Номер 2, страница 194 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. Что называют светимостью звезды?

2. Светимостью звезды ($\text{L}$) называют полную энергию, излучаемую звездой в единицу времени по всем направлениям во всем диапазоне длин волн. Это одна из важнейших фундаментальных характеристик звезды, которая является ее внутренней, а не наблюдаемой характеристикой, так как не зависит от расстояния до наблюдателя. По сути, светимость — это истинная мощность излучения звезды.

В Международной системе единиц (СИ) светимость измеряется в ваттах (Вт). Однако в астрономии для удобства светимости звезд часто выражают в единицах светимости Солнца ($L_\odot$). Светимость нашего Солнца принята за эталон и составляет приблизительно $L_\odot \approx 3.828 \times 10^{26}$ Вт.

Светимость звезды напрямую связана с ее физическими параметрами — радиусом ($\text{R}$) и эффективной температурой поверхности ($T_e$). Эта связь описывается законом Стефана-Больцмана для излучения абсолютно черного тела, которым с хорошей точностью можно считать звезду:

$L = 4\pi R^2 \sigma T_e^4$

Здесь $\sigma$ — это постоянная Стефана-Больцмана, равная $5.67 \times 10^{-8}$ Вт/(м²·К⁴). Как видно из формулы, светимость очень чувствительна к изменению температуры (пропорциональна четвертой степени температуры) и в меньшей степени — к изменению радиуса (пропорциональна квадрату радиуса). Это объясняет, почему горячие голубые звезды, даже будучи не очень большими, имеют огромную светимость, а холодные красные гиганты светят ярко в основном за счет своего гигантского размера.

Светимости известных звезд варьируются в колоссальном диапазоне: от менее чем одной десятитысячной светимости Солнца ($10^{-4} L_\odot$) для самых тусклых красных карликов до миллионов светимостей Солнца ($>10^6 L_\odot$) для самых массивных и ярких звезд-сверхгигантов.

Ответ: Светимость звезды – это полная мощность электромагнитного излучения, испускаемого звездой в единицу времени. Эта фундаментальная характеристика не зависит от расстояния до звезды и измеряется в ваттах (Вт) или в единицах светимости Солнца ($L_\odot$).