Karakterisering van hemellichamen kan erg verwarrend zijn. Alleen sterren hebben schijnbare, absolute magnitude, helderheid en andere parameters. We zullen proberen om met het laatste om te gaan. Wat is de helderheid van sterren? Heeft het iets te maken met hun zichtbaarheid aan de nachtelijke hemel? Wat is de helderheid van de zon?
Natuur van de sterren
Sterren zijn zeer massieve kosmische lichamen die licht uitstralen. Ze worden gevormd uit gassen en stof, als gevolg van zwaartekrachtcompressie. In de sterren bevindt zich een dichte kern waarin kernreacties plaatsvinden. Ze laten de sterren schitteren. De belangrijkste kenmerken van de armaturen zijn het spectrum, de grootte, de schittering, de helderheid, de interne structuur. Al deze parameters zijn afhankelijk van de massa van een bepaalde ster en zijn chemische samenstelling.
De belangrijkste "constructeurs" van deze hemellichamen zijn helium en waterstof. In een kleinere hoeveelheid ten opzichte van hen kunnen koolstof, zuurstof en metalen (mangaan, silicium, ijzer) aanwezig zijn. Jonge sterren hebben de grootste hoeveelheid waterstof en helium, met de tijd nemen hun proporties af en maken plaats voor andere elementen.
Wode binnenste regionen van de ster, de omgeving is erg "heet". De temperatuur daarin bereikt enkele miljoenen kelvin. Er zijn continue reacties waarbij waterstof wordt omgezet in helium. Aan de oppervlakte is de temperatuur veel lager en bereikt slechts een paar duizend kelvin.
Wat is de helderheid van sterren?
Fusiereacties in sterren gaan gepaard met het vrijkomen van energie. Helderheid wordt ook wel een fysieke grootheid genoemd die precies weergeeft hoeveel energie een hemellichaam in een bepaalde tijd produceert.
Het wordt vaak verward met andere parameters, zoals de helderheid van de sterren aan de nachtelijke hemel. Helderheid of schijnbare waarde is echter bij benadering een kenmerk dat op geen enkele manier wordt gemeten. Het is grotendeels gerelateerd aan de afstand van het licht tot de aarde en beschrijft alleen hoe goed de ster zichtbaar is aan de hemel. Hoe kleiner het getal van deze waarde, hoe groter de schijnbare helderheid.
In tegenstelling tot dit is de helderheid van sterren een objectieve parameter. Het hangt niet af van waar de waarnemer is. Dit is een kenmerk van een ster die zijn energiekracht bepa alt. Het kan veranderen in verschillende perioden van de evolutie van een hemellichaam.
Geschatte helderheid, maar niet identiek, is de absolute magnitude. Het geeft de helderheid van de ster aan, zichtbaar voor een waarnemer op een afstand van 10 parsecs of 32,62 lichtjaar. Het wordt vaak gebruikt om de helderheid van sterren te berekenen.
Bepaling van de helderheid
De hoeveelheid energie die een hemellichaam uitstra alt, wordt bepaald in watt (W), joule per seconde(J/s) of in ergs per seconde (erg/s). Er zijn verschillende manieren om de vereiste parameter te vinden.
Het kan eenvoudig worden berekend met behulp van de formule L=0, 4(Ma -M) als u de absolute waarde van de gewenste ster kent. Dus de Latijnse letter L staat voor helderheid, de letter M is de absolute magnitude en Ma is de absolute magnitude van de zon (4,83 Ma).
Een andere manier is meer kennis over het licht. Als we de straal (R) en temperatuur (Tef) van het oppervlak kennen, dan kan de helderheid worden bepaald met de formule L=4pR 2sT4ef. De Latijnse s betekent in dit geval een stabiele fysieke grootheid - de Stefan-Boltzmann-constante.
De helderheid van onze zon is 3.839 x 1026 Watt. Voor de eenvoud en duidelijkheid vergelijken wetenschappers gewoonlijk de helderheid van een kosmisch lichaam met deze waarde. Er zijn dus objecten die duizenden of miljoenen keren zwakker of krachtiger zijn dan de zon.
Sterhelderheidsklassen
Om sterren met elkaar te vergelijken, gebruiken astrofysici verschillende classificaties. Ze zijn onderverdeeld volgens spectra, afmetingen, temperaturen, enz. Maar voor een completer beeld worden meestal meerdere kenmerken tegelijk gebruikt.
Er is een centrale Harvard-classificatie op basis van de spectra die door de armaturen worden uitgezonden. Het gebruikt Latijnse letters, die elk overeenkomen met een specifieke kleur van de straling (O-blauw, B - wit-blauw, A - wit, enz.).
Sterren van hetzelfde spectrum kunnen verschillende. hebbenhelderheid. Daarom hebben wetenschappers de Yerk-classificatie ontwikkeld, die ook met deze parameter rekening houdt. Ze scheidt ze door helderheid, gebaseerd op hun absolute grootte. Tegelijkertijd krijgt elk type ster niet alleen de letters van het spectrum toegewezen, maar ook de cijfers die verantwoordelijk zijn voor de helderheid. Dus, wijs toe:
- hyperreuzen (0);
- helderste superreuzen (Ia+);
- heldere superreuzen (Ia);
- normale superreuzen (Ib);
- heldere reuzen (II);
- normale reuzen (III);
- subreuzen (IV);
- dwergen van de hoofdreeks (V);
- subdwarfs (VI);
- witte dwergen (VII);
Hoe groter de helderheid, hoe kleiner de waarde van de absolute waarde. Voor reuzen en superreuzen wordt dit aangegeven met een minteken.
De relatie tussen de absolute waarde, temperatuur, spectrum en helderheid van sterren wordt weergegeven door het Hertzsprung-Russell-diagram. Het werd in 1910 aangenomen. Het diagram combineert de classificaties van Harvard en York en stelt u in staat de armaturen meer holistisch te bekijken en te classificeren.
Verschil in helderheid
De parameters van de sterren zijn sterk met elkaar verbonden. De helderheid wordt beïnvloed door de temperatuur van de ster en zijn massa. En ze zijn grotendeels afhankelijk van de chemische samenstelling van de ster. De massa van een ster wordt groter naarmate hij minder zware elementen bevat (zwaarder dan waterstof en helium).
Hyperreuzen en verschillende superreuzen hebben de grootste massa. Het zijn de krachtigste en helderste sterren in het universum, maar tegelijkertijd de zeldzaamste. Dwergen daarentegen hebben een kleine massa enhelderheid, maar vormen ongeveer 90% van alle sterren.
De meest massieve ster die momenteel bekend is, is de blauwe hyperreus R136a1. Zijn helderheid is 8,7 miljoen keer groter dan die van de zon. Een veranderlijke ster in het sterrenbeeld Cygnus (P Cygnus) overtreft de zon in helderheid met 630.000 keer, en S Doradus overschrijdt deze parameter met 500.000 keer. Een van de kleinste bekende sterren, 2MASS J0523-1403, heeft een helderheid van 0,00126 van de zon.
