Какво е светимостта и какво ни казва?

Колко ярка е звезда? Планета? Галактика? Когато астрономите искат да отговорят на тези въпроси, те изразяват яркостта на тези обекти, използвайки термина "светимост". Описва яркостта на обект в пространството. Звезди и галактики излъчват различни форми на светлина. Какво мил светлината, която излъчват или излъчват, говори колко енергични са. Ако обектът е планета, той не излъчва светлина; отразява го. Въпреки това, астрономите също използват термина "светимост", за да обсъдят планетарните яркости.

Колкото по-голяма е светимостта на даден обект, толкова по-ярка изглежда. Един обект може да бъде много светещ при много вълнови дължини светлина, от видима светлина, рентгенови лъчи, ултравиолетови, инфрачервени, микровълнови, до радио и гама лъчи, Често зависи от интензивността на излъчваната светлина, което е функция от това колко енергичен е обектът е.

Повечето хора могат да получат много обща представа за светимостта на обекта, просто като го разгледат. Ако изглежда светло, има по-висока светимост, отколкото ако е тъмно. Този външен вид обаче може да бъде измамен. Разстоянието също влияе върху видимата яркост на обект. Далечна, но много енергична звезда може да ни се стори по-димна от по-ниска, но по-близка.

Астрономите определят светимостта на звездата, като гледат нейния размер и ефективната му температура. Ефективната температура се изразява в градуси Келвин, така че Слънцето е 5777 келвина. Квазар (далечен, хипер-енергиен обект в центъра на масивна галактика) може да бъде до 10 трилиона градуса Келвин. Всяка от техните ефективни температури води до различна яркост за обекта. Квазарът обаче е много далеч и така изглежда неясен.

Светимостта, която има значение, когато става въпрос за разбирането на това, което захранва обект, от звезди до квазари, е присъщата светимост. Това е мярка за количеството енергия, което всъщност излъчва във всяка посока всяка секунда, независимо от това къде се намира във Вселената. Това е начин за разбиране на процесите вътре в обекта, които помагат да се направи ярък.

Друг начин да се изведе светимостта на звездата е да се измери видимата яркост (как изглежда на окото) и да се сравни с нейното разстояние. Звездите, които са по-далеч, изглеждат по-тъмни от тези, които са по-близо до нас, например. Обектът обаче може да изглежда и в тъмен вид, защото светлината се поглъща от газ и прах, които се намират между нас. За да получат точна мярка за светимостта на небесен обект, астрономите използват специализирани инструменти, като например болометър. В астрономията те се използват главно в радиовълни - по-специално в диапазона на субмилиметъра. В повечето случаи това са специално охладени инструменти до една степен над абсолютната нула, за да бъдат най-чувствителните им.

Друг начин за разбиране и измерване на яркостта на обекта е чрез неговата величина. Полезно е да знаете дали сте втренчени, тъй като ви помага да разберете как наблюдателите могат да се отнасят към яркостите на звездите по отношение един на друг. Численото число отчита светимостта на обекта и разстоянието му. По същество обектът с втора магнитуд е около два и половина пъти по-ярък от трета с магнитуд и два и половина пъти по-димен от обект от първа величина. Колкото по-малко е числото, толкова по-ярка е величината. Слънцето например е с магнитуд -26,7. Звездата Сириус е с магнитуд -1.46. Той е 70 пъти по-светещ от Слънцето, но се намира на 8,6 светлинни години и е леко затъмнен от разстоянието. Важно е да разберете, че един много ярък обект на голямо разстояние може да изглежда много неясен поради разстоянието си, докато тъмният обект, който е много по-близо, може да "изглежда" по-ярко.

Явната величина е яркостта на даден обект, тъй като той се появява на небето, докато го наблюдаваме, независимо от това колко далеч е той. Абсолютната величина наистина е мярка за присъщ яркост на обект. Абсолютната величина всъщност не се интересува от разстоянието; звездата или галактиката все още ще излъчват това количество енергия, независимо колко далеч е наблюдателят. Това прави по-полезно да помогнете да разберете колко ярък и горещ и голям е наистина обектът.

В повечето случаи светимостта е предназначена да отразява колко енергия се излъчва от обект във всички форми на светлина, която излъчва (визуална, инфрачервена, рентгенова и др.). Светимостта е терминът, който прилагаме за всички дължини на вълните, независимо от това къде се намират в електромагнитния спектър. Астрономите изучават различните дължини на вълната на светлината от небесните обекти, като вземат постъпващата светлина и използват спектрометър или спектроскоп, за да "разчупят" светлината на нейните компоненти дължини на вълната. Този метод се нарича "спектроскопия" и той дава чудесен поглед върху процесите, които правят обектите да блестят.

Всеки небесен обект е ярък със специфична дължина на вълната на светлината; например, неутронни звезди обикновено са много ярки в Рентгенов и радио групи (макар и не винаги; някои са най-ярки в гама лъчи). Твърди се, че тези обекти имат висока рентгенова и радиосветлина. Те често са много ниски оптичен светимост.

Звездите излъчват в много широки групи от дължини на вълните, от видимата до инфрачервената и ултравиолетовата; някои много енергични звезди също са ярки в радиото и рентгеновите лъчи. Централните черни дупки на галактиките се намират в региони, които излъчват огромни количества рентгенови лъчи, гама-лъчи и радиочестоти, но могат да изглеждат доста неясни при видима светлина. Нагрятите облаци от газ и прах, където се раждат звезди, могат да бъдат много ярки в инфрачервената и видимата светлина. Самите новородени са доста ярки в ултравиолетовата и видимата светлина.

• Яркостта на обекта се нарича неговата светимост.
• Яркостта на обект в пространството често се определя от цифрова цифра, наречена неговата величина.
• Обектите могат да бъдат „ярки“ в повече от един набор от дължини на вълните. Например Слънцето е ярко в оптична (видима) светлина, но също така се счита за ярко в рентгенови лъчи на моменти, както и ултравиолетова и инфрачервена.

• Голям Космос, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/luminosity.html.
• „Светимост | COSMOS. " Център за астрофизика и суперкомпютри, astronomy.swin.edu.au/cosmos/L/Luminosity.
• МакРобърт, Алън. „Звездната величина: Измерване на яркостта.“ Sky & Телескоп, 24 май 2017 г., www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/.

Редактиран и преработен от Каролин Колинс Петерсен