Effective temperature
ستارے یا سیارے جیسے جسم کا موثر درجہ حرارت کسی سیاہ جسم کا درجہ حرارت ہے جو برقی مقناطیسی تابکاری کی اتنی ہی کل مقدار کا اخراج کرے گا۔ مؤثر درجہ حرارت کو اکثر جسم کی سطح کے درجہ حرارت کے تخمینے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جب جسم کا اخراج وکر (طول موج کی تقریب کے طور پر) معلوم نہیں ہوتا ہے۔ جب متعلقہ طول موج کے بینڈ میں ستارے یا سیارے کی خالص اخراجیت اتحاد سے کم ہو (بلیک باڈی سے کم)، تو جسم کا اصل درجہ حرارت موثر درجہ حرارت سے زیادہ ہوگا۔ سطح یا ماحولیاتی خصوصیات، جیسے گرین ہاؤس اثر کی وجہ سے خالص اخراج کم ہو سکتا ہے۔ ستارے کا موثر درجہ حرارت کسی بلیک باڈی کا درجہ حرارت ہوتا ہے جس کی چمک فی سطح کے رقبے () ستارے کی طرح ہوتی ہے اور اس کی تعریف اسٹیفن بولٹزمین قانون کے مطابق کی جاتی ہے۔ نوٹ کریں کہ ستارے کی کل (بولومیٹرک) چمک تب ہوتی ہے، جہاں تارکی رداس ہوتا ہے۔ تارکیی رداس کی تعریف واضح طور پر سیدھی نہیں ہے۔ زیادہ سختی سے موثر درجہ حرارت رداس پر درجہ حرارت سے مطابقت رکھتا ہے جس کی تعریف تارکیی ماحول کے اندر روز لینڈ آپٹیکل گہرائی (عام طور پر 1) کی ایک خاص قدر سے ہوتی ہے۔ مؤثر درجہ حرارت اور بولومیٹرک روشنی وہ دو بنیادی جسمانی پیرامیٹرز ہیں جو کسی ستارے کو ہرٹز اسپرنگ-رسل خاکہ پر رکھنے کے لیے درکار ہیں۔ موثر درجہ حرارت اور بولومیٹرک روشنی دونوں کا انحصار ستارے کی کیمیائی ساخت پر ہوتا ہے۔ سورج کا موثر درجہ حرارت آس پاس ہوتا ہے۔ درجہ حرارت کی پیمائش کی اکائی کے طور پر استعمال کے لیے بین الاقوامی فلکیاتی یونین کی طرف سے بیان کردہ برائے نام قیمت ہے۔ ستاروں میں درجہ حرارت کا میلان کم ہوتا ہے، جو ان کے مرکزی مرکز سے ماحول تک جاتا ہے۔ سورج کا "بنیادی درجہ حرارت"-سورج کے مرکز میں درجہ حرارت جہاں جوہری تعاملات ہوتے ہیں-کا تخمینہ 15,000,000 K لگایا جاتا ہے۔ ستارے کا رنگین اشاریہ اس کے درجہ حرارت کی نشاندہی بہت ٹھنڈے سے کرتا ہے-ستاروں کے معیار کے مطابق-سرخ M ستارے جو اورکت میں بہت زیادہ تابکاری کرتے ہیں بہت گرم نیلے O ستاروں میں جو بڑی حد تک بالائے بنفشی میں تابکاری کرتے ہیں۔ ادب میں رنگوں سے موثر درجہ حرارت کے مختلف تعلقات موجود ہیں۔ وہاں کے تعلقات میں دیگر تارکیی پیرامیٹرز پر بھی چھوٹے انحصار ہوتے ہیں، جیسے کہ تارکیی دھات کاری اور سطح کشش ثقل۔ ستارے کا موثر درجہ حرارت اس حرارت کی مقدار کی نشاندہی کرتا ہے جو ستارہ سطح کے رقبے کی فی اکائی پر خارج ہوتا ہے۔ گرم ترین سطحوں سے لے کر ٹھنڈی ترین تک ستاروں کی درجہ بندی کا سلسلہ ہے جسے O، B، A، F، G، K، M کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ایک سرخ ستارہ ایک چھوٹا سرخ بونے، کمزور توانائی کی پیداوار کا ستارہ اور ایک چھوٹی سی سطح یا ایک پھولنے والا دیو یا یہاں تک کہ سپرجیئنٹ اسٹار جیسے اینٹیرس یا بیٹیلجیوس بھی ہو سکتا ہے، جن میں سے کوئی بھی کہیں زیادہ توانائی پیدا کرتا ہے لیکن اسے اتنی بڑی سطح سے گزرتا ہے کہ ستارہ سطح کے رقبے کے فی یونٹ بہت کم تابکاری کرتا ہے۔ سپیکٹرم کے وسط کے قریب ایک ستارہ، جیسے معمولی سورج یا دیوہیکل کیپیلا سطح کے رقبے کے فی یونٹ کمزور سرخ بونے ستاروں یا پھولے ہوئے سپرجیئنٹس سے زیادہ توانائی خارج کرتا ہے، لیکن ویگا یا ریگل جیسے سفید یا نیلے ستارے سے بہت کم ہے۔ سیارے بلیک باڈی کا درجہ حرارت کسی سیارے کے موثر (بلیک باڈی) درجہ حرارت کو تلاش کرنے کے لیے، اس کا حساب سیارے کو موصول ہونے والی طاقت کو درجہ حرارت کے بلیک باڈی سے خارج ہونے والی معلوم طاقت کے برابر کر کے کیا جا سکتا ہے۔ ستارے سے فاصلے پر کسی سیارے کی روشنی کا معاملہ لیں۔ یہ فرض کرتے ہوئے کہ ستارہ آئسوٹروپک طور پر تابکاری کرتا ہے اور یہ کہ سیارہ ستارے سے بہت دور ہے، سیارے کے ذریعے جذب ہونے والی طاقت سیارے کو رداس کی ڈسک کے طور پر مان کر دی جاتی ہے، جو رداس کے دائرے کی سطح پر پھیلی ہوئی کچھ طاقت کو روکتی ہے (ستارے سے سیارے کا فاصلہ)۔ حساب یہ فرض کرتا ہے کہ سیارہ البیڈو (a) نامی پیرامیٹر کو شامل کرکے آنے والی تابکاری میں سے کچھ کی عکاسی کرتا ہے۔ 1 کے البیڈو کا مطلب ہے کہ تمام تابکاری کی عکاسی ہوتی ہے، 0 کے البیڈو کا مطلب ہے کہ یہ سب جذب ہو گیا ہے۔ جذب شدہ طاقت کا اظہار تب ہوتا ہے: اگلا مفروضہ جو ہم کر سکتے ہیں وہ یہ ہے کہ پورا سیارہ ایک ہی درجہ حرارت پر ہے، اور یہ کہ سیارہ بلیک باڈی کے طور پر تابکاری کرتا ہے۔ اسٹیفن-بولٹزمین قانون سیارے کی طرف سے خارج ہونے والی طاقت کے لیے ایک اظہار دیتا ہے: ان دو تاثرات کو مساوی کرنا اور دوبارہ ترتیب دینا موثر درجہ حرارت کے لیے ایک اظہار دیتا ہے: اسٹیفن-بولٹزمین مستقل کہاں ہے۔ نوٹ کریں کہ سیارے کا رداس حتمی اظہار سے باہر ہو گیا ہے۔ اس حساب سے مشتری کے لیے موثر درجہ حرارت 88 K ہے اور 51 پیگاسی بی (بیلروفون) 1,258 K ہے۔ کچھ سیاروں، جیسے مشتری کے لیے موثر درجہ حرارت کا ایک بہتر تخمینہ، اندرونی حرارت کو پاور ان پٹ کے طور پر شامل کرنے کی ضرورت ہوگی۔ اصل درجہ حرارت البیڈو اور ماحول کے اثرات پر منحصر ہے۔ ایچ ڈی 209458 بی (اوسیریس) کے لیے سپیکٹروسکوپک تجزیہ سے اصل درجہ حرارت 1,130 کے ہے، لیکن موثر درجہ حرارت 1,359 کے ہے۔ مشتری کے اندر اندرونی حرارت مؤثر درجہ حرارت کو تقریبا 152 کے تک بڑھا دیتی ہے۔ کسی سیارے کی سطح کا درجہ حرارت کسی سیارے کی سطح کے درجہ حرارت کا اندازہ اخراج اور درجہ حرارت میں تغیر کے حساب سے موثر درجہ حرارت کے حساب میں ترمیم کرکے کیا جا سکتا ہے۔ سیارے کا وہ رقبہ جو ستارے سے طاقت جذب کرتا ہے وہ ہے جو کل سطح کے رقبے کا کچھ حصہ ہے، جہاں سیارے کا رداس ہے۔ یہ علاقہ کچھ طاقت کو روکتا ہے جو رداس کے دائرے کی سطح پر پھیلی ہوتی ہے۔ ہم سیارے کو البیڈو نامی پیرامیٹر کو شامل کرکے آنے والی تابکاری میں سے کچھ کی عکاسی کرنے کی بھی اجازت دیتے ہیں۔ 1 کے البیڈو کا مطلب ہے کہ تمام تابکاری کی عکاسی ہوتی ہے، 0 کے البیڈو کا مطلب ہے کہ یہ سب جذب ہو گیا ہے۔ جذب شدہ طاقت کا اظہار تب ہوتا ہے: اگلا مفروضہ جو ہم کر سکتے ہیں وہ یہ ہے کہ اگرچہ پورا سیارہ ایک ہی درجہ حرارت پر نہیں ہے، لیکن یہ اس طرح تابکاری کرے گا جیسے اس کا درجہ حرارت کسی علاقے پر ہو جو پھر سیارے کے کل رقبے کا کچھ حصہ ہو۔ ایک عنصر بھی ہے، جو اخراج ہے اور ماحولیاتی اثرات کی نمائندگی کرتا ہے۔ 1 سے 0 تک کی حدود 1 کے ساتھ ہوتی ہیں جس کا مطلب ہے کہ سیارہ ایک کامل بلیک باڈی ہے اور تمام حادثاتی طاقت کا اخراج کرتا ہے۔ اسٹیفن-بولٹزمین قانون سیارے کی طرف سے خارج ہونے والی طاقت کے لیے ایک اظہار دیتا ہے: ان دونوں تاثرات کو مساوی کرنا اور دوبارہ ترتیب دینا سطح کے درجہ حرارت کے لیے ایک اظہار دیتا ہے: دونوں علاقوں کے تناسب کو نوٹ کریں۔ اس تناسب کے لیے عام مفروضے تیزی سے گھومنے والے جسم کے لیے اور آہستہ سے گھومنے والے جسم کے لیے، یا سورج کی روشنی والے حصے پر سمندری طور پر بند جسم کے لیے ہیں۔ یہ تناسب ذیلی شمسی نقطہ کے لیے 1 ہوگا، سیارے پر براہ راست سورج کے نیچے کا نقطہ اور سیارے کا زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت دیتا ہے-جو کہ تیزی سے گھومنے والے سیارے کے موثر درجہ حرارت سے زیادہ (1.414) کا عنصر ہے۔ یہاں یہ بھی نوٹ کریں کہ یہ مساوات سیارے کی اندرونی حرارت سے ہونے والے کسی بھی اثرات کو مدنظر نہیں رکھتی، جو براہ راست تابکار انحطاط جیسے ذرائع سے پیدا ہو سکتے ہیں اور جوار کی قوتوں کے نتیجے میں پیدا ہونے والے رگڑ سے بھی پیدا ہو سکتے ہیں۔ زمین کا موثر درجہ حرارت تقریبا 0.306 کا البیڈو اور اس کے اوسط مداری رداس 1.5 × 108 کلومیٹر پر شمسی تابکاری () ہے۔ سیارہ کافی تیز گردش کرنے والا ہے لہذا رقبے کے تناسب کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ ε = 1 اور باقی جسمانی مستقلات کے ساتھ حساب کتاب پھر زمین کا موثر درجہ حرارت دیتا ہے۔ زمین کی سطح کا اصل درجہ حرارت 2020 تک اوسط ہے۔ دونوں اقدار کے درمیان فرق کو گرین ہاؤس اثر کہا جاتا ہے۔ گرین ہاؤس اثر ماحول میں موجود مواد (گرین ہاؤس گیسوں اور بادلوں) کے نتیجے میں ہوتا ہے جو تھرمل تابکاری کو جذب کرتا ہے اور خلا میں اخراج کو کم کرتا ہے، یعنی سیارے کی سطح سے خلا میں تھرمل تابکاری کے اخراج کو کم کرتا ہے۔ سطح کے درجہ حرارت کو مساوات میں تبدیل کرنے اور ε کے لیے حل کرنے سے 288 K زمین کے لیے تقریبا 0.61 کی موثر اخراج حاصل ہوتی ہے۔ مزید برآں، یہ اقدار (ε = 0.61 کے ساتھ جیسا کہ خلا سے دیکھا جاتا ہے) بمقابلہ سطح کے تھرمل تابکاری کے بہاؤ (سطح پر ε ≈ 1 کے ساتھ) کے باہر جانے والے تھرمل تابکاری کے بہاؤ کا حساب لگاتی ہیں۔ دونوں بہاؤ آئی پی سی سی کی طرف سے رپورٹ کردہ اعتماد کی حدود کے قریب ہیں۔ یہ بھی دیکھیں حوالہ جات بیرونی روابط شمسی قسم کے ستاروں کے لیے موثر درجہ حرارت کا پیمانہ سطح کا درجہ حرارت سیاروں کا درجہ حرارت کیلکولیٹر تارکیی فلکیات سیارہ سائنس تھرموڈینامک خصوصیات فلکیات میں برقی مقناطیسی تابکاری کے تصورات