Болометрическая поправка

Болометри́ческая попра́вка (англ. Bolometric correction, BC) — поправка, вносимая в абсолютную звёздную величину объекта для перевода визуальной величины в болометрическую Для звёзд, излучающих бо́льшую часть энергии вне видимого диапазона, болометрическая поправка может быть велика.

Описание

В математических обозначениях внесение поправки имеет вид:

В следующей таблице представлены болометрические поправки для звёзд различных спектральных классов и классов светимости[1][2][3]:

Спектральный класс Главная последовательность Гиганты Сверхгиганты
O3 -4,3 -4,2 -4,0
G0 -0,10 -0,13 -0,1
G5 -0,14 -0,34 -0,20
K0 -0,24 -0,42 -0,38
K5 -0,66 -1,19 -1,00
M0 -1,21 -1,28 -1,3

Болометрическая поправка велика как для звёзд ранних типов (горячих звёзд), так и для звёзд поздних типов (холодных). В первом случае бо́льшая часть энергии излучается в ультрафиолетовом диапазоне, во втором случае — в инфракрасном диапазоне. Для звезд типа Солнца поправка невелика, поскольку Солнце излучает бо́льшую часть энергии в видимой части спектра. Болометрическая поправка вносится в абсолютную звёздную величину для перевода её из визуальной в болометрическую.

Также болометрическую поправку в абсолютную величину можно вносить на основе измерений в других диапазонах спектра за пределами видимой области[4]. Например, для холодных звёзд, у которых большая часть энергии излучается в инфракрасном диапазоне, иногда вводится несколько болометрических поправок к абсолютной величине в инфракрасном диапазоне вместо визуальной звёздной величины.

Такую поправку можно записать в виде[5][6]:

здесь  — абсолютная звёздная величина;
 — болометрическая поправка в полосе K.

Установление шкалы поправок

Шкала болометрических поправок устанавливается по абсолютной величине Солнца и принятой абсолютной болометрической величине Солнца. Поскольку абсолютная величина Солнца в различных фильтрах не является произвольной величиной, абсолютная величина Солнца задана произвольно, тогда нуль-пункт шкалы болометрических поправок выводится на основе этих данных. Это объясняет, почему в ряде источников приведены зачастую несопоставимые значения поправок[7]. Болометрическая шкала на протяжении истории фотометрии несколько менялась, при этом болометрическая шкала для Солнца в полосе V варьировалась от −0,19 до −0,07 звёздной величины. Таким образом, существует целое множество значений болометрической звёздной величины Солнца, поэтому при расчётах следует выбрать одну шкалу и перевести к ней все используемые поправки. В противном случае светимости звёзд будут определены с высокой систематической ошибкой[7][8].

На Генеральной Ассамблее МАС в Гонолулу в августе 2015 года была принята резолюция о рекомендованных значениях нуль-пунктов для болометрических шкал абсолютных и видимых звёздных величин[9][10].

Хотя болометрические звёздные величины используются на протяжении восьми десятилетий, они обладают систематическими различиями в шкалах «абсолютная величина — светимость», представленных в различных астрономических источниках до введения стандартизации. Наличие различий приводило к систематическим смещениям болометрических поправок. Если также учесть неправильно приписанное значение абсолютной болометрической величины Солнца, то результатом станут неправильно определённые светимости звёзд. Поскольку на основе данных о светимостях получают оценки возраста, радиуса, массы звезды, то такие параметры также будут содержать ошибки.

В резолюции B2 МАС от 2015 года представлена шкала абсолютных болометрических звёздных величин, в которой соответствует светимости 3,0128⋅1028 Вт, нуль-пункт светимости выбран так, что Солнце (с номинальной светимостью 3,828⋅1026 Вт) обладает болометрической величиной

Если источник излучения (например, звезду) переместить на стандартное расстояние 10 парсек, то нуль-пункт шкалы видимых болометрических звёздных величин при освещённости 2,518 021 002⋅10-8 Вт/м2, для сравнения значение создаваемой Солнцем на Земле освещённости равно 1361 Вт/м2, что соответствует видимой болометрической величине

Похожее предложение стандартизации МАС делал в 1999 году (нуль-пункт слегка отличался, он был привязан к устаревшей оценке светимости Солнца), оно было принято Комиссиями МАС 25 и 36. Тем не менее, оно не выносилось на голосование Генеральной Ассамблеи и только время от времени использовалось в астрономической литературе.

Примечания

  1. Popper, Daniel M. Stellar Masses (англ.) // Annual Review of Astronomy and Astrophysics : journal. — 1980. — 1 September (vol. 18, no. 1). P. 115—164. ISSN 0066-4146. doi:10.1146/annurev.aa.18.090180.000555.
  2. Humphreys, R. M.; McElroy, D. B. The initial mass function for massive stars in the Galaxy and the Magellanic Clouds (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. IOP Publishing, 1984. Vol. 284. P. 565—577. ISSN 0004-637X. doi:10.1086/162439.
  3. B., Kaler, James. Stars and their spectra : an introduction to the spectral sequence (англ.). — Cambridge [Cambridgeshire]: Cambridge University Press, 1989. — ISBN 0521304946.
  4. Bessell, M. S.; Castelli, F.; Plez, B. Model atmospheres broad-band colors, bolometric corrections and temperature calibrations for O - M stars (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1998. — May (vol. 333). P. 231—250. — .
  5. Salaris, Maurizio; Girardi, Léo. Population effects on the red giant clump absolute magnitude: the K band (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. Oxford University Press, 2002. — November (vol. 337, no. 1). P. 332—340. doi:10.1046/j.1365-8711.2002.05917.x. — . arXiv:astro-ph/0208057.. — «Меньшие эффективные температуры соответствуют большим значениям ; поскольку , холодные звёзды красного сгущения кажутся ярче.»
  6. Buzzoni, A.; Patelli, L.; Bellazzini, M.; Pecci, F. Fusi; Oliva, E. Bolometric correction and spectral energy distribution of cool stars in Galactic clusters (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. Oxford University Press, 2010. — April (vol. 403, no. 3). P. 1592—1610. doi:10.1111/j.1365-2966.2009.16223.x. — . arXiv:1002.1972.
  7. Casagrande, Luca & VandenBerg, Don A. (October 2014), Synthetic stellar photometry: general considerations and new transformations for broad-band systems, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Т. 444 (1): 392, DOI 10.1093/mnras/stu1476 with up-to-date interpolation codes https://github.com/casaluca/bolometric-corrections
  8. Casagrande, L; VandenBerg, Don A. Synthetic Stellar Photometry – II. Testing the bolometric flux scale and tables of bolometric corrections for the Hipparcos/Tycho, Pan-STARRS1, SkyMapper, and JWST systems (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. Oxford University Press, 2018. — 18 January (vol. 475, no. 4). P. 5023—5040. ISSN 0035-8711. doi:10.1093/mnras/sty149. — . arXiv:1801.05508.
  9. IAU XXIX General Assembly Draft Resolutions Announced, <http://www.iau.org/news/announcements/detail/ann15023/>. Проверено 8 июля 2015.
  10. Mamajek, E. E.; Torres, G.; Prsa, A.; Harmanec, P.; Asplund, M.; Bennett, P. D.; Capitaine, N.; Christensen-Dalsgaard, J.; et al. (2015), IAU 2015 Resolution B2 on Recommended Zero Points for the Absolute and Apparent Bolometric Magnitude Scales, arΧiv:1510.06262v2 [astro-ph.SR]

Ссылки

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.