Характеристика небесних тіл може бути дуже заплутаною. Тільки у зірок є видима, абсолютна величина, світність та інші параметри. З останнім ми і спробуємо розібратися. Що таке світність зірок? Чи має вона щось спільне з їх видимістю на нічному небосхилі? Яка світність у Сонця?

Природа зірок

Зірки – дуже масивні космічні тіла, що випромінюють світло. Вони утворюються з газів і пилу, в результаті гравітаційного стиснення. Всередині зірок знаходиться щільне ядро, в якому відбуваються ядерні реакції. Вони і сприяють світіння зірок. Основними характеристиками світил є спектр, розмір, блиск, світність, внутрішня структура. Всі ці параметри залежать від маси конкретної зірки і її хімічного складу.


Головними «конструкторами» цих небесних тіл є гелій і водень. В меншій кількості щодо них, може міститися вуглець, кисень і метали (марганець, кремній, залізо). Найбільша кількість водню і гелію у молодих зірок, з часом їх пропорції зменшуються, поступаючись місцем іншим елементам. У внутрішніх областях зірки обстановка дуже гаряча. Температура в них доходить до кількох мільйонів кельвінів. Тут йдуть безперервні реакції, в яких водень перетворюється в гелій. На поверхні температура набагато нижча і доходить тільки до кількох тисяч кельвінів.

Що таке світність зірок?

Термоядерні реакції всередині зірок супроводжуються викидами енергії. Светимостью ж називають фізичну величину, яка відображає, скільки саме енергії виробляє небесне тіло за певний час.


Її часто плутають з іншими параметрами, наприклад, з яскравістю зірок на нічному небі. Однак яскравість або ж видима величина – це приблизна характеристика, яка ніяк не вимірюється. Вона багато в чому пов'язана з віддаленістю світила від Землі і описує тільки те, наскільки добре зірка видно на небосхилі. Чим менше цифра цієї величини, тим більше її видима яскравість. На відміну від неї, світність зірок – це об'єктивний параметр. Він не залежить від того, де знаходиться спостерігач. Це характеристика зірки, що визначає її енергетичну потужність. Вона може змінюватися в різні періоди еволюції небесного тіла. Наближеною до світності, але не тотожною, є абсолютна зоряна величина. Вона позначає яскравість світила, видиму спостерігача на відстані 10 парсек або 3262 світлових років. Зазвичай вона використовується для обчислення світності зірок.

Визначення світності

Кількість енергії, яку виділяє небесне тіло, визначається у ватах (Вт), джоулях на секунду (Дж/с) або в эргах на секунду (ерг/с). Існує кілька способів знайти потрібний параметр. Його легко обчислити за формулою L = 04(Ma -M),якщо знати абсолютну величину потрібної зірки. Так, позначається латинською літерою L світність, літера М – це абсолютна зоряна величина, а Ма – абсолютна величина Сонця (483 Ма). Інший спосіб передбачає великих знань про світилі. Якщо нам відомі радіус (R) і температура ( T ef )його поверхні, то світність можна визначити за формулою L=4pR 2 sT 4 ef . Латинська s в даному випадку означає стабільну фізичну величину - постійну Стефана-Больцмана.
Світність нашого Сонця дорівнює 3839 х 10 26 Ватам. Для простоти і наочності, вчені зазвичай порівнюють світність космічного тіла саме з цією величиною. Так, існують об'єкти в тисячі або мільйони разів слабкіше або потужніший Сонця.

Класи світності зірок

Для порівняння зірок між собою, астрофізики використовую різні класифікації. Їх ділять за спектрами, розмірами, температур і т. д. Але найчастіше, для більш повної картини використовують відразу декілька характеристик. Існує центральна гарвардська класифікація, заснована на спектрах, які випромінюють світила. В ній використовують латинські літери, кожна з яких відповідає конкретному кольором випромінювання (Про-блакитний, В – біло-голубий, А білий і т. д.). Зірки одного спектру можуть мати різну світність. Тому науковці розробили йеркскую класифікацію, яка враховує і цей параметр. Вона поділяє їх за світністю, грунтуючись на абсолютній величині. При цьому кожному виду зірок приписують не тільки букви спектру, але й цифри, що відповідають за світність. Так, виділяють:

гипергигантов (0);

яскравих надгігантів (Ia+);

яскравих надгігантів (Ia);

нормальних надгігантів (Ib);

яскравих гігантів (II);

нормальних гігантів (III);

субгигантов (IV);

карликів головної послідовності (V);

субкарликів (VI);

білих карликів (VII);

Чим більше світність, тим менше значення абсолютної величини. У гігантів і надгігантів воно позначається зі знаком мінус. Зв'язок між абсолютною величиною, температурою, спектром, светимостью зірок показує діаграма Герцшпрунга — Рессела. Вона була прийнята ще в 1910 році. Діаграма об'єднує гарвардську і йеркскую класифікації і дозволяє розглядати і класифікувати світила більш цілісно.

Різниця в світності

Параметри зірок сильно взаємопов'язані один з одним. На світність вплив має температура зірки і її маса. А вони у багато залежать від хімічного складу світила. Маса зірки стає тим більше, чим менше в ній важких елементів важче водню і гелію).
Найбільшою масою мають гипергиганти і різні надгіганти. Вони найбільш потужні і яскраві зірки у Всесвіті, але разом з тим, і рідкісні. Карлики, навпаки, володіють невеликою масою і светимостью, але становлять близько 90% всіх зірок. Найбільш масивною зіркою, яка відома зараз, є блакитний гипергигант R136a1. Її світність перевищує сонячну в 87 мільйонів разів. Змінна зірка в сузір'ї Лебедя (Р Лебедя) перевершує по світності Сонце в 630000 раз, а S Золотої Риби перевищує цей його параметр в 500000 разів. Одна з найменших відомих зірок 2MASS J0523-1403 має светимостью 000126 від сонячної.