地学Ⅰ›宇宙

恒星の特性

Stellar Properties

夜空の星は皆同じか?
⭐ 星ごとに異なる性質
①夜空の星は大きさ·温度·明るさが異なる
②高温の星は青い光、低温の星は赤い光を出す
③星の温度と光度をグラフ化すると規則が見える → H-R図
H-R図(ヘルツシュプルング-ラッセル図)
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💡 主要な観察
①0:主系列星 — 多数が左上→右下の対角線に分布(水素核融合段階)
②1:赤色巨星 — 温度低いが半径が大きく光度高い(右上)
③2:白色矮星 — 温度高いが半径小さく光度低い(左下)
恒星の物理量
シュテファン·ボルツマンの法則
L = 4πR²σT⁴
光度(L)= 4π × 半径² × σ × 表面温度⁴ — 明るさは大きさと温度で決まる
ウィーンの変位則
λmax = b / T
最大放射波長 = 定数(b) / 表面温度 → 温度↑で波長↓(青)
🔬 星の色と温度
①青い星:表面温度~30,000K以上(O·B型)
②白い星:~10,000K(A型)
③黄色:~6,000K(G型·太陽)
④赤い星:~3,000K(M型)
星の明るさ
見かけの等級と絶対等級
m − M = 5 log(d/10)
m:見かけ等級·M:絶対等級·d:距離(pc) — 等級が小さいほど明るい
📏 等級の意味
①見かけの等級(m):実際に見える明るさ(距離影響)
②絶対等級(M):10 pcに置いた時の明るさ(本来の明るさ)
③1等級差 = 約2.5倍·5等級差 = 100倍
総まとめ
恒星特性の核心
L = 4πR²σT⁴ / H-R図:温度(x軸↓)vs 光度(y軸↑)
光度は半径と温度で決まる·H-R図で恒星の種類と進化段階を把握
🎯 試験ポイント
①H-R図:x軸は表面温度(左ほど高温)·y軸は光度
②主系列:左上→右下対角線·恒星の約90%(水素核融合)
③L = 4πR²σT⁴ — 同温なら半径大ほど明るい
④赤色巨星:温度↓·半径↑↑ → 高光度 / 白色矮星:温度↑·半径↓↓ → 低光度
⑤等級:1等級 = 2.5倍·5等級 = 100倍