Để tìm size giày, bạn có nhìn vào số dán trên giày hoặc, bạn lấy thước và chỉ việc đo. Để tìm chu vi vòng eo, bạn có thể dùng thước dây đo thắt lưng. Nhưng việc tìm kiếm kích thước của một ngôi sao là điều khó thực hiện. Đó là vì chúng ở xa và chúng ta không thể tiếp cận trực tiếp với chúng. Chúng ta cũng không có thước kẻ đủ lớn để đo chúng. Đối với những vì sao có nhiệt độ bề mặt lớn, chúng ta sẽ bị thiêu sống nếu cố đến quá gần ngay cả khi chúng ta có một cây thước đủ lớn.

Vậy thì làm sao có thể xác định kích thước của vì sao?

Đo kích thước bằng hình học

Hầu như tất cả các ngôi sao đều là những điểm sáng mờ ảo được trên bầu trời. Ngay cả khi được quan sát qua kính thiên văn lớn nhất. Tuy nhiên, một số đủ lớn, đủ sáng và đủ gần để cho phép chúng ta đo trực tiếp kích thước của chúng. Chúng ta đã thấy cách các nhà thiên văn sử dụng phương pháp thị sai, dò sóng vô tuyến hay áp dụng định luật Kepler để xác định khoảng cách tới các vật thể trong hệ Mặt Trời. Biết được khoảng cách, chúng ta có thể chuyển đổi đường kính góc của thiên thể thành đường kính thật của nó. Bằng cách sử dụng một công thức hình học Euclid đơn giản.

Trong đó:

Với: d là đường kính thực của thiên thể (m, km)

         D là khoảng cách từ thiên thể tới điểm gốc (m, km)

         σ (sigma) là đường kính góc (độ)

Một quan sát viên đo đường kính góc của một vật thể đã biết trước; vòng tròn lớn tập trung vào người quan sát và đi qua đối tượng. Để tính toán kích thước của vật thể, tỷ lệ giữa đường kính thực của nó với chu vi hình tròn phải bằng tỷ lệ giữa đường kính góc quan sát được trên một vòng quay đầy đủ, 360 °

Làm một ví dụ đơn giản, khoảng cách từ Mặt Trăng đến chúng ta là 384.000 km. Đường kính góc của Mặt trăng được đo là khoảng 31.Do đó, đường kính thực của Mặt trăng là 384.000 km (31÷60)°57.3° = 3460 km. Một phép đo chính xác hơn cho kết quả là 3476 km.

Ước tính bán kính sao

Đa số các ngôi sao ở rất xa hoặc rất nhỏ để có thể đo đạc trực tiếp. Kích cỡ của chúng phải được suy ra bằng nhiều cách gián tiếp, sử dụng các định luật về bức xạ. Theo định luật Stefan-Boltzmann, ta rút ra được hệ quả là một công thức liên hệ giữa bán kính-độ sáng-nhiệt độ như sau:

 L = 4πR2 σT

111111L là độ sáng của ngôi sao (Watt)

111111R là bán kính (m)

111111σ (sigma) là hằng số Stefan-Boltzmann (=5.67 x 10-8 Wm-2K-4)

111111T là nhiệt độ bề mặt ngôi sao (K)

Hay một hệ thức tỉ lệ :               độ sáng ∝ bán kính2× nhiệt độ4

 Ngôi sao Aldebaran trong chòm sao Kim Ngưu (Taurus) có nhiệt độ bề mặt khoảng 4000K và có độ sáng là 1,2871029 (W), dựa vào công thức ta tính được bán kính của nó vào khoảng 2,7×1010 (m).
Nguồn: Astronomy A Beginner's Guide to the Universe

Được tổng hợp chia sẻ bởi Quốc Bảo, Tiến Long, Tuệ Tâm, Bảo Thơ – Ban Học Thuật
Biên tập bởi Mai Hữu Mân – Ban Truyền Thông

Thoát khỏi giao diện điện thoại để bình luận