درخشندگی

درخشندگی یا توان تابشی (به انگلیسی: luminosity) اندازهٔ کل روشنایی^[1] جسم آسمانی است. جنس درخشندگی از توان است و واحدش وات می‌باشد.^[2][3]

ضابطه‌ها

توان تابشی و شار

شار تابشی،^[4] درخشندگیِ یکای مساحت جسم است، پس میانشان این رابطه برقرار است:

${\displaystyle F={\frac {L}{A}}}$

که F شار تابشی و A مساحت تابنده است. نیز می‌توان F را شار دریافتی (روشنایی، مقدار تابش رسیده به یکای سطح در فاصله‌ای معین)^[1] و A را مساحت گویی که جسم سیاه در فاصلهٔ معین روشن کرده دانست. هر دو مقدار یک جواب به دست می‌دهد.^[5][6]

چون مساحت گوی از رابطهٔ S=A=۴πr² به دست می‌آید، این رابطه برمی‌آید. توجه کنید که این‌جا مساحت کرهٔ روشن‌شده را به دست آوردیم (r)، نه جسم سیاه (R) را.

${\displaystyle F={\frac {L}{4\pi r^{2}}}\,}$

پس درخشندگی ستاره از این رابطه پیدا می‌شود:

${\displaystyle L=4\pi R^{2}\sigma T^{4}\,}$

که R شعاع جسم سیاه (ستاره)، σ ثابت استیون-بولتزمن و T دمایش است.

از بخش این رابطه بر رابطهٔ درخشندگی خورشید، این رابطه دست می‌دهد:

${\displaystyle {\frac {L}{L_{\odot }}}={\left({\frac {R}{R_{\odot }}}\right)}^{2}{\left({\frac {T}{T_{\odot }}}\right)}^{4}}$

که دربارهٔ ستارگان رشتهٔ اصلی این رابطه برقرار است:

${\displaystyle {\frac {L}{L_{\odot }}}\sim {\left({\frac {M}{M_{\odot }}}\right)}^{3.9}}$

M جرم جسم سیاه است.

درخشندگی و قدر^[7]

رابطهٔ قدر ظاهری ستارگان نیز تابعی لگاریتمی است و از این معادله به دست می‌آید:

${\displaystyle m_{\rm {star}}=m_{\rm {sun}}-2.5\log _{10}\left({L_{\rm {star}} \over L_{\odot }}\cdot \left({\frac {d_{\rm {sun}}}{d_{\rm {star}}}}\right)^{2}\right)}$

که در آن m_sun قدر ظاهری خورشید و m_star [قدر ظاهری]] ستاره است. L_☉ درخشندگی خورشید و L_star درخشندگی ستاره است. d نیز فاصله می‌باشد. حالا اگر در زمین باشیم، رابطه را می‌توان این‌گونه بازنوشت:

${\displaystyle m_{\rm {star}}=m_{\odot }-2.5\log _{10}\left({L_{\rm {star}} \over L_{\odot }}\cdot \left({\frac {1}{d_{\rm {star}}}}\right)^{2}\right)}$

اگر فاصله را برحسب واحد نجومی^[8] حساب کنیم.

اختلاف قدر مطلق^[9] و درخشندگی دو درخشنده چنین است:

${\displaystyle M_{1}-M_{2}=-2.5\log _{10}{\frac {L_{1}}{L_{2}}}}$

${\displaystyle {\frac {L_{1}}{L_{2}}}=10^{(M_{2}-M_{1})/2.5}}$

M قدر مطلق است.

پانویس

1. brightness
2. "Luminosity | astronomy". Encyclopedia Britannica (به انگلیسی). Retrieved 24 June 2018.
3. "* Luminosity (Astronomy) - Definition, meaning - Online Encyclopedia". en.mimi.hu. Retrieved 24 June 2018.
4. flux dencity
5. Hopkins, Jeanne (1980). Glossary of Astronomy and Astrophysics (2nd ed.). The University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-35171-1.
6. Morison, Ian (2013). Introduction to Astronomy and Cosmology. Wiley. p. 193. ISBN 978-1-118-68152-7.
7. magnitude
8. astronomic unit
9. absolute magnitude