Болометрическая коррекция

В астрономии болометрическая поправка — это поправка, вносимая в абсолютную величину объекта с целью преобразования его видимой величины в болометрическую величину . Он велик для звезд, которые излучают большую часть своей энергии за пределы видимого диапазона. Единая шкала коррекции еще не стандартизирована.

Описание

Математически такой расчет можно выразить: $BC=M_{\text{bol}}-M_{v}$

Болометрическая поправка для ряда звезд разных спектральных классов и групп показана в следующей таблице: ^[1]^[2]^[3]

Спектральный тип	Основная последовательность	Гиганты	Сверхгиганты
О3	−4.3	−4.2	−4.0
G0	−0.10	−0.13	−0.1
G5	−0.14	−0.34	−0.20
К0	−0.24	−0.42	−0.38
К5	−0.66	−1.19	−1.00
М0	−1.21	−1.28	−1.3

Болометрическая поправка велика и отрицательна как для звезд раннего типа (горячих), так и для звезд позднего типа (холодных). Первое — потому, что значительная часть производимого излучения приходится на ультрафиолетовое излучение, второе — потому что большая его часть приходится на инфракрасное излучение. Для такой звезды, как Солнце, поправка лишь незначительна, поскольку Солнце излучает большую часть своей энергии в видимом диапазоне длин волн. Болометрическая коррекция — это поправка, вносимая в абсолютную величину объекта с целью преобразования видимой величины объекта в его болометрическую величину.

Альтернативно, болометрическая коррекция может быть произведена до абсолютных величин на основе других диапазонов длин волн за пределами видимого электромагнитного спектра. ^[4] Например, и несколько чаще для тех более холодных звезд, у которых большая часть энергии излучается в инфракрасном диапазоне длин волн, иногда к абсолютной инфракрасной звездной величине вместо абсолютной визуальной звездной величины применяется другой набор значений болометрических поправок.

Математически такой расчет можно выразить так: ^[5]

$BC_{K}=M_{\text{bol}}-M_{k}$ Где M _K — значение абсолютной магнитуды, а BC _K — значение болометрической поправки в K-диапазоне. ^[6]

Установка шкалы коррекции

Шкала болометрической поправки задается абсолютной звездной величиной Солнца и принятой (произвольной) абсолютной величиной Солнца болометрической звездной . Следовательно, если абсолютная величина Солнца в разных фильтрах является величиной физической, а не произвольной, то абсолютная болометрическая величина Солнца произвольна, а значит, и нулевая точка шкалы болометрической поправки, вытекающая из нее. Это объясняет, почему в классических источниках приведены явно несовместимые значения этих величин. ^[7] Болометрическая шкала исторически несколько менялась в литературе: болометрическая поправка Солнца в V-диапазоне варьировалась от -0,19 до -0,07 звездной величины. Отсюда следует, что любое значение абсолютной болометрической величины Солнца является законным при условии, что после выбора все болометрические поправки будут соответствующим образом изменены. В противном случае это приведет к систематическим ошибкам в определении светимости звезд. ^[7]^[8]

XXIX Генеральная ассамблея Международного астрономического союза (МАС) в Гонолулу приняла в августе 2015 года Резолюцию B2 о рекомендуемых нулевых точках для шкал абсолютных и кажущихся болометрических величин. ^[9]^[10]

Хотя болометрические величины используются уже более восьми десятилетий, существуют систематические различия в шкалах абсолютной величины-светимости, представленных в различных астрономических справочниках без международной стандартизации. Это привело к систематическим различиям в шкалах болометрических поправок. В сочетании с неверными предполагаемыми абсолютными болометрическими величинами Солнца это может привести к систематическим ошибкам в оценках светимости звезд. Многие звездные свойства рассчитываются на основе звездной светимости, например радиусы, возраст и т. д.

В Резолюции B2 МАС 2015 г. предложена абсолютная болометрическая шкала величин, где $M_{\text{bol}}=0$ соответствует светимости 3,0128 × 10 ²⁸ W , при этом нулевая светимость выбрана такой, чтобы Солнце (с номинальной светимостью 3,828 × 10 ²⁶ W ) соответствует абсолютной болометрической величине $M_{{\text{bol}}_{\rm {Sun}}}=4.74$ . Размещая источник излучения (например, звезду) на стандартном расстоянии 10 парсек , следует, что нулевая точка видимой звездных величин болометрической шкалы $m_{\text{bol}}=0$ соответствует освещенности $f_{o}=2.518021002...\times 10^{-8}\mathrm {W/m^{2}}$ , где номинальное общее солнечное излучение , измеренное в 1 астрономической единице (1361 Вт/м ²) соответствует болометрической Солнца величине видимой $m_{{\text{bol}}_{\rm {Sun}}}=-26.832$ .

Аналогичное предложение МАС в 1999 году (с немного другой нулевой точкой, привязанной к устаревшей оценке солнечной светимости) было принято комиссиями МАС 25 и 36. Однако оно так и не дошло до голосования Генеральной Ассамблеи и впоследствии лишь время от времени принималось астрономами в литература.

См. также

Внешние ссылки

https://github.com/casaluca/bolometric-corrections — самые актуальные таблицы болометрических поправок на диаграмме ЧСС и процедуры интерполяции в различных фотометрических фильтрах. ^[7]^[8]
https://web.archive.org/web/20080312151621/http://www.peripatus.gen.nz/Astronomy/SteMag.html - содержит таблицу болометрических поправок.
http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1996ApJ...469..355F/0000360.000.html - содержит подробные таблицы ^[11] болометрических поправок (обратите внимание, что этот второй набор таблиц соответствует болометрической величине 4,73 ^[12] для Солнца, а также имейте в виду, что есть опечатки ^[12] ошибки в некоторых цифрах в таблицах)

Ссылки

^ Поппер, Дэниел М. (1 сентября 1980 г.). «Звездные массы». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 18 (1): 115–164. Бибкод : 1980ARA&A..18..115P . дои : 10.1146/annurev.aa.18.090180.000555 . ISSN 0066-4146 .
^ Хамфрис, РМ ; МакЭлрой, Д.Б. (1984). «Начальная функция масс массивных звезд Галактики и Магеллановых Облаков» . Астрофизический журнал . 284 : 565–577. Бибкод : 1984ApJ...284..565H . дои : 10.1086/162439 . ISSN 0004-637X .
^ Б., Калер, Джеймс (1989). Звезды и их спектры: введение в спектральную последовательность . Кембридж [Кембриджшир]: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521304948 . OCLC 17731797 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Бесселл, М.С.; и др. (май 1998 г.). «Модель широкополосных цветов атмосфер, болометрические поправки и температурные калибровки для звезд O–M». Астрономия и астрофизика . 333 : 231–250. Бибкод : 1998A&A...333..231B .
^ Саларис, Маурицио; и др. (ноябрь 2002 г.). «Популяционное влияние на абсолютную величину скопления красных гигантов: полоса K» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 337 (1): 332–340. arXiv : astro-ph/0208057 . Бибкод : 2002MNRAS.337..332S . дои : 10.1046/j.1365-8711.2002.05917.x . S2CID 17930469 . Более низкие эффективные температуры соответствуют более высоким значениям $BC_{K}$ ; с $M_{K}=M_{bol}-BC_{K}\!\,$ , более холодные звезды RC обычно ярче.
^ Буццони, А.; и др. (апрель 2010 г.). «Болометрическая коррекция и спектральное распределение энергии холодных звезд в скоплениях Галактики» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 403 (3): 1592–1610. arXiv : 1002.1972 . Бибкод : 2010MNRAS.403.1592B . дои : 10.1111/j.1365-2966.2009.16223.x . S2CID 119181086 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Касагранде, Лука; Ванденберг, Дон А. (октябрь 2014 г.), «Синтетическая звездная фотометрия: общие соображения и новые преобразования для широкополосных систем», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 444 (1): 392, arXiv : 1407.6095 , Bibcode : 2014MNRAS. 444..392C , doi : 10.1093/mnras/stu1476 с актуальными кодами интерполяции https://github.com/casaluca/bolometric-corrections
^ Jump up to: ^а ^б Касагранде, Л; ВанденБерг, Дон А. (18 января 2018 г.). «Синтетическая звездная фотометрия – II. Тестирование шкалы болометрических потоков и таблиц болометрических поправок для систем Hipparcos/Tycho, Pan-STARRS1, SkyMapper и JWST» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 475 (4): 5023–5040. arXiv : 1801.05508 . Бибкод : 2018MNRAS.475.5023C . дои : 10.1093/mnras/sty149 . ISSN 0035-8711 .
^ Объявлены проекты резолюций XXIX Генеральной ассамблеи IAU , получено 8 июля 2015 г.
^ Мамаек, Э.Э.; и др. (2015). «Резолюция B2 МАС 2015 г. о рекомендуемых нулевых точках для шкал абсолютной и кажущейся болометрической величины». arXiv : 1510.06262v2 [ astro-ph.SR ].
^ Флауэр, Филлип Дж. (сентябрь 1996 г.), «Преобразования теоретических диаграмм Герцшпрунга-Рассела в диаграммы цвет-величина: эффективные температуры, цвета BV и болометрические поправки», The Astrophysical Journal , 469 : 355, Bibcode : 1996ApJ ... 469 ..355F , дои : 10.1086/177785
^ Jump up to: ^а ^б Торрес, Гильермо (ноябрь 2010 г.). «О применении эмпирических болометрических поправок к звездам» . Астрономический журнал . 140 (5): 1158–1162. arXiv : 1008.3913 . Бибкод : 2010AJ....140.1158T . дои : 10.1088/0004-6256/140/5/1158 . S2CID 119219274 .

[1] Поппер, Дэниел М. (1 сентября 1980 г.). «Звездные массы». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 18 (1): 115–164. Бибкод : 1980ARA&A..18..115P . дои : 10.1146/annurev.aa.18.090180.000555 . ISSN 0066-4146 .

[2] Хамфрис, РМ ; МакЭлрой, Д.Б. (1984). «Начальная функция масс массивных звезд Галактики и Магеллановых Облаков» . Астрофизический журнал . 284 : 565–577. Бибкод : 1984ApJ...284..565H . дои : 10.1086/162439 . ISSN 0004-637X .

[3] Б., Калер, Джеймс (1989). Звезды и их спектры: введение в спектральную последовательность . Кембридж [Кембриджшир]: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521304948 . OCLC 17731797 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[4] Бесселл, М.С.; и др. (май 1998 г.). «Модель широкополосных цветов атмосфер, болометрические поправки и температурные калибровки для звезд O–M». Астрономия и астрофизика . 333 : 231–250. Бибкод : 1998A&A...333..231B .

[nonredclumpSalaris2002-5] Саларис, Маурицио; и др. (ноябрь 2002 г.). «Популяционное влияние на абсолютную величину скопления красных гигантов: полоса K» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 337 (1): 332–340. arXiv : astro-ph/0208057 . Бибкод : 2002MNRAS.337..332S . дои : 10.1046/j.1365-8711.2002.05917.x . S2CID 17930469 . Более низкие эффективные температуры соответствуют более высоким значениям $BC_{K}$ ; с $M_{K}=M_{bol}-BC_{K}\!\,$ , более холодные звезды RC обычно ярче.

[nonstandardphotography2010-6] Буццони, А.; и др. (апрель 2010 г.). «Болометрическая коррекция и спектральное распределение энергии холодных звезд в скоплениях Галактики» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 403 (3): 1592–1610. arXiv : 1002.1972 . Бибкод : 2010MNRAS.403.1592B . дои : 10.1111/j.1365-2966.2009.16223.x . S2CID 119181086 .

[cv14-7] Jump up to: ^а ^б ^с Касагранде, Лука; Ванденберг, Дон А. (октябрь 2014 г.), «Синтетическая звездная фотометрия: общие соображения и новые преобразования для широкополосных систем», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , 444 (1): 392, arXiv : 1407.6095 , Bibcode : 2014MNRAS. 444..392C , doi : 10.1093/mnras/stu1476 с актуальными кодами интерполяции https://github.com/casaluca/bolometric-corrections

[cv18-8] Jump up to: ^а ^б Касагранде, Л; ВанденБерг, Дон А. (18 января 2018 г.). «Синтетическая звездная фотометрия – II. Тестирование шкалы болометрических потоков и таблиц болометрических поправок для систем Hipparcos/Tycho, Pan-STARRS1, SkyMapper и JWST» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 475 (4): 5023–5040. arXiv : 1801.05508 . Бибкод : 2018MNRAS.475.5023C . дои : 10.1093/mnras/sty149 . ISSN 0035-8711 .

[9] Объявлены проекты резолюций XXIX Генеральной ассамблеи IAU , получено 8 июля 2015 г.

[IAU_2015_Resolution_B2-10] Мамаек, Э.Э.; и др. (2015). «Резолюция B2 МАС 2015 г. о рекомендуемых нулевых точках для шкал абсолютной и кажущейся болометрической величины». arXiv : 1510.06262v2 [ astro-ph.SR ].

[tablesof_bolometric_correction-11] Флауэр, Филлип Дж. (сентябрь 1996 г.), «Преобразования теоретических диаграмм Герцшпрунга-Рассела в диаграммы цвет-величина: эффективные температуры, цвета BV и болометрические поправки», The Astrophysical Journal , 469 : 355, Bibcode : 1996ApJ ... 469 ..355F , дои : 10.1086/177785

[tableprovisoBC-12] Jump up to: ^а ^б Торрес, Гильермо (ноябрь 2010 г.). «О применении эмпирических болометрических поправок к звездам» . Астрономический журнал . 140 (5): 1158–1162. arXiv : 1008.3913 . Бибкод : 2010AJ....140.1158T . дои : 10.1088/0004-6256/140/5/1158 . S2CID 119219274 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]