La relación entre la energía de la estrella y el efecto de calentamiento.

Debido a que la temperatura de una estrella es una indicación de la energía que pasa a través de cada unidad de su superficie, se deduce que para estrellas rojas frías y azules calientes de luminosidad idéntica, la estrella roja más fría debe ser considerablemente más pequeña para que la energía escape a través de un área de superficie reducida. y tiene un efecto de calentamiento mucho mayor . Por lo tanto, el conocimiento del color y la luminosidad de una estrella puede revelar su tamaño.

En particular, no puedo entender la relación entre la energía y el efecto de calentamiento. Por supuesto, busqué la palabra "el efecto de calentamiento" en mi propio idioma. Además, busqué en Google en inglés.

En este contexto, ¿qué es el efecto de calentamiento? ¿Podrías explicarme? Si me das alguna ayuda, me será muy útil.

Si una estrella azul y una roja tienen la misma luminosidad, entonces (aproximadamente) emiten la misma cantidad de energía por segundo. Dado que la estrella roja es más fría, se emite menos energía por unidad de área. Si la energía total es la misma, el área total de la estrella roja debe ser mayor, no menor, como dices. Tengo dificultades para entender lo que quiere decir con "efecto de calentamiento". ¿Te refieres al poder de la estrella (cantidad de energía por segundo)?

Respuestas (1)

No estoy seguro de lo que quieres decir con "efecto de calentamiento". La cantidad que otro cuerpo es calentado por una estrella con luminosidad L se cuantifica por su temperatura efectiva :

T mi F F = ( L ( 1 a ) dieciséis π σ D 2 ) 1 / 4
donde a es el albedo, D es la distancia al otro cuerpo, y σ es la constante de Stefan-Boltzmann. Si se da la luminosidad, entonces no hay una dependencia directa del tamaño de la estrella.

Lo único que importa es la luminosidad. Usted mismo afirmó que las luminosidades son las mismas, lo que significa que la estrella roja en cuestión es probablemente una supergigante roja , un miembro de un grupo que contiene muchas de las estrellas más grandes del universo.

¿Por qué, matemáticamente, es este el caso? Bueno, los modelos estelares pueden decirnos que este es el caso, pero también podemos averiguarlo a través de la ley de Stefan-Boltzmann suponiendo que las estrellas son cuerpos negros . Para un objeto de radio R y temperatura T , la luminosidad es aproximadamente

L = 4 π σ R 2 T 4
Si la estrella 1 es una supergigante azul y la estrella 2 es una supergigante roja, entonces, igualando las luminosidades, tenemos
L 1 = L 2 R 1 2 T 1 4 = R 2 2 T 2 4
Lo sabemos T 2 es mucho menos que T 1 - posiblemente por un orden de magnitud - entonces R 2 debe ser mucho mayor para que las luminosidades sean las mismas. Esto coincide con lo que observamos y lo que predicen los modelos.