Показатель цвета
Показатель цвета — простой для измерения, но но эффективный параметр, с помощью которого определится целый ряд важных физических свойств звёзд. Показатель цвета — это разность яркости звезды, измеренная в разных диапазонах спектра.
С появлением астрофотографии в начале XX века выяснилось, что фотографическая яркость звезд отличается от визуальной. Голубые звезды выглядят ярче на фотопластинке, а красные — ярче при наблюдении глазом. Очевидным образом это связано с разной чувствительностью фотоматериалов и сетчатки глаза к диапазонам спектра: фотопластинка чувствительна к синему концу спектра и практически не реагирует на красный свет, а глаз «настроен» на желто-зеленый цвет.
Таким образом, показатель цвета был определен как разность между фотографической и визуальной звездными величинами. Маскимум чувствительности фотопластинки приходится на голубой свет (blue), визуальная (visual) чувствительность соответствует желтой части спектра, разница между ними и есть показатель цвета. Эта фотометрическая система получила название B-V.
Показатель цвета B-V хорошо коррелирует с температурой звезды: чем звезда горячее, тем её свет голубее, тем меньше показатель цвета. Он даже отрицательный для горячих голубых звезд. Чем холоднее звезда, тем более красной она выглядит, тем больше B-V. Нулевой индекс цвета B-V = 0m соответствует звёздам класса A0.
Показатель цвета B-V хорош для звезд средних классов. Но у очень горячих максимум излучения лежит в ультрафиолете и на B-V-область приходятся только длинноволновое малопоказательное «крыло» спектра излучения. Поэтому была добавлена U фотометрия (ultraviolet) и оформилась классическая UBV-фотометрия. В дальнейшем была реализована техническая возможность регистрации инфракрасного излучения звёзд, и фотометрия расширилась на инфракрасный диапазон. Теперь, например, рассматривается показатель цвета R-I (красный-инфракрасный) и другие, включающие инфракрасную область излучения.
Таблица показателей цвета иллюстрирует соотношение между показателем цвета B-V, спектральным классом звёзды, эффективной температурой поверхности и визуально воспринимаемым цветом звезды.
Таблица рассчитана теоретически для модели абсолютно черного тела. Она дает значительные ошибки по температуре для самых верхних строк, то есть для самых горячих звёзд: там нужно использовать показатель цвета U-B. Фактически температура их намного выше указанной курсивом.
Большие значения B-V (больше 2) в реальности имеют так называемые углеродные звезды. Их «краснота» объясняется не низкой температурой, а особенностими спектра. Фактически их температура сопоставима с температурой звезд класса G-M. Их фиктивная температура указана курсивом. Визуально они выглядят ещё более красными, чем указано в таблице.
Таблица хорошо отражает реальность в области «классических» спектральных классов.
Описание таблицы
Таблица включает показатели цвета BV и теоретически рассчитанные характеристики.
V-B Показатель цвета V-B. Спектральный класс Спектральный класс, соответствующий показателю цвета; представлены «классические» классы и углеродные спектры. Температура Теоретически рассчитанные эффективная температура поверхности. Фиктивные температуры (см. в тесте страницы) указаны курсивом. Цвет (hex) Цвет звезды в шестнадцатеричном формате, рассчитанный из модели абсолютно черного тела; может быть некорректен для показателей цвета больше 2. RGB Значения цветовых каналов в пространстве RGB.
Цвет строк соответствует значению Цвет (hex).
Источник
Вселенная сегодня
Новости космоса и астрономии
В широко распространенной культуре Солнце — желтое. Но знали ли вы, что цвет Солнца на самом деле белый? Только когда свет от Солнца проходит через атмосферу Земли, то он меняется с белого на желтый, который мы видим здесь на Земле.
Все звезды имеют цвет. От красных карликов и красных гигантов до белых и желтых звезд, до синих гигантов и супергигантов. Цвет звезды зависит от температуры. Когда фотоны вырываются изнутри звезды в космос, они имеют разные количества энергии. Звезда может испускать инфракрасный, красный, синий и ультрафиолетовый свет в одно и то же время. Они даже испускают рентгеновское излучение и гамма-излучение.
Если звезда холодная, менее 3,500 Кельвин, его цвет будет красным. Это из-за того, что испускается больше красных фотонов, чем любых других в видимом свете. Если звезда очень горячая, свыше 10,000 Кельвин, ее цвет будет синим. И снова, потому что там больше синих фотонов, струящихся из звезды.
Температура Солнца приблизительно равна 6,000 Кельвин. Солнце, и звезды как наше Солнце, выглядят белыми. Это из-за того, что мы наблюдаем все различные цветные фотоны, исходящий из Солнца в одно и то же время. Когда вы складываете эти цвета, вы получаете чистый белый.
Белый цвет внутри этого черного квадрата приблизительно цвет Солнца.
Так почему Солнце выглядит желтым здесь на Земле? Атмосфера Земли рассеивает солнечный свет, удаляя более короткие длины волн света — синий и фиолетовый. Как только вы удалите эти цвета из спектра света, исходящие от Солнца, оно выглядит желтым. Но если вы бы полетели и посмотрели Солнце из космоса, цвет Солнца был бы чистым белым.
Поверхность Солнца, часть, которую мы видим, называется фотосфера. Фотоны, струящиеся от поверхности Солнца различны по температуре от 4500 Кельвин до более 6000 Кельвин. Средняя температура Солнца около 5800 Кельвин. В других единицах измерения, Солнце — 5500°C или 9,900°F.
Фотосфера Солнца. Предоставлено: NASA/SOHO.
Но это только средняя температура. Отдельные фотоны могут быть холоднее и краснее, или горячее и синее. Цвет Солнца, который мы видим здесь на Земле, в среднем это все фотоны, струящиеся от Солнца.
Но это только поверхность. Солнце сдерживается вместе взаимной гравитацией своей массы. Если бы вы могли спуститься вниз Солнца, вы бы почувствовали, что температура и давление увеличиваются на всем пути к ядру. И вниз к ядру температуры достигают 15.7 миллионов Кельвин. При таком давлении и температуре уже может иметь место водородный ядерный синтез. Это где атомы водорода соединяются вместе в гелий, выпуская фотоны гамма радиации. Эти фотоны выпускаются и поглощаются атомами в Солнце, когда они медленно прокладывают свой путь в космос. Может занять 100,000 лет для того, чтобы фотон, образовавшийся в ядре, в конце концов, достиг фотосферы и совершил скачок в космос.
Возможно, наиболее знакомая особенность на поверхности Солнца — это солнечные пятна. Это относительно более холодные регионы на поверхности Солнца, где линии магнитного поля пронизывают поверхность Солнца. Солнечные пятна могут быть источником солнечных вспышек и выбросов корональной массы.
Вид поверхности Солнца с научного японского спутника Hinode.
Когда мы смотрим на Солнце, мы замечаем, что центр Солнца выглядит гораздо ярче, чем границы. Это называется «затемнением лимба» и происходит, потому что мы наблюдаем свет, который прошел через поверхность Солнца под углом, и имел больше преград — и поэтому темнее.
С хорошим телескопом (и даже лучшим солнечным фильтром), возможно увидеть, что фотосфера не гладкая. Вместо этого, она покрыта конвекционными ячейками, называемыми гранулами. Они вызваны конвекционными потоками плазмы внутри конвекционной зоны Солнца. Горячая плазма поднимается в столбах через этот конвекционный регион Солнца, выпускает свою энергию и затем охлаждается и погружается. Представьте пузыри, поднимающиеся к поверхности в кипящей воде. Эти гранулы могут быть 1000 км в ширину и существовать 8-20 минут до рассеивания.
Огромные выбросы корональной массы могут также быть видны выстреливающими с поверхности Солнца. Они создаются, когда свернувшееся магнитное поле Солнца резко обрывается и разъединяется. Это разъединение выпускает огромное количество энергии, и выбрасывает заряженную плазму в космос. Когда эта плазма достигает Земли, она создает красивые полярные сияния, лучше всего видимые на полюсах Земли.
Астрономы измеряют яркость звезд различными инструментами, но им нужен способ для сравнения. Вот, где появляется наше Солнце. Как каждый знает, Солнце отдает примерно 3.839 x 10 33 ерг в секунду энергии. Другие звезды во Вселенной могут только отдавать долю солнечной светимости, или несколько кратных ей. Наше Солнце — это звездный критерий.
Массивный выброс корональной массы. Эта фотография показывает размер Земли для сравнения (вверху слева). Предоставлено: NASA / SDO / J. Major.
Представьте, что Солнце окружено рядами прозрачных сфер — как слои лука. Количество энергии, солнечная светимость, проходящее через каждую из этих сфер каждую секунду, — всегда одно и то же. Тем не менее, область поверхности сферы становится больше и больше. Это то, почему дальше вы получаете от звезды меньше света, который видите.
Это называется законом обратных квадратов, и позволяет астрономам вычислять солнечную светимость; фактически, это позволяет им вычислять светимость всех звезд. Ученые отправляли миссии в космос, которые измеряют общее количество энергии, падающей на их датчики. Из этой информации, астрономы могут вычислять, сколько энергии падает на всю Землю, а затем и сколько приходит от Солнца.
И это также работает и для звезд. Космический корабль обнаруживает светимость другой звезды, факторы в расстоянии и помогает вычислить первоначальную светимость звезды.
Хотя наше Солнце стабильное, оно испытывает незначительные изменения в солнечной светимости. Эти изменения вызваны солнечными пятнами, которые затемняют регионы, и яркими структурами на солнечном диске в течение 11-ти летнего солнечного цикла. Подробные измерения, проводимые в течение последних 30 лет, обнаружили, что они не достаточны, чтобы привести к ускорению глобального потепления, которое мы обнаруживаем здесь на Земле.
Название прочитанной вами статьи «Цвет Солнца».
Источник
Какого цвета Солнце на самом деле?
Казалось бы, вопрос, какого цвета Солнце, совсем глупый. Все знают, что оно жёлтое. Таким мы видим его на небе, так его изображают на разных картинках и схемах, да и на фотографиях видно. Но на самом деле всё сложнее, чем кажется. Какого цвета Солнце на самом деле?
Солнце жёлтое?
Солнце относится к классу жёлтых карликов спектрального класса G2V. К этому типу относятся звезды с температурой поверхности в пределах 5000 – 6000 К и имеющие размеры и массу, сравнимые с солнечными. Жёлтые карлики всегда изображают жёлтыми, красные – красными и т.д.
Если посмотреть на небо, когда Солнце не слишком высоко и не очень яркое, отчётливо видно, что оно жёлтое. Даже дети подсознательно это замечают и рисуют его именно жёлтым карандашом.
С этой точки зрения Солнце – жёлтое. Ведь не доверять собственным глазам кажется глупым, тем более, в этом легко убедиться лично.
Солнце белое?
Если пропустить солнечный свет через призму, он разложится на спектр, и мы увидим области разного цвета. То есть, солнечный свет состоит из электромагнитных волн всего видимого спектра, а свет мы воспринимаем именно как электромагнитные волны с разной длиной волны. Стеклянная призма преломляет их по-разному, поэтому видно их разделение. Вы знаете это из курса школьного физики.
В солнечном свете есть электромагнитные волны всего видимого спектра, от фиолетовых до красных. Все вместе они дают белый свет. На снимках, сделанных в космосе, когда Солнце попадает в кадр, видно, что оно именно белого цвета.
Да и как иначе, если оно излучает в самых разных диапазонах, и видимый свет – лишь малая часть излучения. Притом доля желтого света в нём не больше, чем других. При температуре поверхности в 5800 К Солнце и должно быть белым.
Солнце зелёное?
Хотя Солнце и излучает в самых разных диапазонах, отчего в сумме получается белый свет, но излучения с длиной волны в 500 нм получается больше в общей сумме, а это зелёный свет. Поэтому среди всех цветов зелёный должен преобладать, и мы должны видеть Солнце в зелёном оттенке.
Думаете, это совсем глупость? На самом деле зелёный цвет Солнца можно видеть. Вы наверняка слышали про «зелёный луч», который можно иногда видеть на закате, перед тем, как Солнце скроется за горизонтом. Это явление можно увидеть в любом месте, но чаще встречается на море. Есть роман «Зелёный луч», и много фотографий, вот одна из них:
Иногда на закате Солнце бросает зелёный луч.
Иногда небо и в самом деле становится зелёным.
Какого цвета Солнце на самом деле
Так можно совсем запутаться – видим Солнце желтым или зелёным, а в космосе оно выглядит белым. Где правда и какого цвета Солнце на самом деле? Ответ прост – Солнце белое, именно потому что излучает во всём видимом спектре. То, что зеленого чуть больше, особой роли не играет и не заметно в обычных условиях.
Но почему мы видим Солнце желтым? Потому что мы находимся на планете Земля, под слоем атмосферы, и смотрим через неё. Атмосфера рассеивает фиолетовую и синюю часть спектра, поэтому небо голубое, а цвет Солнца выглядит более жёлтым, так как красная часть спектра в атмосфере рассеивается хуже. А к ней близко находится и оранжевая и желтая часть.
На закате Солнце выглядит и вовсе красным, потому что лишь излучение с большей длиной волны может пробиться через толстый слой атмосферы. Ведь, когда Солнце низко над горизонтом, свет от него к нам идет не сверху, где воздушная прослойка тоньше, а под углом, и преодолевает толстый слой воздуха.
Причём воздух этот вовсе не так чист, как кажется – в нём много пыли, водяных паров и прочих включений. Поэтому, чем толще воздушная прослойка, тем сильнее она поглощает и преломляет свет. И Солнце на закате выглядит красным и не очень ярким – иногда на него даже можно спокойно смотреть.
Иногда условия преломления складываются идеально, и Солнце может выглядеть зелёным – испустить тот самый зелёный луч. Длится это недолго и бывает нечасто.
Зеленая часть спектра, хотя доля её в общем излучении Солнца велика, также рассеивается в атмосфере, придавая небу не чисто синий цвет, а с уклоном к зелёному. Мы не видим его зелёным лишь потому, что воспринимаем не отдельные цвета, а всю сине-зелёную часть спектра, где синий и фиолетовый в сумме преобладают. И когда мы смотрим на дневное небо, работают колбочки сетчатки глаза, восприимчивые и к синему, и к зелёному, и к жёлтому цвету. И небо выглядит голубым.
А настоящий цвет Солнца – белый. Именно таким оно и выглядит, если на него смотреть из космоса, где атмосфера не мешает. В пустыне белый цвет Солнца тоже хорошо виден — воздух там сухой, в нём мало водяных паров, поэтому преломление и искажение света происходит не так сильно.
В пустынной местности Солнце белое.
На рисунках и схемах его намеренно изображают жёлтым, так привычно. На фотографиях, сделанных в телескоп через фильтр, оно выглядит жёлтым по той же причине, что и без телескопа – из-за влияния атмосферы. К тому же, часто фотографии делают с применением различных цветных фильтров, чтобы повысить контраст и выделить детали.
Источник