Какова спектральная отражательная способность звездного света в тесной двойной системе?

Не обращайте внимания на Blender Monkey! ( отсюда )

из https://blender.stackexchange.com/q/51585/5334

В тесной двойной паре небольшая, но значительная часть света от каждой звезды падает на другую, и результат должен быть тщательно смоделирован, чтобы смоделировать наблюдаемый спектр системы при ее вращении.

Один эффект заключается в том, что излучение каждой звезды будет неравномерно нагревать поверхность другой звезды и изменять ее тепловое излучение, но здесь я спрашиваю о том, что свет от одной звезды рассеивается или диффузно отражается другой.

Как рассчитывается этот рассеянный/отраженный свет и примерно какова спектральная отражательная способность?

Конечно, каждая звезда будет отличаться, поэтому одного или двух примеров будет достаточно.

Мы часто относимся к звездам как к черным телам в качестве приближения, предполагая, что звезды имеют низкое альбедо, но на некоторой глубине плотность электронов будет достаточно высокой, чтобы плазменная частота достигла видимых длин волн, увеличивая отражательную способность, хотя это может быть слишком глубоко, чтобы иметь значение.

Я подозреваю, что звезды действительно невероятно близки к черным телам, поэтому доля отраженных фотонов настолько мала, что теряется в шуме.
@CarlWitthoft одно не обязательно следует за другим. Возьмем, к примеру, горячее стекло, хотя оно излучает спектр, подобный абсолютному черному телу, но одновременно почти прозрачно! физика.stackexchange.com/q/254099/83380
См., в частности, ответ @RobJeffries.
@CarlWitthoft Они все еще могут быть псевдочерными телами, но это не значит, что каждая часть, которую вы видите, имеет одинаковую температуру. Эффект отражения определенно является «вещью», которая учитывается при моделировании спектров и кривых блеска тесных двойных.

Ответы (3)

Звезды далеки от идеальных черных тел из-за рассеяния/отражения. Это особенно верно для более горячих звезд из-за наличия всех свободных электронов, но даже более холодные звезды могут отражать значительное их количество. Например, на aanda.org/articles/aa/pdf/2001/19/aa1009.pdf вы увидите, что они используют альбедо отражения 0,30 для звезды K и 1,00 для звезды F, но последнее число не подразумевается. если воспринимать их всерьез, их просто не волнует, отражается ли свет или поглощается и переизлучается, потому что это не важный термин. Но значение 0,30 для К-звезды можно было бы иметь в виду более серьезно, хотя оно все же не считается критическим параметром, поскольку влияет только на цвет отраженного света, а не на общее количество света (учитывая, что звезды находятся в радиационное равновесие, поэтому в конечном итоге должен вернуть весь падающий свет,

Действительно, звездное излучение часто характеризуется «эффективной температурой», чтобы связать поверхностный поток звезды с формулой Стефана-Больцмана для излучения черного тела с использованием параметра T, который не обязательно является фактической температурой. При использовании этого понятия, весьма распространенного при рассмотрении звезд, нет существенной разницы между нагревом и отражением от поверхности рассматриваемой звезды. Детали различия связаны с формой спектра, но эта форма в любом случае не является функцией Планка, поэтому, как только кто-то использует концепцию «эффективной температуры», вы уже расстаетесь с детальным пониманием форма спектра. (Если вам нужны детали спектра, вам придется тщательно смоделировать ситуацию.)

Вы правы в том, что альбедо зависит от типа звезды (более горячие звезды имеют высокое альбедо рассеяния из-за всех этих свободных электронов), и многие звезды действительно демонстрируют сильное рассеяние на своей поверхности. Рассеяние/отражение поднимает эффективную температуру выше фактической температуры рассматриваемых слоев, но опять же, если вы придерживаетесь эффективной температуры, не имеет значения, происходит ли рассеяние или нагрев черного тела, потому что эффективная температура явно относится к исходящей температуре. поток без претензий на реальную температуру. Довольно часто это различие заметают под ковер, и большинство звездных температур являются эффективными, а не фактическими температурами.

Другим следствием радиационного равновесия является то, что «эффект отражения» не может изменить общую светимость двойной системы, наблюдаемую со всех сторон, поэтому, если эффективная температура поверхности звезд повышается за счет отражения и/или нагревания, как это видно с некоторых направлениях, это должно быть точно компенсировано уменьшением яркости из-за затмений, видимых с других направлений. Таким образом, эффект отражения является частью изучения кривых блеска затмения, которые весьма полезны для понимания таких вещей, как размеры звезд.

Добавлено: хорошая статья о поляризации отраженного света была предоставлена ​​в комментариях uhoh, это nature.com/articles/s41550-019-0738-7. Идея состоит в том, что если звезды не слишком близко друг к другу, отраженного света не так много, но он все же заметен в силу того, что он сильно линейно поляризован в направлении, перпендикулярном линии между звездами. Таким образом, он гораздо лучше проявляется в линейно поляризованном свете, потенциально важном новом диагностике двойных систем.

Я пока не вижу здесь ничего, что упоминало бы значение отражательной способности. 1%? 99% 1Е-7? Это скорее эссе о том, что «это зависит», чем ответ на заданный вопрос. Можете ли вы укрепить его хотя бы приблизительным значением?
Это зависит от степени ионизации, но приблизительная отражающая способность горячих звезд составляет не менее 50%, а холодных звезд значительно меньше. Это также зависит от длины волны. Но моя точка зрения заключалась в том, что разница может быть не так важна, как вы думаете.

В дополнение к ответу @KenG , вот фактическая точка данных.

Новая статья в журнале Nature « Поляризованный отраженный свет от двойной системы Спика» (можно скачать здесь ) примечательна тем, что измерение поляризованного компонента отраженного света говорит о том, что это реальное отражение , а не одна звезда нагревает другую, создавая более яркий свет. излучающая площадь.

В их модели системы Спика используются в основном принятые параметры, но из полученных параметров геометрическое альбедо компонентов A и B составляет около 3,6% и 1,4% соответственно.

Вы можете прочитать больше об альбедо Бонда и геометрическом альбедо в превосходном ответе @zephyr на вопрос, почему альбедо Энцелада больше 1?

Это давняя (и сложная!) проблема моделирования кривых блеска затменно-двойных систем. Вот полный обзор от 1985 года (с более поздними ссылками здесь ), который предполагает (из очень беглого просмотра), что для некоторых систем было обнаружено альбедо около 0,5, но детали зависят также от температуры и длины волны.

Текущее состояние дел в моделировании можно найти в документах и ​​документации по затмевающему двоичному коду PHOEBE .

Это очень полезно, спасибо! Из вашего списка ссылок на Vaz 1985 я нашел Heber et al. 2004 HS 2333+3927: новая бинарная система sdB+dM с сильным эффектом отражения . В табл. 2 приведены два решения с Т 1 = 36 000 К и альбедо 1,0 и Т 2 = 3800 К и альбедо 0,39 или Т 2 = 3400 K и альбедо 1,0, так что кажется, что средняя отражательная способность может быть очень высокой!