Ta sama gwiazda z większej odległości wydaje się słabsza — jej światło rozkłada się na coraz większą sferę. Obserwowane natężenie I=L/(4πd²) maleje z kwadratem odległości: odsuń gwiazdę dwa razy dalej, a będzie świecić 4× słabiej. Dlatego jasność absolutna (moc L) i obserwowana (I) to co innego. Zmień moc gwiazdy i odległość.
Co się właśnie stało?
Odsunąłeś gwiazdę dwa razy dalej, a jej obserwowana jasność spadła czterokrotnie. Ta sama energia rozkłada się na sferze o powierzchni — dwa razy dalej to cztery razy większa sfera, więc na jednostkę powierzchni dociera cztery razy mniej światła.
Prawo odwrotnych kwadratów:
— obserwowane natężenie I maleje z kwadratem odległości. L — moc gwiazdy (jasność absolutna, wewnętrzna), d — odległość, I — jasność obserwowana (zależna od d).
Niezmiennik:
Dla danej gwiazdy iloczyn jest stały — cała emitowana moc przechodzi przez każdą sferę, tylko rozłożona coraz rzadziej. Stąd znając I i d, odtworzysz L; znając L i I — wyliczysz odległość d.
Jasna, ale słaba?
Gwiazda o dużej mocy L może wydawać się słaba, gdy jest daleko, a mała gwiazda tuż obok — jasna. Dlatego astronomowie rozróżniają jasność absolutną (L, wewnętrzną) i obserwowaną (I). Bez znajomości odległości sama obserwowana jasność nie mówi, jak potężna jest gwiazda.
Po co Ci to na maturze:
Prawo plus niezmiennik rozwiązują zadania o jasności gwiazd i odległościach. Chwyt: gdy zmienia się tylko d, jasność skaluje się jak — dwa razy dalej to cztery razy słabiej.
Zapamiętaj: obserwowana jasność maleje z kwadratem odległości — I = L/(4πd²). Jasność absolutna należy do gwiazdy, obserwowana — do miejsca, z którego patrzysz.
Bo jej światło rozkłada się na powierzchnię sfery 4πd² — im dalej, tym mniej energii pada na 1 m² (I ∝ 1/d²).
Rzeczywista moc promieniowania gwiazdy (L), niezależna od odległości — w odróżnieniu od jasności obserwowanej, która zależy od d.
Znając jasność absolutną (np. dla „świec standardowych") i mierząc obserwowaną, z I=L/(4πd²) wyliczamy odległość d.
Powiązane eksperymenty