Три величины, одна формула
Светимость равна поверхности звезды, умноженной на поток с единицы площади. Поток зависит от четвёртой степени температуры, поэтому даже холодная звезда может быть очень яркой, если она очень велика.
Это объясняет красные сверхгиганты: при температуре около 3500 K и светимости в сто тысяч Солнц радиус составляет сотни радиусов Солнца. Режим «Радиус» вычисляет такие значения за один шаг.
Закон Вина и цвет звезды
Длина волны максимума излучения обратно пропорциональна температуре. У Солнца она около 500 нм, в зелёной области, но звезда выглядит жёлто-белой, потому что излучает широкий спектр.
У холодных звёзд максимум уходит в инфракрасную область, а у горячих — в ультрафиолет. Таблица спектра показывает, какая доля максимума приходится на разные участки, и помогает понять цвет звезды.
Спектральные классы
Основные классы O, B, A, F, G, K и M упорядочены по убыванию температуры. Калькулятор определяет класс по диапазонам эффективной температуры, а Солнце относится к классу G.
Класс светимости при этом не определяется: красный гигант и красный карлик одинаковой температуры относятся к одному спектральному классу, хотя различаются по размеру в десятки и сотни раз.
Расстояние, поглощение и видимый блеск
Поток у наблюдателя убывает как квадрат расстояния, а пылью в межзвёздной среде ослабляется ещё сильнее. Если задать расстояние, калькулятор показывает поток в ваттах на квадратный метр и сравнивает его с солнечной постоянной.
Видимая болометрическая величина связана с абсолютной модулем расстояния и поглощением. Это удобно, чтобы проверить, насколько яркой звезда должна казаться при известном расстоянии.
Масса, плотность и гравитация
Когда известна масса, можно найти ускорение свободного падения, вторую космическую скорость и среднюю плотность. У Сириуса A плотность ниже солнечной, а у белых карликов — в миллионы раз выше.
Соотношения чувствительны к радиусу: ошибка в два раза по радиусу даёт ошибку в четыре раза по ускорению и в восемь раз по плотности, поэтому выбирайте единицы внимательно.
Формула расчёта
L = 4πR²σT⁴; λmax = b/T; Mbol = 4,74 − 2,5·lg(L/L☉)
Проверенные примеры
Радиус 1 R☉, температура 5772 K.
Светимость 1,000 L☉, максимум излучения около 502 нм, спектральный класс G.
Радиус 1,711 R☉, температура 9940 K, масса 2,06 M☉, расстояние 2,64 пк.
Светимость 25,7 L☉, класс A, максимум излучения 292 нм, ускорение свободного падения на поверхности 193 м/с².
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Выберите, какую величину нужно найти.
- Введите две известные величины в удобных единицах.
- При необходимости включите дополнительные параметры: расстояние, поглощение и массу.
- Сравните результат с Солнцем в таблице и просмотрите спектр.