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천체물리/우주론
Q.별의 밝기는 온도와 어떤 관계가 있나요?
2010-02-23
A.별의 표면의 단위 면적에서 나오는 에너지는 스테판-볼츠만 법칙에 따릅니다. 스테판 볼츠만 법칙은, 온도의 네 제곱에 비례합니다. 즉,
방출에너지 = 상수 x (온도)^4
이 에너지 방출 량은 별의 표면의 단위 면적당, 단위 시간당 방출되는 총에너지가 됩니다. 따라서 별의 밝기는 별의 표면 전체에서 나오는 에너지를 의미하므로 표면적을 곱해야 합니다.
즉 별의 광도 (밝기) = 4 x pi x (별의 반경)^2 x (상수) x (온도)^4,
이 되므로 별의 반경의 제곱에 비례합니다. 따라서 온도가 낮더라도 별의 반경이 크면 아주 밝아 질 수 있음을 알 수 있고, 온도가 높더라도 반경이 작으면 어둡다는 것을 알 수 있습니다. 초거성의 경우 온도는 태양의 1/2정도 (3000k 이하) 이지만, 반경은 1만배 이상 되어 태양보다 엄청나게 밝게 되며, 백색왜성은 온도가 12만도 ~ 15만 도에 이르는 반면에 반경은 지구 반경정도 되므로 아주 작기 때문에 어둡게 됩니다.
즉 별의 밝기와 온도와는 직접적인 상관 관계를 갖지 않습니다. 왜냐하면 별의 반경이 아주 중요하기 때문입니다.
방출에너지 = 상수 x (온도)^4
이 에너지 방출 량은 별의 표면의 단위 면적당, 단위 시간당 방출되는 총에너지가 됩니다. 따라서 별의 밝기는 별의 표면 전체에서 나오는 에너지를 의미하므로 표면적을 곱해야 합니다.
즉 별의 광도 (밝기) = 4 x pi x (별의 반경)^2 x (상수) x (온도)^4,
이 되므로 별의 반경의 제곱에 비례합니다. 따라서 온도가 낮더라도 별의 반경이 크면 아주 밝아 질 수 있음을 알 수 있고, 온도가 높더라도 반경이 작으면 어둡다는 것을 알 수 있습니다. 초거성의 경우 온도는 태양의 1/2정도 (3000k 이하) 이지만, 반경은 1만배 이상 되어 태양보다 엄청나게 밝게 되며, 백색왜성은 온도가 12만도 ~ 15만 도에 이르는 반면에 반경은 지구 반경정도 되므로 아주 작기 때문에 어둡게 됩니다.
즉 별의 밝기와 온도와는 직접적인 상관 관계를 갖지 않습니다. 왜냐하면 별의 반경이 아주 중요하기 때문입니다.