Qual è la relazione di luminosità di massa?
La relazione di luminosità di massa è una legge astrofisica che collega la luminosità o la luminosità di una stella alla sua massa. Per le stelle di sequenza principale, la relazione media è data da l = m
Un diagramma Hertzsprung-Russell (HRD) è un grafico in cui viene tracciata la luminosità di una stella rispetto alla sua temperatura superficiale. La stragrande maggioranza delle stelle conosciute cade in una banda che va da stelle calde con alta luminosità a stelle fresche con bassa luminosità. Questa band è definita la sequenza principale. Sebbene sviluppato prima che la fusione nucleare fosse la fonte dell'energia di una stella, l'HRD ha fornito indizi teorici per derivare le proprietà termodinamiche di una stella.
l'astrofisico inglese Arthur Eddington ha basato il suo sviluppoPMENT della relazione di luminosità di massa sull'HRD. Il suo approccio considerava le stelle come se fossero composte da un gas ideale, un costrutto teorico che semplifica il calcolo. Una stella era anche considerata un corpo nero o un perfetto emettitore di radiazioni. Usando la legge di Stefan-Boltzmann, la luminosità di una stella rispetto alla sua superficie e quindi il suo volume può essere stimato.
Sotto equilibrio idrostatico, la compressione del gas di una stella dovuta alla gravità è bilanciata dalla pressione interna del gas, formando una sfera. Per un volume sferico di oggetti di massa uguale, come una stella composta da un gas ideale, il teorema viriale fornisce una stima dell'energia potenziale totale del corpo. Questo valore può essere usato per derivare la massa approssimativa di una stella e mettere in relazione questo valore con la sua luminosità.
L'approssimazione teorica di Eddington per la relazione di luminosità di massa è stata verificata in modo indipendentedalla misurazione delle stelle binarie vicine. La massa delle stelle può essere determinata da un esame delle loro orbite e dalla loro distanza stabilita dalle leggi di Kepler. Una volta nota la loro distanza e la loro apparente luminosità, si può calcolare la luminosità.
La relazione di luminosità di massa può essere usata per trovare la distanza dei binari che sono troppo lontani per la misurazione ottica. Viene applicata una tecnica iterativa in cui viene utilizzata un'approssimazione della massa nelle leggi di Kepler per produrre una distanza tra le stelle. L'arco i corpi si sotono nel cielo e la distanza approssimativa che separa i due producono un valore iniziale per la loro distanza dalla terra. Da questo valore e dalla loro apparente grandezza, la loro luminosità può essere determinata e, per mezzo della relazione di luminosità di massa, le loro masse. Il valore per la massa viene quindi utilizzato per ricalcolare la distanza che separa le stelle e il processo viene ripetuto fino a raggiungere l'accuratezza desiderata