jump to navigation

Strălucire şi luminozitate Martie 13, 2010

Posted by EvolutieStelara in Evolutie Stelara.
Tags: , , , , ,
trackback

Văzuţi de pe Pământ, toţi aştri au o anumită strălucire. Această strălucire este aparentă şi depinde de distanţa dintre Pământ şi astru şi de strălucirea intrinsecă a acestuia din urmă. În 1200 î.Hr. astronomul Hipparchus a împărţit stelele după strălucire astfel încât fiecare stea aparţinea uneia dintre cele 6 clase de mărime: stelele de mărimea 1 erau cele mai strălucitoare iar cele de mărimea 6 erau cele mai slabe ca luminozitate. Treptat termenul de mărime s-a transformat în magnitudine. O magnitudine superioară însemnă o strălucire de două ori mai puternică decât cea inferioară.

În imaginea de mai jos avem reprezentările celor 6 magnitudini stelare începând cu cea de magnitudine 1 (stânga) şi terminând cu cea de magnitudine 6 (dreapta).

În 1856, Pogson a revizuit scara magnitudinilor stelare. Astfel a definit că o stea de magnitudinea 1 este de 100 de ori mai strălucitoare decât una de magnitudinea 6. De asemenea pe cale empirică a stabilit faptul că un ordin de magnitudine are un factor de creştere sau descreştere a strălucirii  egal cu 2,512. În acest scop a utilizat ca etalon steaua Vega, cu magnitudinea 0, urmând ca mai apoi pornind de la acest etalon să calculeze şi stralucirea altor stele cunoscute la aceea dată.

Raspunsul sistemului nervos uman este logaritmic. O creştere a semnalului receptat pe cale senzorială (luminos, acustic) nu se identifică sub forma unei adunări a intensitatii ci ca o multiplicare.

Strălucirea unei stele este strălucirea observată de ochiul uman de la depărtare, în domeniul spectral la care este sensibil, cu toate că stelele emit energie pe întreg spectrul.

Există un număr imens de stele şi galaxii pe cerul nopţii şi în general acestea sunt alimentate într-o măsură mai mare sau mai mică de acelaşi proces ca şi Soarele.

Stelele se diferenţiază în funcţie de multe caracteristici cum ar fi masa, dimensiunea şi printre cele mai importante luminozitatea L. Luminozitatea se măsoară în watts (W) sau sub formă de multiplu a luminozităţii solare L. ( un watt reprezintă 1 Joul/sec. Luminozitatea Soarelui este de 3,86 x 1026 W şi se notează cu simbolul L). Aceasta reprezintă cantitatea de energie emisă pe secundă. Luminozitatea nu poate fi determinată direct pentru că strălucirea unei stele, aşa cum este văzută de pe Pământ depinde de distanţa la care se află steaua cât şi de luminozitatea intrinsecă. Spre exemplu α Centauri A si Soarele au liminozităţi similare, însă pe cerul nopţii α Centauri A este doar un punct luminos slab întrucât este situat de aproximativ 280.000 de ori mai departe de Pământ decât Soarele.

Pentru a putea determina luminozitatea intrinsecă a unei stele este nevoie să îi cunoaştem strălucirea aparentă definită prin cantitatea de lumină ce ajunge pe Pământ pe o unitate de suprafaţă. Astfel termenul ştiinţific pentru strălucire aparentă este fluxul.

Pe măsură ce lumina se depărtează de stea, se va dispersa în spaţiu pe regiuni tot mai vaste, supunându-se legii pătratelor inverse. Dacă Soarele ar fi observat de la o distanţă de două ori mai mare decât cea existentă în prezent, ar părea mai slab cu un factor de 22 = 4. Dacă l-am vedea de la o distanţă de 10 U.A. ar părea de 102 ori mai slab. Dacă am observa Soarele aflat în aceeaşi locaţie ca α Centauri A, ar fi mai slab de 270.0002 ceea ce înseamnă de 70 de miliarde de ori mai slab.

Legea pătratelor inverse descrie cantitatea de energie care este receptată de ochiul uman sau de un alt detector. Să ne imaginăm o sfera imensă, cu o rază d, centrată pe o stea. Cantitatea de lumină ce răzbate printr-un metru pătrat din suprafaţa stelei este luminozitatea (L), divizată la totalul suprafeţei sferei. Suprafaţa unei stele fiind dată de formula 4πd2 putem deduce că pe măsură ce sfera este mai mare, raza d este mai mare şi lafel se întâmplă şi în cazul luminozităţii.

Această cantitate, flux de energie care ajunge la ochii noştri este aşa cum am menţionat mai sus, strălucirea aparentă (uneori denumită simplu strălucire). Se măsoara în watts pe metru pătrat ( W/m2 ).

Formula pentru luminozitate şi distanţă

Relatia dintre distanţa, strălucire şi luminozitate este dată de:

unde ,

b = strălucirea stelei exprimată în W/m2

L = luminozitatea stelei exprimată în W

d =  distanţa până la stea exprimată în metri.

Exemplu:

Sirius se află la o distanţă de 8,6 a.l.

Obs. 1 a.l. = 9,46 x 1015m  8,6 a.l. = 8,6 x 9,46 x 1015 = 8,14 x 1016m

Aceasta înseamnă că un detector cu o suprafaţă de 1m2 (spre exemplu un telescop reflector) va recepta aproximativ între 1 şi 10 milionimi dintr-un watt!

Luminozitate, distanţă şi strălucire

Pentru a putea determina luminoziatea unei stele trebuie să îi cunoaştem distanţa şi strălucirea aparentă. Putem obţine toate acestea destul de uşor folosind Soarele ca referinţă. Vom rearanja formula astfel:

Folosind ecuaţia pentru Soare obţinem:

Raportul celor două formule fiind , ne va conduce la:

Adică tot ce trebuie să ştim pentru a determina luminozitatea unei stele este la ce distanţă se află faţă de Pământ în unităţi astronomice, dată de raporul
şi cât de strălucitoare este comparativ cu Soarele, relaţie dată de raportul

Exemplu:

Steaua I este la jumătatea distanţei  faţă de steaua II şi pare de 2 ori mai strălucitoare. Comparăm luminozitătile. Prima dată  şi

Atunci:

Aceasta înseamnă că steaua I are doar jumătate din luminozitatea stelei II, însă pare mai strălucitoare pentru că se află mai aproape de noi.

Anunțuri

Comentarii»

1. iarbacos - Octombrie 20, 2011

mersi pt post.
ma bucur ca am gasit site-ul tau.

EvolutieStelara - Octombrie 30, 2011

Ma bucur ca iti place.

2. astronomy390 - Februarie 16, 2017

e u site frumos !!!

EvolutieStelara - Februarie 16, 2017

Multumesc!


Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s

%d blogeri au apreciat asta: