作业帮请问恒星的亮度有哪些决定因素?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/10 12:06:42
请问恒星的亮度有哪些决定因素?
今天听一哥们说越年轻越亮,表示怀疑,参宿四之类的红超巨星都排到了全天前十亮啊
今天听一哥们说越年轻越亮,表示怀疑,参宿四之类的红超巨星都排到了全天前十亮啊
首先强调一下,不管这句话对错,它的表达都有问题.亮度和光度是两个不同的概念,亮度指的是视亮度,严格来说指的是在地球上单位面积、单位时间内接收到该天体的辐射量；而光度才是指恒星的发光能力,指的是天体每秒钟发出的总光能,单位J/s.亮度F和光度L的关系为 F = L/4πd²
再有,不管指的是那种解释,这句话都是不对的,恒星的光度主要和质量、年龄两个因素相关,质量对恒星光度的影响在主序星阶段存在定量的质光关系：L∝M^3.5.
如果知道温度的话,也可以算出辐射总能量,然后按照辐射能量分布情况折算出光度.将恒星假想为黑体,则单位时间、单位面积上发出的总能量E正比于温度的4次方：
L=4πR²·σ·T⁴
恒星一般不是严格的黑体,因此上式中的T代表的是恒星的有效温度.
另一个影响因素是年龄,恒星在晚年会膨胀,直径增大100倍以上（有的超过500倍）,表面温度降到2000~4000开左右,这个温度段的恒星显红色,所以成为红巨星.虽然表面温度降低了（一般降低50%以上）,但是表面积增大了上万倍,因此根据黑体辐射公式,光度依然几倍甚至成百倍地增大.参宿四就是个典型的例子,它的质量是太阳的15倍（心宿二是17倍）,亮度是太阳的6万多倍（参宿四是变星,光度有所变化）,按照质光关系,参宿四在主序星阶段光度是太阳的1.3万倍左右；作为对比,天津四是一颗主序阶段的白色巨星,质量是太阳的22倍多,发光能力是太阳的近10万倍（天津四的各种数据测量有较大误差）
再有,不管指的是那种解释,这句话都是不对的,恒星的光度主要和质量、年龄两个因素相关,质量对恒星光度的影响在主序星阶段存在定量的质光关系：L∝M^3.5.
如果知道温度的话,也可以算出辐射总能量,然后按照辐射能量分布情况折算出光度.将恒星假想为黑体,则单位时间、单位面积上发出的总能量E正比于温度的4次方：
L=4πR²·σ·T⁴
恒星一般不是严格的黑体,因此上式中的T代表的是恒星的有效温度.
另一个影响因素是年龄,恒星在晚年会膨胀,直径增大100倍以上（有的超过500倍）,表面温度降到2000~4000开左右,这个温度段的恒星显红色,所以成为红巨星.虽然表面温度降低了（一般降低50%以上）,但是表面积增大了上万倍,因此根据黑体辐射公式,光度依然几倍甚至成百倍地增大.参宿四就是个典型的例子,它的质量是太阳的15倍（心宿二是17倍）,亮度是太阳的6万多倍（参宿四是变星,光度有所变化）,按照质光关系,参宿四在主序星阶段光度是太阳的1.3万倍左右；作为对比,天津四是一颗主序阶段的白色巨星,质量是太阳的22倍多,发光能力是太阳的近10万倍（天津四的各种数据测量有较大误差）