Charakteristika nebeských těles může být velmi matoucí. Pouze hvězdy mají zdánlivou, absolutní velikost, svítivost a další parametry. Pokusíme se vypořádat s tím druhým. Jaká je svítivost hvězd? Má to něco společného s jejich viditelností na noční obloze? Jaká je svítivost Slunce?
Povaha hvězd
Hvězdy jsou velmi masivní vesmírná tělesa, která vyzařují světlo. Vznikají z plynů a prachu v důsledku gravitační komprese. Uvnitř hvězd je husté jádro, ve kterém probíhají jaderné reakce. Rozzáří hvězdy. Hlavní charakteristiky svítidel jsou spektrum, velikost, brilance, svítivost, vnitřní struktura. Všechny tyto parametry závisí na hmotnosti konkrétní hvězdy a jejím chemickém složení.
Hlavními „konstruktéry“těchto nebeských těles jsou helium a vodík. V menším množství oproti nim může být obsažen uhlík, kyslík a kovy (mangan, křemík, železo). Mladé hvězdy mají největší množství vodíku a hélia, s časem se jejich proporce snižují a ustupují jiným prvkům.
Novnitřní oblasti hvězdy, prostředí je velmi "horké". Teplota v nich dosahuje několika milionů kelvinů. Probíhají kontinuální reakce, při kterých se vodík přeměňuje na helium. Na povrchu je teplota mnohem nižší a dosahuje pouze několika tisíc kelvinů.
Jaká je svítivost hvězd?
Fúzní reakce uvnitř hvězd jsou doprovázeny uvolňováním energie. Svítivost se také nazývá fyzikální veličina, která přesně odráží, kolik energie vyprodukuje nebeské těleso za určitý čas.
Často se zaměňuje s jinými parametry, jako je například jas hvězd na noční obloze. Jas nebo zdánlivá hodnota je však přibližná charakteristika, která se nijak neměří. Do značné míry souvisí se vzdáleností svítidla od Země a popisuje pouze to, jak dobře je hvězda viditelná na obloze. Čím menší je číslo této hodnoty, tím větší je její zdánlivý jas.
Na rozdíl od toho je svítivost hvězd objektivním parametrem. Nezáleží na tom, kde se pozorovatel nachází. To je charakteristika hvězdy, která určuje její energetickou sílu. Může se měnit v různých obdobích vývoje nebeského tělesa.
Přibližná svítivost, ale ne totožná, je absolutní velikost. Označuje jas hvězdy, viditelný pro pozorovatele na vzdálenost 10 parseků nebo 32,62 světelných let. Běžně se používá k výpočtu svítivosti hvězd.
Určení svítivosti
Množství energie, kterou vyzařuje nebeské těleso, se určuje ve wattech (W), joulech za sekundu(J/s) nebo v ergech za sekundu (erg/s). Existuje několik způsobů, jak najít požadovaný parametr.
To lze snadno vypočítat pomocí vzorce L=0, 4(Ma -M), pokud znáte absolutní hodnotu požadované hvězdy. Latinské písmeno L tedy znamená svítivost, písmeno M je absolutní velikost a Ma je absolutní velikost Slunce (4,83 Ma).
Další způsob zahrnuje více znalostí o svítidle. Pokud známe poloměr (R) a teplotu (Tef) jeho povrchu, lze svítivost určit podle vzorce L=4pR 2sT4ef. Latinské s v tomto případě znamená stabilní fyzikální veličinu – Stefanovu-Boltzmannovu konstantu.
Svítivost našeho Slunce je 3,839 x 1026 Wattů. Pro jednoduchost a názornost vědci obvykle porovnávají svítivost vesmírného tělesa s touto hodnotou. Takže existují objekty tisíckrát nebo milionkrát slabší nebo silnější než Slunce.
Třídy svítivosti hvězd
Astrofyzici ke vzájemnému srovnání hvězd používají různé klasifikace. Dělí se podle spekter, velikostí, teplot atd. Nejčastěji se však pro úplnější obrázek používá několik charakteristik najednou.
Existuje centrální Harvardská klasifikace založená na spektrech vyzařovaných svítidly. Používá latinská písmena, z nichž každé odpovídá určité barvě záření (O-modrá, B - bílo-modrá, A - bílá atd.).
Hvězdy stejného spektra mohou mít různézářivost. Vědci proto vyvinuli klasifikaci Yerk, která zohledňuje i tento parametr. Odděluje je podle svítivosti na základě jejich absolutní velikosti. Každému typu hvězdy jsou přitom přiřazena nejen písmena spektra, ale i čísla zodpovědná za svítivost. Takže přidělte:
- hypergiants (0);
- nejjasnější veleobri (Ia+);
- jasní veleobri (Ia);
- normální veleobri (Ib);
- jasní obři (II);
- normální obři (III);
- podobři (IV);
- trpaslíci hlavní sekvence (V);
- subdwarfs (VI);
- bílí trpaslíci (VII);
Čím větší svítivost, tím menší je hodnota absolutní hodnoty. U obrů a veleobrů je označena znaménkem mínus.
Vztah mezi absolutní hodnotou, teplotou, spektrem a svítivostí hvězd ukazuje Hertzsprung-Russell diagram. Byl přijat v roce 1910. Diagram kombinuje Harvardskou a Yorkskou klasifikaci a umožňuje vám zvažovat a klasifikovat svítidla komplexněji.
Rozdíl ve svítivosti
Parametry hvězd jsou navzájem silně propojeny. Svítivost je ovlivněna teplotou hvězdy a její hmotností. A do značné míry závisí na chemickém složení hvězdy. Hmotnost hvězdy se zvětšuje, čím méně těžkých prvků obsahuje (těžší než vodík a helium).
Hypergianti a různí supergianti mají největší hmotnosti. Jsou to nejsilnější a nejjasnější hvězdy ve vesmíru, ale zároveň jsou nejvzácnější. Trpaslíci mají naopak malou hmotnost asvítivost, ale tvoří asi 90 % všech hvězd.
Nejhmotnější v současnosti známá hvězda je modrý hyperobr R136a1. Jeho svítivost převyšuje sluneční 8,7 milionkrát. Proměnná hvězda v souhvězdí Labutě (P Cygnus) předčí Slunce ve svítivosti 630 000krát a S Doradus tento parametr překračuje 500 000krát. Jedna z nejmenších známých hvězd, 2MASS J0523-1403, má svítivost 0,00126 Slunce.
