Question

Почему белый карлик, даже имея температуру 10^4К, испускает света гораздо меньше, чем красный гигант с температурой поверхности в десятки раз меньше?

Answer 1

Ответ:

Из-за разности с их радиусах.

Объяснение:

см. приложеный файл диаграмма Герцшпрунга-Рассела.

Так как свет по другому это энергия, а энергопоток от звезды (мощность/светимость) высчитывается по закону Стефана-Больцмана: L=4πR²σT⁴, то в формулу энергии входит не только температура, но и радиус звезды (а по сути площадь её поверхности). Так как у Белых карликов высокая температура (порядка 10 000ºК), но радиус у них порядка 0,001-0,01 Rсолнца -- их светисоть не превышает 0,1 Lсолнца

Что касается же Красных гигантов, то хотя их температура стоит около 3 000ºK, их радиус около 100-1 000Rсолнца, что компенсирует энерговыделение до 10⁴-10⁵Lсолнца.

Answer 2

Разница в испускаемом свете между белыми карликами и красными гигантами обусловлена не только температурой поверхности, но и другими факторами, такими как радиус и площадь поверхности звезды, а также её эффективная температура.

Белые карлики – это остатки отживших красных гигантов, состоящие преимущественно из углерода и кислорода. Они имеют очень высокую плотность и небольшой радиус, по сравнению с их предшественниками. Высокая плотность и небольшой объем позволяют белым карликам медленно остывать и долго излучать свет.

Красные гиганты, напротив, имеют больший радиус и более низкую плотность, что приводит к более высокой площади поверхности для излучения. Большая площадь поверхности и более низкая эффективная температура означают, что они могут излучать больше теплового излучения в инфракрасном диапазоне.

Таким образом, хотя белые карлики и имеют более высокую температуру поверхности, их небольшой размер и высокая плотность ограничивают площадь поверхности для излучения, что приводит к меньшему количеству излучаемой энергии по сравнению с красными гигантами.