Hertzsprung-Russell­diagram (Sterrenkunde)

Onderwerp: Astrofysica

Lichtkracht van een ster bepalen uit het Hertzsprung-Russelldiagram.

Deze opgave komt uit de lesmethode Pulsar (3e editie) Natuurkunde 6 vwo leerboek, uit het hoofdstuk Astrofysica. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

De energie die per seconde van twee verschillende sterren wordt ontvangen, wordt met een telescoop gemeten. De ene ster is een K0 V-ster (dwergster) en de andere een K0 I-ster (superreus). Beide sterren hebben een temperatuur van 3980 K.

Vraag a. Gebruik het Hertzsprung-Russelldiagram uit Binas om een schatting te maken van de lichtsterkte van een typische K0 V-ster. Hiervoor moet je weten dat de dwergsterren zich op de hoofdreeks bevinden. Doe hetzelfde voor een typische K0 I-ster. Druk de lichtsterkten van beide sterren uit in de lichtsterkte van de zon Lzon.

Voor de K0 V:

$T = 3980 \rightarrow log(T) = 3,\!6$

Aflezen uit het diagram bij log(T) = 3,6 en op de hoofdreeks geeft:

$log\Big( \frac{L}{L_\text{zon}} \Big) \approx -1 \rightarrow \frac{L}{L_\text{zon}} = \frac{1}{10^1}$

Oftewel:

$L = 0,\!1 \cdot L_\text{zon}$

Voor de K0 I:

Aflezen bij log(T) = 3,6 en de superreuzen:

$log\Big( \frac{L}{L_\text{zon}} \Big) \approx 4$

Oftewel:

$10^{4} = \frac{L}{L_\text{zon}} \rightarrow L = 10^4 \cdot L_\text{zon}$

Vraag b. Leg uit waarom de Ko V-ster een dwergster wordt genoemd en de Ko I-ster een superreus.

De K0 I-ster zendt bij dezelfde temperatuur van haar oppervlak ongeveer 10000 keer zo veel energie uit per seconde. Dat kan alleen als de K0 I-ster veel groter is dan de K0 V-ster.

Vraag c. Uit onze metingen blijkt dat we van beide sterren elke seconde evenveel energie ontvangen. Leg uit hoe dit kan.

De ene (superreus) staat veel verder weg dan de andere (dwergster).