Что такое светимость и что она говорит нам?

Насколько яркая звезда? Планета? Галактика? Когда астрономы хотят ответить на эти вопросы, они выражают яркость этих объектов, используя термин «светимость». Он описывает яркость объекта в пространстве. Звезды и галактики испускают различные формы света. какая Добрый света, который они излучают или излучают, говорит о том, насколько они энергичны. Если объект является планетой, он не излучает свет; это отражает это. Тем не менее, астрономы также используют термин «светимость» для обсуждения яркости планет.

Чем больше яркость объекта, тем ярче он выглядит. Объект может быть очень ярким при нескольких длинах волн света, от видимого света, рентгеновских лучей, ультрафиолета, инфракрасного излучения, микроволновой печи, до радио и гамма-лучи, это часто зависит от интенсивности испускаемого света, которая зависит от того, насколько энергичен объект является.

Большинство людей могут получить общее представление о светимости объекта, просто взглянув на него. Если он выглядит ярким, он имеет более высокую яркость, чем при тусклом. Однако такой внешний вид может быть обманчивым. Расстояние также влияет на видимую яркость объекта. Далекая, но очень энергичная звезда может казаться нам тусклее, чем более низкая энергия, но ближе.

Астрономы определяют яркость звезды, глядя на ее размер и эффективную температуру. Эффективная температура выражается в градусах Кельвина, поэтому Солнце составляет 5777 Кельвинов. Квазар (отдаленный, гиперэнергетический объект в центре массивной галактики) может достигать 10 триллионов градусов Кельвина. Каждая из их эффективных температур приводит к различной яркости для объекта. Квазар, однако, очень далеко, и поэтому кажется тусклым.

Светимость, которая имеет значение, когда дело доходит до понимания того, что питает объект, от звезд до квазаров, это внутренняя светимость. Это мера количества энергии, которую она фактически излучает во всех направлениях каждую секунду, независимо от того, где она находится во вселенной. Это способ понять процессы внутри объекта, которые помогают сделать его ярким.

Еще один способ определить яркость звезды - измерить ее видимую яркость (как она выглядит для глаза) и сравнить ее с расстоянием. Например, звезды, которые находятся дальше, кажутся тусклее, чем те, что ближе к нам. Однако объект также может выглядеть тусклым, потому что свет поглощается газом и пылью, которые лежат между нами. Чтобы получить точную оценку светимости небесного объекта, астрономы используют специализированные инструменты, такие как болометр. В астрономии они используются в основном на радиоволнах - в частности, в субмиллиметровом диапазоне. В большинстве случаев это специально охлажденные инструменты, которые на один градус выше абсолютного нуля являются наиболее чувствительными.

Другой способ понять и измерить яркость объекта - через его величину. Полезно знать, смотрите ли вы на звезды, поскольку это помогает вам понять, как наблюдатели могут относиться к яркости звезд по отношению друг к другу. Число величины учитывает яркость объекта и его расстояние. По существу, объект второй величины примерно в два с половиной раза ярче, чем объект третьей величины, и в два с половиной раза тусклее, чем объект первой величины. Чем меньше число, тем ярче величина. Солнце, например, имеет величину -26,7. Звезда Сириус имеет величину -1,46. Она в 70 раз ярче Солнца, но находится на расстоянии 8,6 световых лет и слегка затемнена расстоянием. Важно понимать, что очень яркий объект на большом расстоянии может казаться очень тусклым из-за своего расстояния, тогда как тусклый объект, который находится намного ближе, может «выглядеть» ярче.

Кажущаяся величина - это яркость объекта, который появляется на небе, когда мы его наблюдаем, независимо от того, как далеко он находится. Абсолютная величина действительно является мерой свойственный яркость объекта. Абсолютная величина на самом деле не «заботится» о расстоянии; звезда или галактика будут излучать такое количество энергии независимо от того, как далеко находится наблюдатель. Это делает более полезным понимание того, насколько ярким, горячим и большим на самом деле является объект.

В большинстве случаев светимость предназначена для определения количества энергии, излучаемой объектом во всех формах света, который он излучает (визуальный, инфракрасный, рентгеновский и т. Д.). Светимость - это термин, который мы применяем ко всем длинам волн, независимо от того, где они лежат в электромагнитном спектре. Астрономы изучают различные длины волн света от небесных объектов, беря входящий свет и используя спектрометр или спектроскоп, чтобы «разбить» свет на составляющие его длины волн. Этот метод называется «спектроскопия», и он дает глубокое понимание процессов, которые заставляют объекты сиять.

Каждый небесный объект ярок в определенных длинах волн света; например, нейтронные звезды как правило, очень яркие в Рентгеновский и радио полосы (хотя и не всегда; некоторые из них самые яркие гамма излучение). Говорят, что эти объекты имеют высокую рентгеновскую и радиосветимость. Они часто имеют очень низкий оптический светимость.

Звезды излучают в очень широких диапазонах длин волн, от видимого до инфракрасного и ультрафиолетового; некоторые очень энергичные звезды также ярки в радио и рентгеновских лучах. Центральные черные дыры галактик расположены в областях, которые испускают огромное количество рентгеновских лучей, гамма-лучей и радиочастот, но могут выглядеть довольно тусклыми в видимом свете. Нагретые облака газа и пыли, где рождаются звезды, могут быть очень яркими в инфракрасном и видимом свете. Сами новорожденные довольно ярки в ультрафиолетовом и видимом свете.

• Яркость объекта называется его светимостью.
• Яркость объекта в пространстве часто определяется числовой величиной, называемой его величиной.
• Объекты могут быть «яркими» в более чем одном наборе длин волн. Например, Солнце яркое в оптическом (видимом) свете, но иногда считается ярким в рентгеновских лучах, а также в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне.

• Крутой Космос, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/luminosity.html.
• «Светимость | КОСМОС «. Центр астрофизики и суперкомпьютинга, astronomy.swin.edu.au/cosmos/L/Luminosity.
• МакРоберт, Алан. «Система звездных величин: измерение яркости». Небо и телескоп24 мая 2017 г., www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/.

Отредактировано и отредактировано Кэролин Коллинз Петерсен