กำลังส่องสว่าง

        กำลังส่องสว่าง (Luminosity) หมายถึง พลังงานที่ดาวฤกษ์ปลดปล่อยออกมา/หน่วยเวลา ซึ่งเป็นสมบัติเฉพาะตัวของดาวแต่ละดวง ไม่ขึ้นอยู่กับระยะห่างของผู้สังเกตการณ์  กำลังส่องสว่างของดาวแปรผันตามระยะทางและความสว่างของดาว  ดังนั้นเมื่อเราทราบความสว่างและระยะห่างของดาว เราก็จะทราบกำลังส่องสว่างของดาว 

ภาพที่ 1 ความเข้มแสงแปรผกผันกับระยะทางยกกำลังสอง

        ภาพที่ 1 แสดงให้เห็นว่า ถ้าระยะทาง (d) เพิ่มขึ้นสองเท่า ความส่องสว่าง (b) จะลดลงยกกำลังสอง ตามกฎระยะทางผกผันยกกำลังสอง เขียนขึ้นเป็นสูตร 

 b = L / 4d2   หรือ  L = 4d2

b = ความสว่างปรากฏของดาว (Apparent Brightness) มีหน่วยเป็น วัตต์/ตารางเมตร

L = กำลังส่องสว่างของดาว (Luminosity) มีหน่วยเป็น วัตต์

d = ระยะทางถึงดาว (distance) มีหน่วยเป็น เมตร

                L =  4d2 b                 L = 4

ตัวอย่างที่ 1 ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลก 1 au หรือ 149,600,000 km   ความสว่างปรากฏของดวงอาทิตย์มีค่าเท่ากับ 1,370 W/m2  จงคำนวณหาว่า ดวงอาทิตย์จะมีกำลังส่องสว่างกี่วัตต์

(1.496 × 1011m)2 (1370 W/m2)

                L = 3.9 × 1026 วัตต์

     

          นอกจากนั้นเรายังคำนวณหาระยะทางของดาวฤกษ์ โดยการนำค่ากำลังส่องสว่าง (L) ระยะทาง (d) และความสว่างปรากฏของดาว (b) มาเปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์ ตามสูตร 

          L/LSun = (d/dSun)2 b/bSun  หรือ  d/dSun  = sqrt (L/LSun)/(b/bSun

    โดยที่     L/LSun = อัตราส่วนกำลังส่องสว่างของดาว เปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์  

                 d/dSun = อัตราส่วนระยะทางของดาว เปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์  

                 b/bSun = อัตราส่วนความสว่างของดาว เปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์ 

ตัวอย่างที่ 2 ดาวหัวใจสิงห์ (Regulus) มีกำลังส่องสว่าง 140 เท่าของดวงอาทิตย์ ความสว่างปรากฏ 

5.2 x 10-12 เท่าของดวงอาทิตย์ มีระยะห่างจากโลกเท่าไร

    

         ทั้งนี้ ระยะทางมีหน่วยเป็น au เนื่องจากค่า d/dSun ที่ได้เป็นการเปรียบเทียบกับ ระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ เนื่องจาก 1 พาร์เซก = 206,265 au 

                                      = (5.2 x 106 au) / (206,265 au) 

                                      = 25 พาร์เซก