dens energistyrke. Det kan ændre sig i forskellige perioder af udviklingen af et himmellegeme.
Omtrentlig lysstyrke, men ikke identisk, er den absolutte størrelse. Det angiver stjernens lysstyrke, synlig for en observatør i en afstand af 10 parsec eller 32,62 lysår. Det bruges almindeligvis til at beregne stjernernes lysstyrke.
Bestemmelse af lysstyrke
Mængden af energi, som et himmellegeme udsender, er bestemt i watt (W), joule pr.(J/s) eller i erg per sekund (erg/s). Der er flere måder at finde den nødvendige parameter på.
Det kan nemt beregnes ved hjælp af formlen L=0, 4(Ma -M), hvis du kender den absolutte værdi af den ønskede stjerne. Så det latinske bogstav L står for lysstyrke, bogstavet M er den absolutte størrelse, og Ma er Solens absolutte størrelse (4,83 Ma).
En anden måde involverer mere viden om armaturet. Hvis vi kender radius (R) og temperatur (Tef) af dens overflade, så kan lysstyrken bestemmes med formlen L=4pR 2sT4ef. Det latinske s betyder i dette tilfælde en stabil fysisk størrelse - Stefan-Boltzmann-konstanten.
Lysstyrken af vores sol er 3.839 x 1026 Watt. For enkelhedens skyld og klarhedens skyld sammenligner videnskabsmænd norm alt lysstyrken af et kosmisk legeme med denne værdi. Så der er genstande tusinder eller millioner af gange svagere eller stærkere end Solen.
Stjernelysstyrkeklasser
For at sammenligne stjerner med hinanden bruger astrofysikere forskellige klassifikationer. De er opdelt efter spektre, størrelser, temperaturer osv. Men oftest bruges flere karakteristika på én gang for at få et mere komplet billede.
Der er en central Harvard-klassificering baseret på de spektre, der udsendes af armaturerne. Den bruger latinske bogstaver, som hver især svarer til en bestemt strålingsfarve (O-blå, B - hvid-blå, A - hvid osv.).
Stjerner med det samme spektrum kan have forskelligelysstyrke. Derfor har forskere udviklet Yerk-klassifikationen, som også tager højde for denne parameter. Hun adskiller dem efter lysstyrke, baseret på deres absolutte størrelse. Samtidig er hver type stjerne tildelt ikke kun bogstaverne i spektret, men også de tal, der er ansvarlige for lysstyrken. Så tildel:
- hypergiants (0);
- lyseste supergiganter (Ia+);
- lyse supergiganter (Ia);
- normale supergiganter (Ib);
- bright giants (II);
- normale kæmper (III);
- subgiants (IV);
- dværge af hovedsekvensen (V);
- subdwarfs (VI);
- hvide dværge (VII);
Jo større lysstyrke, jo mindre er værdien af den absolutte værdi. For kæmper og supergiganter er det angivet med et minustegn.
Forholdet mellem stjernernes absolutte værdi, temperatur, spektrum og lysstyrke er vist af Hertzsprung-Russell-diagrammet. Det blev vedtaget i 1910. Diagrammet kombinerer Harvard- og York-klassifikationerne og giver dig mulighed for at overveje og klassificere armaturerne mere holistisk.
Forskel i lysstyrke
Stjernernes parametre er stærkt forbundet med hinanden. Lysstyrken påvirkes af stjernens temperatur og dens masse. Og de afhænger i høj grad af stjernens kemiske sammensætning. Massen af en stjerne bliver større, jo mindre tunge grundstoffer den indeholder (tyngre end brint og helium).
Hypergiganter og forskellige supergiganter har de største masser. De er de mest kraftfulde og klareste stjerner i universet, men samtidig er de de sjældneste. Dværge har tværtimod en lille masse oglysstyrke, men udgør omkring 90 % af alle stjerner.
Den mest massive stjerne, der i øjeblikket er kendt, er den blå hypergigant R136a1. Dens lysstyrke overstiger solenergien med 8,7 millioner gange. En variabel stjerne i stjernebilledet Cygnus (P Cygnus) overgår Solen i lysstyrke med 630.000 gange, og S Doradus overstiger denne parameter med 500.000 gange. En af de mindste kendte stjerner, 2MASS J0523-1403, har en lysstyrke på 0,00126 af Solen.
