ISSN 0351-6652 Letnik 30 (2002/2003) Številka 1 Strani 22-24 Marijan Prosen: IZSEV ZVEZDE Ključne besede: astronomija, zvezde, izsev, sij, svetlobni tok. Elektronska verzija: http://www.presek.si/30/1502-Prosen.pdf © 2002 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije © 2010 DMFA - založništvo IZSEV ZVEZDE Zasledil sem, da pri pisanju o zvezdah nekateri nepravilno uporabljajo izraz izsev zvezde. Ker gre za eno najpomembnejših karakteristik zvezde, sem se odločil, da za Presek o tem napišem kratek prispevek. Izsevani ali oddani svetlobi oz. svetlobni moči zvezde rečemo izsev zvezde. To je količina, ki pove, koliko svetlobe (sevanja, energije) zvezda v Sekundi izseva (odda) na vse strani v prostor, Izsev zvezde označimo s črko P (power), enota pa je ista kot enota za moč, t.j. vat (W=J/s). Čira več vatov izseva, zvezda, večji je njen izsev. Izsev Sonca je okoli 4 ■ 1026 W (oz. Sonce ima izsev okoli 4 ■ 102<1). Druge zvezde imajo večji ali pa manjši izsev glede na izsev Sonca, (lahko več desetkrat, stokrat, tisočkrat večji oz. manjši izsev). Zvezda kot žareča plinska krogla enakomerno na vse strani izseva izsev P. Če zanemarimo svetlobne izgube, se P porazdeli po krogli s površino An r2, kjer je r oddaljenost zvezde. Opazovalčevo oko na Zemlji v razdalji r od zvezde prestreže svetlobni tok z gostoto j — P/iirr2. Ta vrednost za gostoto toka je odločilna za vtis na mrežnici človeškega očeaa. Vtis je tem močnejši, čim večji je izsev zvezde in čim bližje nam je zvezda (kar neposredno razberemo iz zapisanega uiomka). Drugače povedano, tudi če ima zvezda zelo velik izsev, a je zelo daleč, se zdi za oko šibka, bližnja zvezda z majhnim izsevom pa svetlejša. Omenimo še eno svetlobno količino, sij zvezde. Sij in izsev zvezde sta dve povsem različni svetlobni količini in ju ne smemo zamenjevati, Ce izsev označuje v časovni enoti izsevano (oddano) svetlobo zvezde, sij meri svetlobo, ki jo zazna človeško oko (ali tudi drug sprejemnik svetlobe). Človek vidi oz. opazuje zvezde. Na. nebu zaznava navidezno sliko. Sploh so vsa telesa in gibanja na nebu navidezna, saj jih tja projiciramo. Pogled na temno zvezdno nebo nam pove, da. zvezde različno močno sijejo. Samo zvezde Velikega voza je treba pogledati, pa to takoj opazimo. Vtisu (občutku), ki ga. ima človeško oko, ko sprejme njegova mrežnica svetlobo oddaljene zvezde ah kakega drugega vesoljskega, telesa, rečemo sij. Izraz je pri nas vpeljal srednješolski učbenik astronomije, velja že več kot 30 let (angl. brightness of a star). Beseda sij je vezana na občutek, človeškemu očesu se torej zvezda, takšna zdi, zato pred besedo sij ni treba postavljati dodatne besed« navidezni (da bi izraz nosil ime navidezni sij). Zadostuje, da rečemo sij zvezde je tolikšen iti tolikšen. Sij zvezde je povezan z gostoto vpadne svetlobe z zvezde na mrežnico očesa (ali kak drug merilnik svetlobe). Ni pomembno, ali je zvezda daleč ali blizu, velika ali majhna. Seveda, čim večja je, čim več seva in čim bližje je zvezda, tem večja je sprejeta gostota svetlobe. Kakor ima dolžina svojo enoto meter, izsev svojo enoto vat, ima enoto tudi sij. Rečemo ji magnituda. V latinščini magnitudo pomeni velikost, vendar ta enota nima nobene zveze z velikostjo, t,j, polmerom zvezde, ampak le z velikostjo svetlobnega vtisa na mrežnici človeškega očesa. Z definicijo sija in magnitude je precej težav. Nekateri namesto sija zvezde radi uporabljajo kar izraz magnituda zvezde, vendar velja dogovor: najsvetlejše zvezde imajo sij prve magnitude (oznaka lm, beri "ena m") ali so prve magnitude, manj svetle imajo sij 2m, še manj svetle 3m, ,,., s prostim očesom komaj vidne 6m. Severnica ima sij 2,l111 (zvezda sije z magnitudo 2,lm). Z daljnogledom so vidne zvezde s sijem 7m, 8m, 22m, 23m, menda ob novejši tehnologiji vidimo že sij okoli 30'" in celo več. Sij vesoljskega telesa pa je lahko tudi nič in negativen. Venera v največjem siju doseže —4"\ Luna ob ščipu —12,5m, Sonce kot najsvetlješe svetilo na nebu pa kar —27ra. Slika 1, Zvezde Velikega medveda (Urša maior) in drugih ozvezdij imajo različen sij. Pomembno je, da povemo medsebojno odvisnost sija in gostote sprejetega toka z zvezde (z vesoljskega telesa). Povezuje ju enačba kjer sta npr, m in m' sija dveh zvezd, j in j' pa gostoti svetlobnega toka, ki ju s teh dveh zvezd sprejmemo na Zemlji. Z zvezde s sijem m' = lm sprejmemo gostoto svetlobnega toka j' = 10-s W/ms. Tako lahko za vsak m izračunamo j in obratno. 3 _ jQ-0,4-(m-m') j' s površino 4rrr' P/4 ur Slika 2. Zvezda z izsevom P. V človeško oko na Zemlji v razdalji r od zvezde pade svetlobni tok 7, gostoto j — P/4ttj'2. Gostota svetlobnega toka, ki pada s kvadratom oddaljenosti zvezde, je torej od I oči na za jakost sija. Da bi obravnavane količine utrdili, navedimo poučno vajo. Zvezda Sirij ima sij in — — l,5m, od nas pa je oddaljena r = 2,7 par-seka (en parsek je 3,3 svetlobnega leta, to je 3,1 ■ 10 m). Izračunaj izsev P Sirija. Iz jj = 10-