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【天文学计算】求光度为1的恒星的绝对星等

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服了,文科生选天文学选修以为只是看看美丽的宇宙就好了,结果要算这东西,马上要交作业辽,就这一个问题没解决了,求大神啊!



IP属地:新疆来自Android客户端1楼2019-10-14 20:35回复
    普森公式:M=-2.5lgE
    E等于1时是0等


    IP属地:甘肃来自Android客户端2楼2019-10-14 20:50
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      已知太阳绝对热星等为M0=4.75等,太阳光度为已知量L0=3.86×10^26瓦。
      设某恒星绝对热星等为M,恒星光度为L瓦。
      设某常数为C
      那么某恒星的绝对热星等和光度存在这样的关系式:
      L=C10^(-0.4*M) (公式1)
      转化成反函数为:
      M=-2.5lg(L/C) (公式2)
      已知太阳的光度(辐射功率)为L0=3.86×10^26瓦,太阳绝对热星等M0=4.75等
      将太阳的已知值代入(公式1),解出常数C
      C=L0×10^(0.4*M0)=3.86×10^26瓦×10^(0.4*4.75)=3.066107×10^28瓦
      把常数C分别代回(公式1)和(公式2)
      则有:L=3.066107×10^(28-0.4*M)瓦 (公式3)
      M=70-2.5lg(L/3.066107) (公式4)
      如果某颗恒星光度为1瓦(实际不可能,1瓦连灯泡的功率都不如),
      那么这颗恒星的绝对热星等为:M=70-2.5lg(L/3.066107)=70-2.5lg(1/3.066107)=71.21647等
      将太阳的绝对星等M0,光度L0瓦代入(公式2),得:
      M0=-2.5lg(L0/C)
      那么,某恒星的绝对星等与太阳绝对星等之差为:
      M-M0=-2.5lg(L/C)+2.5lg(L0/C)=-2.5[lg(L/C)-lg(L0/C)]=-2.5lg(L/L0)
      将M0移项,得:
      M=M0-2.5lg(L/L0) =4.75-2.5lg(L/L0) (公式5)
      在(公式5)中,L/L0的含义是某颗恒星光度与太阳光度的比值,这个比值其实非常常用。
      比如天狼星的光度是太阳的25.2倍(即L/L0=25.2),那么天狼星的绝对热星等是多少?
      利用(公式5),天狼星的绝对热星等:M=4.75-2.5lg25.2=1.2465等
      再比如老人星的光度是太阳的15700倍,那么老人星的绝对热星等是多少?
      老人星的绝对热星等:M=4.75-2.5lg15700=-5.74等
      我们知道老人星的绝对星等为-5.53等,而绝对热星等为-5.74等,这两个数值并不相同。绝对星等只代表恒星辐射可见光能量的强弱,而绝对热星等表示恒星辐射全波段电磁波(包括无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,eks射线,γ射线)总能量的强弱。实际上,太阳的绝对星等和绝对热星等也不相同,我们只是通过太阳设立了一个统一的绝对星等和绝对热星等的标准。
      比如弧矢增二十二(船尾座ζ,视星等2.21,著名热星)光度为太阳的79万倍,那么弧矢增二十二的绝对热星等是多少?
      弧矢增二十二的绝对热星等:M=4.75-2.5lg790000=-9.994等
      而弧矢增二十二的绝对星等仅有-5.5等左右。
      为啥老人星和弧矢增二十二的绝对星等都是5.5等左右,弧矢增二十二的光度(辐射功率)高达太阳的79万倍,而老人星的光度(辐射功率)仅有太阳的1.6万倍呢。
      因为弧矢增二十二是深蓝色超高温蓝巨星,表面温度高达42400K,它辐射的能量绝大部分都是肉眼不可见的高能紫外线,辐射的可见光很少,所以虽然辐射的能量高,但是我们肉眼看上去不亮。而老人星辐射的能量主要集中在可见光上,所以老人星看上去很亮,但这已经是它的极限能力了。所以弧矢增二十二这样的极端蓝恒星,绝对热星等(-9.99等)与绝对星等(-5.5等)相差是很大的。


      3楼2019-10-15 09:22
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        另外,再说一下本题。
        如果恒星光度为1瓦,显然有点低了,这光度还不如灯泡,如何能成为恒星?
        如果恒星的光度与太阳光度的比值为1(即L/L0=1),即恒星光度为1太阳光度,
        那么根据(公式5)恒星的绝对热星等显然与太阳绝对热星等相等。
        已知太阳绝对热星等为4.75等,那么恒星绝对热星等为4.75等:
        公式5:M=M0-2.5lg(L/L0)
        如果L/L0=1,那么M=4.75


        4楼2019-10-15 09:27
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