Significado y funcionamiento
La luminosidad de una estrella es la tasa total de energía emitida por toda su superficie. Cuando una estrella está distante, la cantidad de energía recibida por unidad de área disminuye, lo que la hace parecer más oscura.
En la aproximación del cuerpo negro, la emisividad de una superficie es proporcional al cuadrado de la temperatura, y el área de la superficie es proporcional al cuadrado del radio. Las estrellas más calientes o más grandes pueden exhibir una mayor luminosidad.
Relaciones y condiciones de validez
L∝R²T⁴ y el flujo observado es F=L/(4πd²). Duplicar la temperatura con el mismo radio multiplica la luminosidad por 16. Duplicar la distancia con la misma luminosidad reduce el brillo aparente a ¼.
Las espectras estelares reales contienen líneas de absorción, y la extinción interestelar también modifica la luminosidad observada. Los colores de las pantallas aproximan temperaturas de cuerpo negro y no describen la evolución completa de una estrella.
Qué observar en la simulación
Duplicar la temperatura es 16 veces la luminosidad y duplicar el radio es 4 veces la luminosidad. La distancia no cambia la luminancia.
Supongamos que la estrella es un cuerpo negro de temperatura uniforme. T☉=5778 K, use la constante de desplazamiento de Wien 2.898×10⁻³ m·K. El brillo aparente es un valor relativo de L/d², omitiendo el común 1/(4π). Los colores son aproximaciones para la pantalla basadas en la temperatura y el gráfico del radio es una escala logarítmica. No se calculan la extinción interestelar, las líneas de absorción ni las trayectorias de evolución estelar.
Relaciones y símbolos clave
L/L☉=(R/R☉)²(T/5778)⁴ · λmax=2.898×10⁶/T nm
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| L | Luminosidad | W |
| F | Potencia observada por unidad de superficie | W/m² |
| T | Temperatura efectiva de la superficie estelar | K |
Ejemplo resuelto
¿Qué cambia si la misma estrella se aleja el doble?
La luminosidad L es la cantidad de emisión de la propia estrella. El brillo aparente es proporcional a L/d², por lo que cuando la distancia se duplica, se convierte en 1/4.
Errores frecuentes
- El hecho de que un observador se mueva, no significa que la luminosidad de la estrella disminuya.