Πώς μπορεί κανείς να καθορίσει τη διάμετρο ενός αστέρι;

Ο προσδιορισμός της διαμέτρου ενός αστεριού είναι λίγο δύσκολος, αφού δεν μπορούμε να το μετρήσουμε άμεσα όπως θα κάναμε με ένα αντικείμενο στη Γη. Ωστόσο, οι αστρονόμοι έχουν αναπτύξει έξυπνες μεθόδους για να εκτιμήσουν το μέγεθος αυτών των ουράνιων γίγαντες. Εδώ είναι οι πιο συνηθισμένοι τρόποι:

1. Μέτρηση της γωνιακής διαμέτρου και της απόστασης του αστεριού:

* γωνιακή διάμετρο: Αυτό είναι το φαινόμενο μέγεθος του αστέρι όπως φαίνεται από τη Γη, που μετράται σε μονάδες όπως το Arcseconds (1/3600 του βαθμού).

* απόσταση: Πρέπει να γνωρίζουμε πόσο μακριά είναι το αστέρι να μεταφράσουμε τη γωνιακή διάμετρο σε μια φυσική διάμετρο. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν διάφορες μεθόδους για τον προσδιορισμό των αποστάσεων, όπως το parallax, τα τυποποιημένα κεριά και το φασματοσκοπικό parallax.

* Υπολογισμός: Η σχέση μεταξύ γωνιακής διαμέτρου, απόστασης και φυσικής διαμέτρου είναι:

* Φυσική διάμετρος =2 * απόσταση * μαύρισμα (γωνιακή διάμετρο / 2)

2. Χρήση του νόμου Stefan-Boltzmann:

* Luminosity: Αυτή είναι η συνολική ενεργειακή παραγωγή του αστεριού, που μετράται σε watts. Οι αστρονόμοι μπορούν να καθορίσουν τη φωτεινότητα μελετώντας τη φωτεινότητα και την απόσταση του αστεριού.

* Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία της επιφάνειας του αστεριού μπορεί να εκτιμηθεί από το χρώμα ή το φάσμα του.

* Υπολογισμός: Ο νόμος Stefan-Boltzmann σχετίζεται με τη φωτεινότητα (L), τη θερμοκρασία (t) και την ακτίνα (r) ενός αστέρι:

* l =4πr²σt⁴

* Όπου σ είναι η σταθερά Stefan-Boltzmann. Γνωρίζοντας L και T, μπορούμε να λύσουμε για την ακτίνα και στη συνέχεια να υπολογίσουμε τη διάμετρο.

3. Χρήση της μετατόπισης Doppler των φασματικών γραμμών:

* Φασματικές γραμμές: Όταν ένα αστέρι περιστρέφεται, το φως που εκπέμπεται από τη μία πλευρά του αστέρι μετατοπίζεται ελαφρώς προς το μπλε άκρο του φάσματος (Blueshift), ενώ το φως από την άλλη πλευρά μετατοπίζεται προς το κόκκινο άκρο (κόκκινη μετατόπιση).

* Μέτρηση: Η ποσότητα της μετατόπισης μπορεί να μετρηθεί και το πλάτος της φασματικής γραμμής αντιστοιχεί άμεσα στην ταχύτητα περιστροφής του αστεριού.

* Υπολογισμός: Γνωρίζοντας την ταχύτητα περιστροφής και την περίοδο περιστροφής του αστεριού (που προσδιορίζεται από παρατηρήσεις), μπορούμε να υπολογίσουμε την περιφέρεια του αστεριού και στη συνέχεια τη διάμετρο του.

4. Συμβολομετρία:

* Συμβολομέτρα: Αυτά είναι εξειδικευμένα τηλεσκόπια που συνδυάζουν το φως από πολλαπλά τηλεσκόπια για να επιτύχουν υψηλότερη ισχύς επίλυσης.

* Άμεση μέτρηση: Τα παρεμβολομετρικά μπορούν να μετρήσουν άμεσα τη γωνιακή διάμετρο ενός αστεριού αναλύοντας τα πρότυπα παρεμβολής των φωτεινών κυμάτων.

Σημαντική σημείωση: Αυτές οι μέθοδοι παρέχουν εκτιμήσεις και η ακρίβεια των αποτελεσμάτων εξαρτάται από την ποιότητα των δεδομένων και την πολυπλοκότητα του αστεριού. Για παράδειγμα, τα αστέρια με μεταβλητή φωτεινότητα, πολύπλοκη επιφανειακή δραστηριότητα ή γρήγορη περιστροφή μπορεί να είναι πιο δύσκολο να μετρηθούν με ακρίβεια.