Warning, /education/kstars/po/pl/docs/kstars/colorandtemp.docbook is written in an unsupported language. File is not indexed.
0001 <sect1 id="ai-colorandtemp"> 0002 0003 <sect1info> 0004 0005 <author 0006 ><firstname 0007 >Jasem</firstname 0008 > <surname 0009 >Mutlaq</surname 0010 > <affiliation 0011 ><address> 0012 </address 0013 ></affiliation> 0014 </author> 0015 </sect1info> 0016 0017 <title 0018 >Kolory i temperatury gwiazd</title> 0019 <indexterm 0020 ><primary 0021 >Kolory i temperatury gwiazd</primary> 0022 <seealso 0023 >Promieniowanie ciała doskonale czarnego</seealso 0024 > <seealso 0025 >Skala jasności</seealso 0026 > </indexterm> 0027 0028 <para 0029 >Na pierwszy rzut oka gwiazdy wydają się być białe. Jeżeli jednak przyjrzymy się im bliżej, możemy zauważyć szeroki zakres kolorów: niebieski, biały, czerwony, a nawet złoty. W widocznym w zimie gwiazdozbiorze Oriona można zauważyć piękny kontrast pomiędzy czerwoną Betelgezą oraz niebieską Bellatrix. Co powoduje taką różnicę kolorów wiemy od mniej więcej dwóch wieków. Wtedy to fizycy uzyskali wystarczające zrozumienie natury światła i własności materii w wysokich temperaturach. </para> 0030 0031 <para 0032 >W szczególności to fizyka <link linkend="ai-blackbody" 0033 >promieniowania ciała czarnego</link 0034 > pozwoliła zrozumieć naturę kolorów gwiazd. Krótko po zrozumieniu promieniowania ciała doskonale czarnego zauważono, że widmo gwiazd wygląda bardzo podobnie do krzywych promieniowania ciała doskonale czarnego w różnych temperaturach, rozciągających się w zakresie od kilku tysięcy Kelwinów do mniej więcej 50.000 Kelwinów. Oczywistym wnioskiem jest to, że gwiazdy są podobne do ciała doskonale czarnego, a różnorodność kolorów gwiazd wynika bezpośrednio z temperatury ich powierzchni. </para> 0035 0036 <para 0037 >Chłodne gwiazdy (czyli takie o typie widmowym K lub M) wypromieniowują najwięcej energii w okolicach czerwieni i podczerwieni widma elektromagnetycznego. Stąd wyglądają na czerwone. Gorące gwiazdy (o typie widmowym O lub B) promieniuje głównie niebieskie i ultrafioletowe długości fali przez co wyglądają na niebieskie lub białe. </para> 0038 0039 <para 0040 >By oszacować temperaturę powierzchni gwiazdy, należy skorzystać w relacji pomiędzy temperaturą ciała doskonale czarnego oraz długością fali, gdzie widmo światła osiąga szczyt. Gdy temperatura ciała czarnego wzrasta, szczyty w widmie przesuwają się w stronę krótszych długości fal (bardziej niebieskich). Widać to na Rysunku 1 gdzie intensywność świecenia trzech gwiazd narysowana jest w funkcji długości fali. "Tęcza" wskazuje zakres długości fali widzialnych przez oko ludzkie. </para> 0041 0042 <para> 0043 <mediaobject> 0044 <imageobject> 0045 <imagedata fileref="star_colors.png" format="PNG"/> 0046 </imageobject> 0047 <caption 0048 ><para 0049 ><phrase 0050 >Rysunek 1</phrase 0051 ></para 0052 ></caption> 0053 </mediaobject> 0054 </para> 0055 0056 <para 0057 >Koncepcja tej prostej metody jest poprawna, ale nie pozwala ona na obliczenie dokładnej temperatury gwiazd, gdyż gwiazdy <emphasis 0058 >nie</emphasis 0059 > są idealnymi ciałami czarnymi. Obecność różnych pierwiastków w atmosferach gwiazd powoduje absorpcję światła o określonej długości fali. Ponieważ krzywe absorpcji nie są równe w całym widmie, tego typu efekty mogą przesuwać szczyty widma. Co więcej, uzyskanie wiarygodnego widma gwiazdy jest bardzo czasochłonnym procesem oraz bardzo nieefektywnym dla dużej liczby gwiazd. </para> 0060 0061 <para 0062 >Alternatywna metoda korzysta z fotometrii by zmierzyć intensywność światła przechodzącego przez różne filtry. Każdy z filtrów pozwala na przejście <emphasis 0063 >tylko</emphasis 0064 > określonej części widma światła, a nie przepuszczapozostałej części. Powszechnie używany system fotometryczny jet nazywany <firstterm 0065 >system UBV Johnsona</firstterm 0066 >. Używa on trzech filtrów: U ("Ultrafiolet"), B ("Niebieski"), oraz V ("Widzialny"); z których każdy zajmuje inną część widma elektromagnetycznego. </para> 0067 0068 <para 0069 >Procesie fotometrii UBV wykorzystuje światłoczułe urządzenia (takie jak kamery CCD) i polega na wycelowaniu w gwiazdę teleskopu, żeby zmierzyć intensywność światła przechodzącego przez każdy z filtrów osobno. Ta procedura daje trzy osobne jasności lub <link linkend="ai-flux" 0070 >strumienie pola</link 0071 > (ilość energii na cm^2 na sekundę) oznaczone jako Fu, Fb, i Fv. Współczynniki Fu/Fb i Fb/Fv są ilościową miarą "koloru" gwiazdy, mogą być także użyte do określenia skali temperatury gwiazd. Ogólnie mówiąc im większe współczynniki Fu/Fb i Fb/Fv, tym większa temperatura powierzchni gwiazdy. </para> 0072 0073 <para 0074 >Przykład: współczynnik Fb/Fv = 1,22 dla gwiazdy Bellatrix w gwiazdozbiorze Oriona oznacza, że jest ona jaśniejsza oglądana przez filtr B niż przez filtr V. Co więcej, jej współczynnik Fu/Fb wynosi 2,22, więc jest jeszcze jaśniejsza przez filtr U. Oznacza to,że gwiazda ta jest bardzo gorąca, gdyż wierzchołek na widmie znajduje się w zakresie filtru U, lub nawet krótszych długości fal. Temperatura powierzchni Bellatrix (jak wynika z porównania jej widma ze modelem dla jej linii absorpcji) wynosi 25.000 stopni w skali Kelvina. </para> 0075 0076 <para 0077 >Identyczną analizę możemy powtórzyć dla Betelgezy. Współczynniki Fb/Fv i Fu/Fb wynoszą odpowiednio 0,15 i 0,18, więc gwiazda jest jaśniejsza przez filtr V i ciemniejsza przez filtr U. Zatem wierzchołek w widmie Betelgezy musi znajdować się gdzieś w zakresie filtru V lub nawet dłuższych fal. Temperatura powierzchni Betelgezy wynosi jedynie 2.400 stopni w skali Kelvina. </para> 0078 0079 <para 0080 >Astronomowie wolą wyrażać kolor gwiazd jako różnicę <link linkend="ai-magnitude" 0081 >wielkości gwiazdowej</link 0082 >, niż za pomocą stosunków <link linkend="ai-flux" 0083 >strumieni pola</link 0084 >. Dlatego, wracając do niebieskiej Bellatrix ,współczynnik koloru może być obliczony zgodnie ze wzorem </para> 0085 0086 <para 0087 >B - V = -2,5 log (Fb/Fv) = -2,5 log (1,22) = -0,22, </para> 0088 0089 <para 0090 >Podobnie, współczynnik kolory dla Betelgezy wynosi </para> 0091 0092 <para 0093 >B - V = -2,5 log (Fb/Fv) = -2,5 log (0,18) = 1,85 </para> 0094 0095 <para 0096 >Kolor odpowiada odwróconej <link linkend="ai-magnitude" 0097 >skali wielkości gwiazdowej</link 0098 >. <emphasis 0099 >Gorące i niebieskie</emphasis 0100 > gwiazdy mają <emphasis 0101 >mniejsze i ujemne</emphasis 0102 > wartości współczynnika B-V niż gwiazdy chłodniejsze i bardziej czerwone. </para> 0103 0104 <para 0105 >Astronomowie potrafią używać wpółczynnika koloru gwiazdy, po wprowadzeniu poprawki z uwagi na czerwienienie oraz ekstynkcję międzygwiazdową, by obliczyć dokładną temperaturę gwiazdy. Relacja pomiędzy współczynnikiem B-V a temperaturą jest zilustrowana na rysunku 2. </para> 0106 0107 <para> 0108 <mediaobject> 0109 <imageobject> 0110 <imagedata fileref="color_indices.png"/> 0111 </imageobject> 0112 <caption 0113 ><para 0114 ><phrase 0115 >Rysunek 2</phrase 0116 ></para 0117 ></caption> 0118 </mediaobject> 0119 </para> 0120 0121 <para 0122 >Dla Słońca, którego temperatura powierzchni wynosi 5.800 stopni w skali Kelvina, współczynnik B-V ma wartość 0,62. </para> 0123 </sect1>