Debess ķermeņu raksturojums var būt ļoti mulsinošs. Tikai zvaigznēm ir šķietamais, absolūtais lielums, spilgtums un citi parametri. Mēs centīsimies tikt galā ar pēdējo. Kāds ir zvaigžņu spožums? Vai tam ir kāds sakars ar to redzamību naksnīgajās debesīs? Kāds ir Saules spožums?
Zvaigžņu daba
Zvaigznes ir ļoti masīvi kosmiski ķermeņi, kas izstaro gaismu. Tie veidojas no gāzēm un putekļiem gravitācijas saspiešanas rezultātā. Zvaigžņu iekšpusē ir blīvs kodols, kurā notiek kodolreakcijas. Tie liek zvaigznēm spīdēt. Gaismekļu galvenie raksturlielumi ir spektrs, izmērs, spožums, spožums, iekšējā struktūra. Visi šie parametri ir atkarīgi no konkrētas zvaigznes masas un tās ķīmiskā sastāva.
Šo debess ķermeņu galvenie "konstruktori" ir hēlijs un ūdeņradis. Mazākā daudzumā, salīdzinot ar tiem, var būt ogleklis, skābeklis un metāli (mangāns, silīcijs, dzelzs). Jaunajās zvaigznēs ir vislielākais ūdeņraža un hēlija daudzums, ar laiku to proporcijas samazinās, dodot vietu citiem elementiem.
Wozvaigznes iekšējie apgabali, vide ir ļoti "karsta". Temperatūra tajās sasniedz vairākus miljonus kelvinu. Pastāv nepārtrauktas reakcijas, kurās ūdeņradis pārvēršas hēlijā. Uz virsmas temperatūra ir daudz zemāka un sasniedz tikai dažus tūkstošus kelvinu.
Kāds ir zvaigžņu spilgtums?
Kodolsintēzes reakcijas zvaigznēs notiek kopā ar enerģijas izdalīšanos. Spožumu sauc arī par fizisku lielumu, kas precīzi atspoguļo to, cik daudz enerģijas debess ķermenis saražo noteiktā laikā.
To bieži sajauc ar citiem parametriem, piemēram, zvaigžņu spilgtumu naksnīgajās debesīs. Tomēr spilgtums vai šķietamā vērtība ir aptuvens raksturlielums, kas nekādā veidā netiek mērīts. Tas lielā mērā ir saistīts ar gaismekļa attālumu no Zemes un apraksta tikai to, cik labi zvaigzne ir redzama debesīs. Jo mazāks ir šīs vērtības skaitlis, jo lielāks ir tās šķietamais spilgtums.
Atšķirībā no tā, zvaigžņu spilgtums ir objektīvs parametrs. Tas nav atkarīgs no tā, kur atrodas novērotājs. Tā ir zvaigznes īpašība, kas nosaka tās enerģijas jaudu. Tas var mainīties dažādos debess ķermeņa evolūcijas periodos.
Aptuvens spilgtums, bet ne identisks, ir absolūtais lielums. Tas apzīmē zvaigznes spilgtumu, kas redzams novērotājam 10 parseku jeb 32,62 gaismas gadu attālumā. To parasti izmanto, lai aprēķinātu zvaigžņu spilgtumu.
Spīduma noteikšana
Enerģijas daudzumu, ko izstaro debess ķermenis, nosaka vatos (W), džoulos sekundē(J/s) vai ergs sekundē (erg/s). Ir vairāki veidi, kā atrast vajadzīgo parametru.
To var viegli aprēķināt, izmantojot formulu L=0, 4(Ma -M), ja zināt vajadzīgās zvaigznes absolūto vērtību. Tātad latīņu burts L apzīmē spilgtumu, burts M ir absolūtais lielums un Ma ir Saules absolūtais lielums (4,83 Ma).
Cits veids ietver plašākas zināšanas par gaismekli. Ja zinām tās virsmas rādiusu (R) un temperatūru (Tef), tad spožumu var noteikt pēc formulas L=4pR 2sT4ef. Latīņu s šajā gadījumā nozīmē stabilu fizisko lielumu - Stefana-Bolcmaņa konstanti.
Mūsu Saules spilgtums ir 3,839 x 1026 vati. Vienkāršības un skaidrības labad zinātnieki parasti salīdzina kosmiskā ķermeņa spilgtumu ar šo vērtību. Tātad ir objekti, kas ir tūkstošiem vai miljoniem reižu vājāki vai spēcīgāki par Sauli.
Zvaigžņu spilgtuma klases
Lai salīdzinātu zvaigznes savā starpā, astrofiziķi izmanto dažādas klasifikācijas. Tie ir sadalīti pēc spektra, izmēriem, temperatūras utt. Bet visbiežāk, lai iegūtu pilnīgāku attēlu, vienlaikus tiek izmantoti vairāki raksturlielumi.
Pastāv centrālā Hārvardas klasifikācija, kuras pamatā ir gaismekļu izstarotie spektri. Tajā tiek izmantoti latīņu burti, no kuriem katrs atbilst noteiktai starojuma krāsai (O zils, B - b alts-zils, A - b alts utt.).
Tā paša spektra zvaigznēm var būt atšķirīgsspožums. Tāpēc zinātnieki ir izstrādājuši Yerk klasifikāciju, kurā ņemts vērā arī šis parametrs. Viņa tos atdala pēc spilgtuma, pamatojoties uz to absolūto lielumu. Tajā pašā laikā katram zvaigznes tipam tiek piešķirti ne tikai spektra burti, bet arī cipari, kas ir atbildīgi par spilgtumu. Tātad, piešķiriet:
- hipergiants (0);
- spilgtākie supergianti (Ia+);
- spilgti supergianti (Ia);
- normāli supergianti (Ib);
- spilgti milži (II);
- normālie milži (III);
- subgiants (IV);
- galvenās secības rūķi (V);
- subdwarfs (VI);
- b altie punduri (VII);
Jo lielāks spilgtums, jo mazāka ir absolūtās vērtības vērtība. Milžiem un supergigantiem tas norādīts ar mīnusa zīmi.
Attiecības starp zvaigžņu absolūto vērtību, temperatūru, spektru un spilgtumu parāda Hercprunga-Rasela diagramma. Tas tika pieņemts 1910. gadā. Diagrammā ir apvienota Hārvardas un Jorkas klasifikācija, un tā ļauj aplūkot un klasificēt gaismekļus holistiskāk.
Spīduma atšķirības
Zvaigžņu parametri ir cieši saistīti viens ar otru. Spožumu ietekmē zvaigznes temperatūra un tās masa. Un tie lielā mērā ir atkarīgi no zvaigznes ķīmiskā sastāva. Zvaigznes masa kļūst lielāka, jo mazāk smago elementu tā satur (smagāki par ūdeņradi un hēliju).
Lielākās masas ir hipergiantiem un dažādiem supergigantiem. Tās ir visspēcīgākās un spožākās zvaigznes Visumā, taču tajā pašā laikā tās ir visretākās. Rūķiem, gluži pretēji, ir maza masa unspožums, bet veido apmēram 90% no visām zvaigznēm.
Pašlaik zināmākā masīvākā zvaigzne ir zilais hipergiants R136a1. Tā spožums pārsniedz Saules spožumu 8,7 miljonus reižu. Mainīga zvaigzne Cygnus zvaigznājā (P Cygnus) pārspēj Sauli spožumā 630 000 reižu, un S Doradus pārsniedz šo parametru 500 000 reižu. Vienai no mazākajām zināmajām zvaigznēm 2MASS J0523-1403 ir 0,00126 Saules spilgtums.
