Welche Parameter sind notwendig, um einen plausiblen Stern gemäß einer spektralen Klassifizierung zu erzeugen?

Der Spektraltyp eines Sterns sagt im Allgemeinen seine Oberflächentemperatur aus. Leider gibt es hier ein Hauptproblem. Jeder Spektraltyp kann einer Reihe von Helligkeiten und Eigenschaften weichen (siehe jedes Hertzsprung-Russell-Diagramm ). Dies kann korrigiert werden, wenn Sie nur einen Stern erzeugen möchten, wenn er in die Hauptreihe eintritt. In diesem Fall besteht eine grobe Eins-zu-Eins-Beziehung zwischen Temperatur und Leuchtkraft.

Die Masse eines Hauptreihensterns bestimmt den Rest seiner Eigenschaften. Daraus können Sie die Leuchtkraft berechnen :

$$\frac{L}{L_\odot}\simeq\left(\frac{M}{M_\odot}\right)^{\alpha}\tag{1}$$ wo$\alpha$reicht von$3$zu$4$- der Exponent ist über verschiedene Massenbereiche unterschiedlich. Gemittelt über den gesamten Hauptreihenmassenbereich funktioniert dies in der Regel. Wir können etwas Ähnliches für den Radius des Sterns tun: $$\frac{R}{R_\odot}\simeq\left(\frac{M}{M_\odot}\right)^{\beta}\tag{2}$$ wo$\beta$ist etwas weniger als$1$- vielleicht$0.8\text{-}0.9$.

Wir können dann versuchen, die Oberflächentemperatur mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz zu approximieren :

$$L=4\pi\sigma R^2T^4\tag{3}$$ Alles, was wir tun müssen, ist zu lösen$T$, aber erinnere dich. In Ihrem Fall scheint es, als ob wir einen Stecker ziehen möchten$\text{(1)}$und$\text{(2)}$hinein$\text{(3)}$ nach Umwandlung des Radius und der Leuchtkraft in SI-Einheiten , wobei die Temperatur als Funktion der Masse angegeben wird. Dann können Sie einfach eine Temperatur für einen bestimmten Spektraltyp eingeben und die Masse schätzen, dann zurücksubstituieren, um den Radius und die Leuchtkraft (und andere Eigenschaften) zu finden.

Ich möchte nur hinzufügen, dass dies nur Annäherungen sind, obwohl sie ziemlich gut funktionieren. Ich würde sie sicherlich gerne benutzen. Ich bin in einer anderen Antwort näher auf das Thema eingegangen , aber ehrlich gesagt sind diese Gleichungen in Ordnung.

Ein noch besserer Weg, um genaue Parameter zu erhalten, wäre die Verwendung bereits vorhandener Sternmodelle . Viele Astronomen haben Sterne und stellare Evolutionsspuren modelliert, und die resultierenden Modelle sind möglicherweise online verfügbar. Ich nenne manchmal die Genfer Gitter als Beispiel und den MESA-Code als evolutionären Code, den Sie selbst ausführen können.

Das Tolle an all dem ist, dass man alle Parameter bestimmen kann, indem man die Masse eines Sterns und seine Zusammensetzung variiert (siehe Satz von Vogt-Russell ). Wählen Sie eine Masse, die Ihrem Spektraltyp entspricht, und Sie sollten in der Lage sein, ziemlich einfach detaillierte Ergebnisse zu erhalten. Ich habe dies in letzter Zeit für einige meiner Antworten zum Weltenbau getan. Numerische Modelle sind oft viel besser als Annäherungen, und oft hat jemand bereits die Arbeit geleistet, sie zu generieren!

Weitere Referenzen:

• Notizen der Penn State University
• SUNY Buffalo State Notizen

Mit-Generator-Generator-Sternensystem.

Soweit ich das beurteilen kann, hat HDE Ihre Frage beantwortet ... aber ich möchte eine Alternative anbieten, die möglicherweise keine direkte Antwort auf die von Ihnen dort oben gestellte Frage ist, sondern sich stattdessen in das "Masse ist nicht genug" einfügt. Satz.

Ich hatte einmal ein ähnliches Problem und fragte mich, was ich brauche, um einen plausiblen Stern (und sein Sternensystem) mit so wenig verfügbaren Daten wie möglich zu erhalten. Wenn Sie also daran interessiert sind, die Prämisse aufzugeben, zuerst die Spektralklasse zu kennen, lesen Sie weiter. Ansonsten vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und viel Erfolg bei Ihrer Arbeit!

Also... immer noch hier? Nun, ich werde so mutig wie möglich sein und sagen, dass alles, was Sie brauchen, um einen "plausiblen" Stern zu bekommen, seine Masse und sein Alter ist. Masse ist erforderlich, um zu bestimmen, was aus ihm wird, wenn die Fusion einsetzt, wie er aussehen wird, wie der interne Plasmafluss aussehen wird, seine Oberflächenfarbe, seine Größe und die Dauer seiner Lebenszustände.

Aber Sie brauchen mindestens einen zusätzlichen Parameter: das Alter zum Zeitpunkt der Überprüfung. Ohne dies wird es ein riesiger ... quantenähnlicher Zustand sein, der gleichzeitig eine Proto-Plasmawolke, ein Hauptstern und ein supermassereiches Schwarzes Loch ist.

Bei der Masse kennen Sie ihre potenziellen Parameter in jedem Lebenszustand, und bei ihrem Alter wissen Sie, in welchem ​​Lebenszustand sie sich gerade befindet, wenn Sie sie betrachten.

Nehmen Sie einen Stern mit der zehnfachen Masse unserer Sonne ... okay? Wie sieht es nach 4,5 B... M... komm schon, was war noch mal eine "Milliarde" auf Englisch?... Milliarde? Wie sähe es aus, wenn es so alt wäre wie unsere Sonne? Ziemlich schwarz, nehme ich an. Aber wie würde es nach etwa 500 Millionen Jahren aussehen? Ziemlich blau. Weiß-bläulich... nehme ich an.

Von diesem Punkt an erhalten Sie möglicherweise das Spektral, mit dem Sie begonnen haben:

Kennen Sie seine Masse, kennen Sie die Dauer seiner Lebenszustände -> Kennen Sie eine Masse und eine Zeit, wenn Sie ihn betrachten, können Sie seinen aktuellen Lebenszustand bestimmen -> Aus seiner Masse und seinem Lebenszustand können Sie ableiten seine Größe -> aus seiner Masse und Größe können Sie seine Oberflächentemperatur erhalten -> aus seiner Masse und Oberflächentemperatur können Sie seine Spektralklasse wählen.

seufz Nun, ich bin vom Thema abgekommen, als mir klar wurde, dass der Stern der einfache Teil der Arbeit ist. Sobald ich versuchte, auf die Schichten aller Himmelskörper unterschiedlichen Druck auszuüben, fingen meine Planeten, Sterne und so weiter an, auf abnormale Werte zu gehen (ich erinnere mich an einen speziellen "Braunen Zwerg", der währenddessen zu viel Nicht-Fusionsmaterial bekam Schöpfung und endete mit einer Chronosspere so groß wie die Hälfte des Sternensystems ... das war der Punkt, an dem ich mich mangels Wissen geschlagen geben musste).

Vielleicht möchten Sie Ihren Ansatz überdenken, aber wenn Sie wirklich eine Spektralklasse einfügen und einen richtigen Stern erhalten müssen, wird mein Ansatz ein bisschen ... schwer zu verwenden sein, weil Sie ein Dutzend Sterne (Systeme) erstellen mussten. und hoffen, einen zu bekommen, der Ihren Bedürfnissen entspricht.

Wie auch immer, frohe Systemerstellung!