อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?
ดาวสองดวงมีความสว่าง apparent เท่ากันแต่มีความสว่าง intrinsic (luminosity) ต่างกัน ระยะทางทำให้ ฟลักซ์ ที่ถึงผู้สังเกตเปลี่ยนแปลง
สร้างโมเดล
ความสว่าง คือกำลังที่ปล่อยออกมาทั้งหมด; ฟลักซ์คือกำลังที่ได้รับต่อหน่วยพื้นที่สเปกตรัมของดาวนำข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิพื้นผิวและองค์ประกอบ
การหลอมรวมถ่ายโอนพลังงานเมื่อนิวเคลียสที่มีมวลเบาเข้าด้วยกัน
ความสว่าง: กำลังที่แผ่รังสีออกทั้งหมด
ฟลักซ์: กำลังไฟที่ได้รับต่อหน่วยพื้นที่
กำลังสองผกผัน: กำลังเท่ากันกระจายบนพื้นที่ 4πd² ดังนั้นระยะทางเท่าเดิมให้ฟลักซ์เป็นหนึ่งในสี่ เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้
สำหรับการแผ่รังสีแบบ isotropic โดยไม่มีการดูดกลืน ฟลักซ์จะแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง
ดังนั้นความสว่างที่สังเกตได้เพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถระบุความสว่าง (luminosity) ได้
ในห้องปฏิบัติการ: ใช้หน่วยระยะทางให้สอดคล้องกัน ระบุปริมาณที่เป็นคุณสมบัติภายในของดาว และแยกแยะหลักฐานจากการสังเกตออกจากแบบจำลองวิวัฒนาการของดาว อย่าสับสนระหว่างขั้นดาวยักษ์แดงกับเศษซากสุดท้ายที่เป็นไปได้ทุกชนิด
เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว
ข้อมูลที่มี: ระยะทางเพิ่มขึ้นสองเท่าในขณะที่ความสว่างคงที่
ใช้ F แปรผันตรงกับ 1/d²
อัตราส่วนฟลักซ์ = 1/2² = 1/4
ฟลักซ์จำนวน 12 หน่วย จะกลายเป็น 3 หน่วย
สิ่งนี้สมมติว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงในการดูดกลืนหรือกำลังไฟจากแหล่งกำเนิด
ถึงคุณ: แหล่งกำเนิดให้ฟลักซ์ 18 หน่วย จงหาฟลักซ์ที่ระยะทางสามเท่า
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
คาดการณ์ว่าดวงอาทิตย์จะไม่กลายเป็นซูเปอร์โนวา
การเลื่อนไปทางแดงสามารถสนับสนุนการขยายตัวของจักรวาล แต่ไม่ได้หมายความว่าวัตถุใกล้ตัวทุกชิ้นต้องเคลื่อนที่ห่างจากผู้สังเกตทุกคน
ไม่ใช่ความจริง: ความสว่างปรากฏเพียงอย่างเดียวกำหนดความสว่างของดาวเสมอ ความสว่างปรากฏขึ้นอยู่กับระยะทางและความสว่างด้วย (F = L/4 pi d^2) ดาวที่ดูมืดอาจมีความสว่างสูงมากแต่อยู่ไกล ดังนั้นความสว่างเพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถระบุความสว่างได้หากไม่มีข้อมูลระยะทาง
จุดสำคัญ:
ความสว่างคือกำลังที่แผ่ออกทั้งหมด; ฟลักซ์คือกำลังที่ได้รับต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่
สำหรับการแผ่รังสีแบบ isotropic โดยไม่มีการดูดกลืน ฟลักซ์จะแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง
ระวัง: คาดการณ์ว่าดวงอาทิตย์จะไม่กลายเป็นซูเปอร์โนวา
เขียนจากฟลักซ์ 5 หน่วย
แหล่งกำเนิดให้ความหนาแน่นกระแส 45 หน่วย
หาความหนาแน่นกระแสที่ระยะสามเท่า ความสว่างปรากฏเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบอกกำลังส่องสว่างได้
เขียนจากระยะทางที่เพิ่มขึ้นสามเท่า
แหล่งกำเนิดให้ฟลักซ์ 45 หน่วย ที่ระยะ d
ที่ 3d: 45 ÷ 9 = 5 หน่วย — กฎกำลังสองผกผัน อีกครั้งหนึ่ง
เขียนกับกับดักความสว่างปรากฏ
Sirius outshines Betelgeuse in our sky, yet Betelgeuse emits far more light.
ความสว่างปรากฏรวมระยะทางเข้าไว้ด้วย (F = L ÷ 4πd²) — “สว่างที่สุดในท้องฟ้า” เป็นข้ออ้างเกี่ยวกับทั้ง d และ L
เขียนด้วยการเปรียบเทียบความสว่าง
ดาว A ให้พลังงานเป็นสองเท่าของดวงอาทิตย์ ที่ระยะห่างเป็นสองเท่าของดวงอาทิตย์
ฟลักซ์ที่นี่ = 2 ÷ 2² = ครึ่งหนึ่งของดวงอาทิตย์ — ความสว่างคือการปล่อย; ฟลักซ์คือสิ่งที่มาถึง โดยหารด้วย 4πd²
