Связь между энергией звезды и тепловым эффектом

Поскольку температура звезды является показателем энергии, проходящей через каждую единицу ее поверхности, отсюда следует, что для холодных красных и горячих голубых звезд с одинаковой светимостью более холодная красная звезда должна быть значительно меньше, чтобы энергия улетучивалась через уменьшенную площадь поверхности. и имеет гораздо больший эффект нагрева . Следовательно, знание цвета и светимости звезды может определить ее размер.

В частности, я не могу понять связь между энергией и эффектом нагрева. Конечно, я искал слово «тепловой эффект» на своем родном языке. Кроме того, я гуглил на английском языке.

Что такое эффект нагрева в этом контексте? Не могли бы вы объяснить мне? Если вы окажете мне какую-либо помощь, это будет очень полезно для меня.

Если синяя и красная звезды имеют одинаковую светимость, то (примерно) они выделяют одинаковое количество энергии в секунду. Поскольку красная звезда холоднее, на единицу площади излучается меньше энергии. Если общая энергия одинакова, общая площадь красной звезды должна быть больше, а не меньше, как вы утверждаете. Мне трудно понять, что вы подразумеваете под «тепловым эффектом». Вы имеете в виду мощность звезды (количество энергии в секунду)?

Ответы (1)

Я не уверен, что вы имеете в виду под "тепловым эффектом". На сколько другое тело нагревается звездой со светимостью л определяется его эффективной температурой :

Т е ф ф знак равно ( л ( 1 а ) 16 π о Д 2 ) 1 / 4
куда а это альбедо, Д расстояние до другого тела, а о – постоянная Стефана-Больцмана. Если светимость дана, то прямой зависимости от размера звезды нет.

Единственное, что имеет значение, это яркость. Вы сами заявили, что светимости одинаковы, а это означает, что рассматриваемая красная звезда, вероятно, является красным сверхгигантом — членом группы, включающей многие из крупнейших звезд во Вселенной.

Почему, с математической точки зрения, это так? Ну, звездные модели могут сказать нам, что это так, но мы также можем понять это с помощью закона Стефана-Больцмана , предположив, что звезды являются черными телами . Для объекта радиусом р и температура Т , светимость примерно

л знак равно 4 π о р 2 Т 4
Если звезда 1 — голубой сверхгигант, а звезда 2 — красный сверхгигант, то, полагая светимости равными, имеем
л 1 знак равно л 2 р 1 2 Т 1 4 знак равно р 2 2 Т 2 4
Мы знаем это Т 2 намного меньше, чем Т 1 - возможно на порядок - так р 2 должны быть намного больше, чтобы светимости были одинаковыми. Это соответствует тому, что мы наблюдаем, и тому, что предсказывают модели.