Was ist die Massenleuchtkraftbeziehung?
Die Massenleuchtkraft -Beziehung ist ein astrophysikalisches Gesetz, das die Leuchtkraft oder Helligkeit eines Sterns auf seine Masse in Verbindung bringt. Für Hauptsequenzsterne wird die durchschnittliche Beziehung durch l = m 3,5 angegeben, wobei L die Leuchtkraft in solaren Leuchtkrafteinheiten und M die in Sonnenmassen gemessene Sternmasse ist. Hauptsequenzsterne machen etwa 90% der bekannten Sterne aus. Ein kleiner Anstieg der Masse führt zu einem großen Anstieg der Leuchtkraft eines Sterns.
Ein Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD) ist ein Diagramm, in dem die Leuchtkraft eines Sterns relativ zu seiner Oberflächentemperatur aufgetragen wird. Die überwiegende Mehrheit der bekannten Sterne fällt in eine Band, die von heißen Sternen mit hoher Leuchtkraft bis hin zu kühlen Sternen mit geringer Leuchtkraft reicht. Diese Bande wird als Hauptsequenz bezeichnet. Obwohl festgestellt wurde, dass die Kernfusion die Quelle der Energie eines Sterns war, lieferte der HRD theoretische Hinweise, um die thermodynamischen Eigenschaften eines Sterns abzuleiten.
englischer Astrophysiker Arthur Eddington stützte seinen EntwicklungPment der Massenleuchtkraftbeziehung auf der HRD. Sein Ansatz betrachtete Sterne, als wären sie aus einem idealen Gas, einem theoretischen Konstrukt, das die Berechnung vereinfacht. Ein Stern wurde auch als schwarzer Körper oder ein perfekter Emitter der Strahlung angesehen. Unter Verwendung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes kann die Leuchtkraft eines Sterns relativ zu seiner Oberfläche und damit sein Volumen geschätzt werden.
Unter hydrostatischem Gleichgewicht wird die Kompression des Gases eines Sterns aufgrund der Schwerkraft durch den Innendruck des Gases ausgeglichen und bildet eine Kugel. Für ein kugelförmiges Volumen gleicher Massenobjekte wie ein Stern, das aus einem idealen Gas besteht, liefert der Virialsatz eine Schätzung der Gesamtpotentialergie des Körpers. Dieser Wert kann verwendet werden, um die ungefähre Masse eines Sterns abzuleiten und diesen Wert auf seine Leuchtkraft zu beziehen.
Eddingtons theoretische Annäherung an die Massenleuchtkraft -Beziehung wurde unabhängig verifiziertdurch die Messung von Binärstern in der Nähe. Die Masse der Sterne kann aus einer Untersuchung ihrer Umlaufbahnen und ihrer Entfernung durch Keplers Gesetze bestimmt werden. Sobald ihre Entfernung und ihre scheinbare Helligkeit bekannt sind, kann die Leuchtkraft berechnet werden.
Die Massenleuchtkraftbeziehung kann verwendet werden, um die Entfernung von Binärdateien zu finden, die für die optische Messung zu weit entfernt sind. Eine iterative Technik wird angewendet, bei der in Keplers Gesetzen eine Annäherung an die Masse verwendet wird, um einen Abstand zwischen den Sternen zu erzielen. Der Bogen Die Körper, die sich am Himmel befinden, und der ungefähre Abstand, der die beiden trennt, liefert einen Anfangswert für ihren Abstand von der Erde. Aus diesem Wert und ihrer scheinbaren Größe kann ihre Leuchtkraft ermittelt werden und mithilfe der Massenleuchtkraft ihre Massen. Der Wert für die Masse wird dann verwendet, um den Abstand durch die Trennung der Sterne neu zu berechnen, und der Vorgang wird wiederholt, bis die gewünschte Genauigkeit
erreicht ist