별의 물리량(2) - 표면온도

· 별의 분광형과 표면온도

캐넌의 표면온도에 따른 별의 분광형

→ 분광형 옆의 숫자 

- 0~9까지 나타낼 수 있고, 0으로 갈수록 표면온도가 높다.

ex) 표면 온도 : A0 > A3 / 태양 분광형 : G2

→ 원소 옆의 숫자

- I : 중성 /  II, III : 이온 (전자를 뺏겼다는 뜻)

- 수소는 전자가 1개이기 때문에, II, III 은 없다.

 

① 별의 분광형(표면온도)에 따라 흡수선의 종류와 세기가 다르게 나타난다.

② 수소 흡수선이 가장 강하게 나타나는 분광형은 A0이다.

③ 태양(G2)에서는 CaII 흡수선이 가장 강하게 나타난다.

④ 금속원소와 분자에 의한 흡수선은 온도가 낮은 별에서 강하게 나타난다.

⑤ 저온의 별 일수록 이온의 흡수선이 강하게 나타나는것은 아니다.

⑥ 표면온도가 태양보다 낮은 별들에서는 대체로 이온원자에 의한 흡수선이 가장 강하게 나타난다.

 

· 별의 색과 표면온도

① 흑체는 입사되는 전자기파를 모두 흡수하고 모두 방출하는 이상적인 물체이다.

② 별은 흑체에 가까운 성질을 가진다. 별의 온도, 광도는 별이 흑체라고 가정하여 추정한다.

③ 플랑크 곡선 : 흑체가 방출하는 복사에너지를 파장에 따라 나타낸 그래프이다.

④ 빈의 변위 법칙 : 흑체의 표면온도와 최대에너지를 방출하는 파장 사이의 관계

→ 가시광선

- 보라색에서 벗어나면 자외선, 빨강색쪽으로 벗어나면 적외선이라고 한다.

→ 보라색으로 갈수록 파장이 짧고 에너지가 크며, 빨간색으로 갈수록 파장이 길고 에너지가 작다.

= 에너지가 크면, 파장이 짧아진다.

+) 파장의 기호 : λ (람다)

→ 플랑크 곡선

- 각 온도선마다 복사 에너지의 상대적 세기가 가장 센 부분의 파장을 λmax라고 한다.

- λmax 는 온도가 낮아 질수록 길이가 파장의 길이가 길어진다. 

= 온도와 λmax는 반비례 관계이다.

- λmax ∝ 1 / T

 

 

 

 

ex)

- 파란색별을 1번, 붉은색별을 2번이라고 하자.

- 표면온도(T) : 1 > 2

- λmax : 1 < 2

- E(에너지) : 1 > 2

 

 

 

· 색지수와 표면온도

① U(ultraviolet), B(blue), V(visual) 필터는 각각 0.39㎛, 0.42㎛, 0.54㎛ 부근 파장의 빛만을 통과시킨다.

② U, B, V 필터로 정해지는 겉보기 등급을 U, B, V 등급이라고 한다.

③ 색지수 : B - V

④ 색지수와 표면온도

→ 노란색 별

- V 필터의 복사 에너지가 더 크다. = V등급이 B등급보다 작다.

- B등급 > V등급

- B - V > 0 -> 색지수가 +

→ 파란색 별

- B 필터의 복사 에너지가 더 크다. = B등급이 V등급보다 작다.

- B등급 < V등급

- B - V < 0 -> 색지수가 -

 

+) 복사 에너지 ↑ = 등급 ↓  밝기 ↑

즉, 표면온도 T : 파 > 노 이고, 색지수(B - V) : 파 < 노이므로, 표면온도와 색지수는 반비례 관계임을 알 수 있다.

 

 

별의 표면온도 강의