Sterrenkunde koeterwaals

Lichtkracht

Wijs naar een willekeurige ster aan de nachtelijke hemel. Hoe helder is die ster? Ja, je kan de helderheid van die ster meten maar dan alleen gezien vanaf de Aarde. De helderheid die je meet is van veel meer dingen afhankelijk dan alleen de ster zelf. Dezelfde ster op een grotere afstand van ons ziet er minder helder uit. Dezelfde ster maar dan met heel veel interstellair stof tussen de ster en de Aarde in is ook minder helder. Je meet ook alleen de helderheid in zichtbaar licht maar de ster gloeit in het hele spectrum; van radio- tot röntgengolven.

Lichtkracht VY Canis Majoris en de Zon
Ofschoon de ster VY Canis Majoris in het sterrenbeeld Grote Hond een veel lagere oppervlaktetemperatuur heeft dan de Zon zorgt de enorme grootte van de ster er voor dat het een ster is met een hele grote lichtkracht. De straal van de ster is 1400 * die van de Zon en de lichtkracht bedraagt 270.000 * de Zon.

Astronomen geven er daarom de voorkeur aan om niet de helderheid van een ster te gebruiken maar de lichtkracht. Lichtkracht is, op de een of andere manier de ware helderheid van een object. Het is een maat voor de totale hoeveelheid elektromagnetische straling die afkomstig is van een ster. Het omvat alle golflengtes van het licht, zowel zichtbaar als onzichtbaar. Het maakt niet uit hoeveel storend stof er is en het maakt niet uit hoe ver de ster van ons is verwijderd.

Het is een intrinsieke, echte eigenschap van de ster zelf. Maar omdat we maar een gedeelte van de straling afkomstig van een ster kunnen meten zijn voor het berekenen van de lichtkracht meestal modellen van de totale lichtuitstoot nodig.

Per definitie bedoelen we met de “lichtkracht” de “bolometrische lichtkracht””, en dat betekent de totale lichtkracht over het gehele elektromagnetische spectrum. Soms verwijzen astronomen ook naar de lichtkracht in een bepaald deel van het spectrum.

Lichtkracht wordt of uitgedrukt in watt (joules per seconde) of er wordt gerefereerd aan de lichtkracht van de Zon, deze is gedefinieerd als 3,828 * 1026 W. de zwakste sterren in het heelal hebben slechts een fractie van de lichtkracht van de Zon en de helderste kunnen een lichtkracht van honderdduizenden keren de Zon hebben.

De lichtkracht van een ster kan ook worden verbonden met twee andere belangrijke eigenschappen: de grootte en de temperatuur. Nemen we een eenvoudig model van een ster als een stralend zwart lichaam dan zijn deze drie eigenschappen met elkaar verbonden middels de Stefan-Boltzmann vergelijking: de lichtkracht is proportioneel aan het oppervlak maal de temperatuur tot de vierde macht.

Het is een eenvoudige, nette vergelijking die drie belangrijke eigenschappen van een ster met elkaar verbindt en het maakt het mogelijk dat astronomen enorme hoeveelheden kennis kunnen opdoen met slechts enkele basismetingen.

Meer lezen:

Dit artikel maakt deel uit van de serie Sterrenkunde – koeterwaals. Het zijn vertaalde en eventueel bewerkte berichten van de rubriek Astronomy 101 van de website UniverseToday