La caracterización de los cuerpos celestes puede ser muy confusa. Solo las estrellas tienen magnitud aparente, absoluta, luminosidad y otros parámetros. Intentaremos ocuparnos de esto último. ¿Cuál es la luminosidad de las estrellas? ¿Tiene algo que ver con su visibilidad en el cielo nocturno? ¿Cuál es la luminosidad del Sol?
Naturaleza de las estrellas
Las estrellas son cuerpos cósmicos muy masivos que emiten luz. Se forman a partir de gases y polvo, como resultado de la compresión gravitatoria. Dentro de las estrellas hay un núcleo denso en el que tienen lugar las reacciones nucleares. Hacen brillar las estrellas. Las principales características de las luminarias son el espectro, tamaño, brillo, luminosidad, estructura interna. Todos estos parámetros dependen de la masa de una estrella en particular y de su composición química.
Los principales "constructores" de estos cuerpos celestes son el helio y el hidrógeno. En menor cantidad con respecto a ellos, pueden estar contenidos carbono, oxígeno y metales (manganeso, silicio, hierro). Las estrellas jóvenes tienen la mayor cantidad de hidrógeno y helio, con el tiempo sus proporciones disminuyen, dando paso a otros elementos.
Aylas regiones internas de la estrella, el ambiente es muy "caliente". La temperatura en ellos alcanza varios millones de kelvin. Hay reacciones continuas en las que el hidrógeno se convierte en helio. En la superficie, la temperatura es mucho más baja y solo alcanza unos pocos miles de grados Kelvin.
¿Cuál es la luminosidad de las estrellas?
Las reacciones de fusión dentro de las estrellas van acompañadas de liberaciones de energía. La luminosidad también se denomina cantidad física que refleja exactamente cuánta energía produce un cuerpo celeste en un tiempo determinado.
A menudo se confunde con otros parámetros, como el brillo de las estrellas en el cielo nocturno. Sin embargo, el brillo o valor aparente es una característica aproximada que no se mide de ninguna manera. Está relacionado en gran medida con la distancia de la luminaria a la Tierra y describe solo qué tan bien se ve la estrella en el cielo. Cuanto menor sea el número de este valor, mayor será su brillo aparente.
A diferencia de ella, la luminosidad de las estrellas es un parámetro objetivo. No depende de dónde esté el observador. Esta es una característica de una estrella que determina su poder energético. Puede cambiar en diferentes períodos de la evolución de un cuerpo celeste.
Aproximada a la luminosidad, pero no idéntica, es la magnitud absoluta. Denota el brillo de la estrella, visible para un observador a una distancia de 10 parsecs o 32,62 años luz. Se usa comúnmente para calcular la luminosidad de las estrellas.
Determinación de la luminosidad
La cantidad de energía que emite un cuerpo celeste se determina en vatios (W), julios por segundo(J/s) o en ergios por segundo (ergio/s). Hay varias formas de encontrar el parámetro requerido.
Se puede calcular fácilmente usando la fórmula L=0, 4(Ma -M) si conoce el valor absoluto de la estrella deseada. Entonces, la letra latina L representa la luminosidad, la letra M es la magnitud absoluta y Ma es la magnitud absoluta del Sol (4,83 Ma).
Otra forma implica más conocimiento sobre la luminaria. Si conocemos el radio (R) y la temperatura (Tef) de su superficie, entonces la luminosidad se puede determinar mediante la fórmula L=4pR 2sT4ef. La s latina en este caso significa una cantidad física estable: la constante de Stefan-Boltzmann.
La luminosidad de nuestro Sol es 3.839 x 1026 Watts. Por simplicidad y claridad, los científicos suelen comparar la luminosidad de un cuerpo cósmico con este valor. Entonces, hay objetos miles o millones de veces más débiles o más poderosos que el Sol.
Clases de luminosidad de las estrellas
Para comparar estrellas entre sí, los astrofísicos utilizan diferentes clasificaciones. Se dividen según espectros, tamaños, temperaturas, etc. Pero la mayoría de las veces, para una imagen más completa, se utilizan varias características a la vez.
Existe una clasificación central de Harvard basada en los espectros emitidos por las luminarias. Utiliza letras latinas, cada una de las cuales corresponde a un color específico de radiación (O-azul, B - blanco-azul, A - blanco, etc.).
Las estrellas del mismo espectro pueden tener diferentesluminosidad. Por lo tanto, los científicos han desarrollado la clasificación de Yerk, que también tiene en cuenta este parámetro. Los separa por luminosidad, en función de su magnitud absoluta. Al mismo tiempo, a cada tipo de estrella se le asignan no solo las letras del espectro, sino también los números responsables de la luminosidad. Por lo tanto, asigne:
- hipergigantes (0);
- supergigantes más brillantes (Ia+);
- supergigantes brillantes (Ia);
- supergigantes normales (Ib);
- gigantes brillantes (II);
- gigantes normales (III);
- subgigantes (IV);
- enanos de la secuencia principal (V);
- subenanos (VI);
- enanas blancas (VII);
Cuanto mayor es la luminosidad, menor es el valor del valor absoluto. Para gigantes y supergigantes, se indica con un signo menos.
La relación entre el valor absoluto, la temperatura, el espectro y la luminosidad de las estrellas se muestra en el diagrama de Hertzsprung-Russell. Fue adoptado en 1910. El diagrama combina las clasificaciones de Harvard y York y le permite considerar y clasificar las luminarias de manera más holística.
Diferencia de luminosidad
Los parámetros de las estrellas están fuertemente interconectados entre sí. La luminosidad se ve afectada por la temperatura de la estrella y su masa. Y dependen en gran medida de la composición química de la estrella. La masa de una estrella es mayor cuanto menos elementos pesados contiene (más pesados que el hidrógeno y el helio).
Las hipergigantes y varias supergigantes tienen las masas más grandes. Son las estrellas más poderosas y brillantes del universo, pero al mismo tiempo son las más raras. Los enanos, por el contrario, tienen una masa pequeña yluminosidad, pero constituyen aproximadamente el 90% de todas las estrellas.
La estrella más masiva que se conoce actualmente es la hipergigante azul R136a1. Su luminosidad supera a la solar en 8,7 millones de veces. Una estrella variable en la constelación Cygnus (P Cygnus) supera al Sol en luminosidad en 630 000 veces, y S Doradus supera este parámetro en 500 000 veces. Una de las estrellas más pequeñas conocidas, 2MASS J0523-1403 tiene una luminosidad de 0,00126 del Sol.
