熱い星は、どんな光を出す？
温度を上げると、光の山はどこへ動く？
温度を変え、星の光の分布を「黒体」という理想的な物体の式で比べます。見える光だけでなく、紫外線・赤外線も描きます。
まず、やってみよう「10,000K」を押す。
見るところ曲線の頂上が左へ動くこと。量の比較へ切り替えると、高さも比べられます。
条件を変えて、比べよう
今の条件では
ひとことで
温度が高いほど、山の位置は短い波長へ。表面の同じ面積から出す光の総量も増える。
どうして、そうなるの？
いろいろな波長の光をどれくらい出すか、という分布が温度によって変わります。黒体の式では、温度が高いほど最も強い波長が短くなります。
最初は頂上の高さを1にそろえ、形と位置を比べます。「光の量を比べる」では、同じ面積から出る量の違いも見られます。破線の5,800Kは動かしません。
星の見た目の色は、頂上の1色だけでは決まりません。可視域全体の光が混ざり、星の大気による吸収なども加わります。
ことばの小さな辞典
- K（ケルビン）
- 絶対零度を0とする温度。0℃は273.15K。
- 波長
- 光の波の繰り返しの長さ。短い側に紫外線、長い側に赤外線があります。
- 黒体
- 入ってきた光をすべて吸収する、理想化した物体。温度に応じた光を出します。
計算のしくみ・この模型の限界
プランクの式 Bλ = (2hc²/λ⁵)/(exp(hc/λkT)−1)。ピーク波長 λmax = 2.897771955×10⁶/T [nm]。全波長の表面放射束 F = σT⁴。
1. グラフは波長あたりのBλ。周波数あたりのBνではピークの場所が同じ対応にならない点に注意。
2. 黒体近似で、実際の恒星の吸収線や赤方偏移は描きません。星の半径は扱わず、表面の同じ面積を比較。
3. 表示範囲は100〜2,500nm。総放射束はこの範囲だけでなく、すべての波長についての値です。
数値はブラウザ内で計算しています。入力は送信されず、解析タグ・Cookie・外部ライブラリも使いません。元記事の結論全体を再現する道具ではありません。
参考にした資料
OpenStax｜Blackbody Radiation ↗
NIST｜Fundamental Physical Constants ↗
資料は考え方・式・近似条件の確認用です。図と日本語の説明文、操作・計算コードはこの版で新規制作しています。