ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКААстрономия · 11 класс · § 23
Увидеть. Исследовать. Понять.

ПАРАГРАФ 23Температура и размеры звезд

Как звезда может быть холоднее Солнца, но светить намного мощнее?

3D · движение · экспериментыПодробный разбор10 вопросов с объяснениями
01 / Наблюдаем и объясняем

Собери звезду: радиус и температура

Меняй температуру и радиус. Найди сочетание, при котором холодная поверхность даёт большую светимость.

На узком экране схему можно прокрутить вбок. Основные значения повторены ниже.

1
1

Как устроена модель. L/L☉ = R²T⁴. Точка на диаграмме использует логарифмические шкалы. Не всякая выбранная пара параметров соответствует устойчивой реальной звезде.

01

Цвет и эффективная температура

Горячие звёзды имеют более голубой спектральный оттенок, холодные — более красный. Для теплового спектра λмаксT = b: рост температуры сдвигает максимум к коротким волнам. Звезда излучает широкий диапазон, поэтому цвет не равен одной длине волны.

Эффективная температура определяется через полный поток F = σTэфф⁴. Межзвёздная пыль может покраснить свет, поэтому цвет сначала очищают от её влияния. Цвет звезды нельзя трактовать как земные обозначения «красное — самое горячее, синее — холодное».

В звёздной шкале голубые звёзды обычно горячее красных.
02

Спектральная последовательность

Основная последовательность спектральных классов по убыванию температуры: O, B, A, F, G, K, M. Класс O соответствует наиболее горячим из этих классов, M — наиболее холодным. Солнце имеет класс G2 V: G2 — спектральный подкласс, V — класс светимости карлика главной последовательности.

Спектральные линии меняются из-за возбуждения и ионизации. Поэтому сильные линии водорода у звёзд класса A не означают, что только в них много водорода. Обозначение класса связывает наблюдаемый спектр с температурой и состоянием атмосферы.

Спектральный класс прежде всего связан с температурой и видом линий.
03

Светимость, радиус и температура

Для сферической звезды L = 4πR²σTэфф⁴. В солнечных единицах L/L☉ = (R/R☉)²(T/T☉)⁴. Отсюда R/R☉ = √(L/L☉)/(T/T☉)². Большая поверхность способна компенсировать меньший поток с единицы площади.

Поэтому холодный красный гигант может быть гораздо светлее Солнца, а горячий белый карлик — слабее: у первого огромный радиус, у второго маленький. Формула описывает полную светимость; значение в одном оптическом фильтре не всегда можно подставить без поправки.

Температура сама по себе не определяет полную мощность звезды.
04

Прямое и косвенное измерение размеров

Если измерен малый угловой диаметр θ и известно расстояние d, то R ≈ dθ/2 с θ в радианах. Для большинства звёзд угловые размеры очень малы; помогает интерферометрия. Другой путь — вывести радиус из светимости и эффективной температуры.

Результаты должны согласовываться в пределах точности. В модели радиус и температура меняются независимо, чтобы исследовать формулу. Это не означает, что любая комбинация соответствует устойчивой реальной звезде: внутреннее строение накладывает дополнительные ограничения.

Размер можно вывести из угла и расстояния или из энергетического баланса.
02 / Проверяем понимание

Сначала предскажи — потом проверь

Звезда вдвое холоднее и вчетверо больше Солнца по радиусу. Её светимость…

От условия к ответу

Разберём задачу

Звезда имеет L = 100L☉ и T = 0,5T☉. Найти радиус.

Сначала выбери физическую связь и условия её применения. Сделай собственный расчёт или объяснение, затем открой разбор.

Показать решение и проверку

R/R☉ = √100/(0,5)² = 10/0,25 = 40. Проверка: 40²·0,5⁴ = 1600/16 = 100. Более холодная поверхность компенсирована большой площадью.

Соберём главное

Шесть опорных идей

01В звёздной шкале голубые звёзды обычно горячее красных.
02Спектральный класс прежде всего связан с температурой и видом линий.
03Температура сама по себе не определяет полную мощность звезды.
04Размер можно вывести из угла и расстояния или из энергетического баланса.
05Удвоение радиуса при той же температуре увеличивает светимость вчетверо.
06Белый карлик может быть горячим, но иметь размер порядка планеты и сравнительно малую светимость.
Попробуй теперь ответить своими словами: Как звезда может быть холоднее Солнца, но светить намного мощнее?
Тест · 10 вопросов
Один верный ответ · 0,5 балла за вопрос · максимум 5

После проверки появятся правильные ответы и объяснения. Если изменишь ответ, результат нужно проверить заново.

1. Какая звезда обычно горячее?
2. Спектральная последовательность начинается с…
3. Какой порядок правильный?
4. Спектральный класс Солнца…
5. Светимость пропорциональна…
6. При удвоении R и той же T светимость…
7. При удвоении T и том же R светимость…
8. При L = 100L☉ и T = 0,5T☉ радиус…
9. Красный гигант может быть мощным из-за…
10. При измерении R из θ угол берут в…
Учебный источник и границы моделей

Основа: предоставленный параграф «23. Температура и размеры звезд.pdf», астрономия, 11 класс. Материал переработан в учебный конспект; пояснения, примеры и схемы подготовлены для этого комплекта. Числа округлены там, где указано «около» или «примерно». Некоторые упрощённые формулировки учебника уточнены, чтобы различать наблюдаемые и физические величины.

Дополнительные материалы для сверки и углубления: OpenStax: диаграмма Г—Р и эволюция.

Все схемы и интерактивные функции встроены в HTML. Интернет нужен только для перехода к внешним источникам. Размеры объектов, цвета и некоторые геометрические масштабы условны; ограничения каждого расчёта указаны у модели. Состояние научных сведений проверялось 2 октября 2026 года.

↑

Загрузка прогресса…