Εάν ένα κόκκινο αστέρι και λευκό ακτινοβολεί ενέργεια με τον ίδιο ρυθμό, μπορεί να είναι μέγεθος όχι που πρέπει να είναι μεγαλύτερο γιατί;
Κατανόηση αστρικών ιδιοτήτων
* Χρώμα και θερμοκρασία: Το χρώμα ενός αστεριού είναι ένας άμεσος δείκτης της θερμοκρασίας της επιφάνειας του. Τα κόκκινα αστέρια είναι πιο δροσερά από τα λευκά αστέρια.
* Luminosity: Η φωτεινότητα είναι η συνολική ποσότητα ενέργειας που εκπέμπει ένα αστέρι ανά δευτερόλεπτο.
* Μέγεθος: Το μέγεθος ενός αστεριού (ακτίνα) παίζει καθοριστικό ρόλο στη φωτεινότητα του. Τα μεγαλύτερα αστέρια έχουν περισσότερη επιφάνεια και επομένως ακτινοβολούν περισσότερη ενέργεια.
Η σχέση μεταξύ χρώματος, θερμοκρασίας και φωτεινότητας
* Νόμος του Wien: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι το μέγιστο μήκος κύματος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από ένα μαύρο σώμα (όπως ένα αστέρι) είναι αντιστρόφως ανάλογη προς τη θερμοκρασία του. Τα ζεστά αστέρια (λευκά) εκπέμπουν περισσότερο από την ενέργειά τους σε μικρότερα μήκη κύματος (μπλε/λευκό), ενώ τα πιο δροσερά αστέρια (κόκκινα) εκπέμπουν περισσότερο σε μεγαλύτερα μήκη κύματος (κόκκινο/υπερύθρων).
* Νόμος Stefan-Boltzmann: Αυτός ο νόμος αναφέρει ότι η συνολική ενέργεια που ακτινοβολείται ανά μονάδα επιφάνειας ενός μαύρου σώματος είναι ανάλογη προς την τέταρτη ισχύ της θερμοκρασίας του. Αυτό σημαίνει ότι τα θερμότερα αστέρια εκπέμπουν σημαντικά περισσότερη ενέργεια ανά μονάδα από τα πιο δροσερά αστέρια.
Γιατί τα κόκκινα αστέρια πρέπει να είναι μεγαλύτερα
Για να ακτινοβολήσει την ίδια ενέργεια με ένα λευκό αστέρι, ένα κόκκινο αστέρι πρέπει να είναι σημαντικά μεγαλύτερο. Εδώ είναι γιατί:
1. χαμηλότερη θερμοκρασία: Ένα κόκκινο αστέρι έχει χαμηλότερη θερμοκρασία επιφάνειας από ένα λευκό αστέρι. Αυτό σημαίνει ότι ακτινοβολεί λιγότερη ενέργεια ανά περιοχή μονάδας.
2. Αποζημίωση μέσω μεγέθους: Για να αντισταθμιστεί η χαμηλότερη παραγωγή ενέργειας ανά περιοχή μονάδας, το κόκκινο αστέρι χρειάζεται μια πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια για να ακτινοβολήσει την ίδια συνολική ενέργεια με το λευκό αστέρι.
Συμπερασματικά
Για δύο αστέρια να ακτινοβολούν την ίδια ενέργεια, το πιο δροσερό, το κόκκινο αστέρι πρέπει να έχει μεγαλύτερη ακτίνα από το θερμότερο, λευκό αστέρι. Αυτή η διαφορά στο μέγεθος βοηθά το κόκκινο αστέρι να εκπέμπει αρκετή ενέργεια για να ταιριάζει με τη φωτεινότητα του λευκού αστέρι παρά τη χαμηλότερη θερμοκρασία της επιφάνειας.
