خواص فیزیکی ستارگان

این نوشتار خرد توسط مؤلف آن تکمیل می‌شود . لطفا شکیبا باشید .

دمای ستارگان

مقدمه

از طيفي كه از نور يك ستاره به دست مي آيد براي تعيين دماي سطح آن يعني دماي لايه اي كه به «نور سپهر»موسوم است نيز استفاده مي شود. دماي نور سپهر ستاره ها بسيار كمتر از دماي داخل آن هاست.

دمارا معمولا بر حسب مقياس مطلق(يا كلوين)كه به صورت ᴷ نمايش داده ميشود بيان مي كنند.براي تبديل مقياس مطلق به سانتيگراد بايد 273 درجه از اولي كم كرد.دماي نور سپهر ستاره ها در حدود هزاران درجه ي مطلق است.

دماي سطحي ستاره ها معمولا در حدود 5000 تا 7000 درجه ي كلوين است.ستاره هاي فوق سوزان نظير زتا_كشتي دم دمايي برابر با 30000 درجه كلوين دارند و قرايني وجود دارد حاكي از اين كه دماي سطحي بعضي ستارگان به 50000 درجه كلوين مي رسد.از سوي ديگر دماي سرد ترين ستاره ي شناخته شده (خي_دجاجه) كه ستاره ي متغيري است به هنگام مينيموم فقط 1800 درجه كلوين يا در حدود 1500 درجه ي سلسيوس است.

گوشزد:براي تبديل مقياس سلسيوس به فارنهايت اولي را درضرب كرده و 32 را به حاصل بيفزاييد.

محاسبه ي دماي ستارگان

يكي از روش هاي تعيين دماي ستاره از روي طيف آن مستلزم سه گام مقدماتي است.

الف)تعيين توزيع انرژي طيف

شکل(1):توزیع انرژی در یک طیف.شدت،یعنی مقدار انرژی موجود در خطوط مختلف در یک طیف،بسیار متفاوت است.این منحنی مقدار انرژی (محور قائم)که در هر طول موج وجود دارد نشان می دهد،مثلا در لاندا مقدار انرژی با ارتفاع ستون سایه خورده ی عمودی مشخص می شود.طول موج بخصوصی که این منحنی در آن ماکزیمم می شود با مشخص شده است.از این عدد در قانون وین استفاده می شود تا دمایی سطحی یک ستاره تعیین شود.

ب)پيدا كردن طول موج مربوط به انرژي ماكزيموم

به شكل (1) نگاه كنيد.اين طول موج با مشخص شده است و براي محاسبه ي دماي ستاره به كار مي رود.از اين عدد( لاندا مكس) در قانون ويت استفاده مي شود تا دماي سطحي يك ستاره تعيين شود.

پ)به كاربردن قانون وين:ويلهلم وين(1864-1928)فرمول ساده ای بدست آورد كه رو به دما مرتبط كند:

بنابراين فرمول،طول موجي كه انرژي در آن ماكزيموم است به طور معكوس با دما متناسب است؛يا اين كه هرچه دما بيشتر باشد مقدار كوچكتر است.اين مطلب را به آساني مي توان اثبات كرد.وقتي آهن را حرارت دهيم نخست گرماي سرخ(طول موج بلند)كمسويي از آن ساطع مي شود.سپس با افزايش دما رنگ آن به نارنجي زردوآبي(طول موج موتاه)تغيير مي كند. وقتي تعيين شد فرمول وين محاسبه ي دماي ستاره را ميسر مي سازد.درمورد خورشيد طول موج انرژي ماكزيمم برابر 4700 آنگستروم(یا 470 نانومتر) است.دماي نور سپهر خورشيد برابراست با:

دمايي كه به اين روش محاسبه مي شود به دماي «جسم سياه»موسوم است.(جسم سياه مفهوم فيزيكي جسمي است كه جذب كننده ي كامل تابش است).

روش هاي ديگر تعيين دما

براي تعيين دما از دو روش ديگر هم زياد استفاده مي شود.در يكي از اين دو روش سطح كل زير منحني انرژي به كار مي رود ودر روش ديگر مقادير انرژي به دست مي آيد.

در مورد اول به جاي انرژي ماكسيموم انرژي كل زير منحني به كار مي رود ودر روش ديگر مفادير انرژي اي كه در چند طول موج از منحني انرژي به دست مي آيد. درمورد اول به جاي انرژي ماكسيموم انرژي كل زير منحني براي تعيين دماي خورشيد به كار مي رود.مقداري كه به دست مي آيد برابر5750درجه ي كلوين است.اين مقدار را دماي موثر مي نامند.

در مورد دوم از شدت نسبي نور در چندين طول موج هاي مختلف استفاده مي شود.دمايي كه به اين روش به دست مي آيد دماي رنگ نام دارد.دماي رنگ خورشيد 7000 درجه كلوين است.

گوشزدها: 1.در اين جا تاكيد شد كه اين دماها مربوط به لايه هاي سطحي ستاره است كه نور را گسيل مي كنند.دماي اخل ستاره ها از مرتبه ي بزرگي كاملا متفاوتي است.دماي داخل ستاره ها از مرتبه ي هزاران درجه نيست بلكه از مرنبه ي ميليون ها درجه است.

2.سه روش بالا سه دماي مختلف براي سطح خورشيد به دست مي دهند((دماي واقعي))ميانگين آن هاست.