Болометрическая поправка

Болометри́ческая попра́вка (англ. bolometric correction, BC) — поправка, вносимая в абсолютную звёздную величину ${\displaystyle M_{V}}$ объекта для перевода визуальной величины в болометрическую ${\displaystyle M_{\text{bol}}.}$ Для звёзд, излучающих бо́льшую часть энергии вне видимого диапазона, болометрическая поправка может быть велика.

Описание

В математических обозначениях внесение поправки имеет вид

${\displaystyle BC=M_{\text{bol}}-M_{V}.}$

В следующей таблице представлены болометрические поправки для звёзд различных спектральных классов и классов светимости^[1][2][3]:

Спектральный класс	Главная последовательность	Гиганты	Сверхгиганты
O3	−4,3	−4,2	−4,0
G0	−0,10	−0,13	−0,1
G5	−0,14	−0,34	−0,20
K0	−0,24	−0,42	−0,38
K5	−0,66	−1,19	−1,00
M0	−1,21	−1,28	−1,3

Болометрическая поправка велика как для звёзд ранних типов (горячих звёзд), так и для звёзд поздних типов (холодных). В первом случае бо́льшая часть энергии излучается в ультрафиолетовом диапазоне, во втором случае — в инфракрасном диапазоне. Для звёзд типа Солнца поправка невелика, поскольку Солнце излучает бо́льшую часть энергии в видимой части спектра. Болометрическая поправка вносится в абсолютную звёздную величину для перевода её из визуальной в болометрическую.

Также болометрическую поправку в абсолютную величину можно вносить на основе измерений в других диапазонах спектра за пределами видимой области^[4]. Например, для холодных звёзд, у которых большая часть энергии излучается в инфракрасном диапазоне, иногда вводится несколько болометрических поправок к абсолютной величине в инфракрасном диапазоне вместо визуальной звёздной величины.

Такую поправку можно записать в виде^[5][6]

${\displaystyle BC_{K}=M_{\text{bol}}-M_{K},}$

где ${\displaystyle M_{K}}$ — абсолютная звёздная величина, а ${\displaystyle BC_{K}}$ — болометрическая поправка в полосе K.

Установление шкалы поправок

Шкала болометрических поправок устанавливается по абсолютной величине Солнца и принятой абсолютной болометрической величине Солнца. Поскольку абсолютная величина Солнца в различных фильтрах не является произвольной величиной, абсолютная величина Солнца задана произвольно, тогда нуль-пункт шкалы болометрических поправок выводится на основе этих данных. Это объясняет, почему в ряде источников приведены зачастую несопоставимые значения поправок^[7]. Болометрическая шкала на протяжении истории фотометрии несколько менялась, при этом болометрическая шкала для Солнца в полосе V варьировалась от −0,19 до −0,07 звёздной величины. Таким образом, существует целое множество значений болометрической звёздной величины Солнца, поэтому при расчётах следует выбрать одну шкалу и перевести к ней все используемые поправки. В противном случае светимости звёзд будут определены с высокой систематической ошибкой^[7][8].

На Генеральной Ассамблее МАС в Гонолулу в августе 2015 года была принята резолюция о рекомендованных значениях нуль-пунктов для болометрических шкал абсолютных и видимых звёздных величин^[9][10].

Хотя болометрические звёздные величины используются на протяжении восьми десятилетий, они обладают систематическими различиями в шкалах «абсолютная величина — светимость», представленных в различных астрономических источниках до введения стандартизации. Наличие различий приводило к систематическим смещениям болометрических поправок. Если также учесть неправильно приписанное значение абсолютной болометрической величины Солнца, то результатом станут неправильно определённые светимости звёзд. Поскольку на основе данных о светимостях получают оценки возраста, радиуса, массы звезды, то такие параметры также будут содержать ошибки.

В резолюции B2 МАС от 2015 года представлена шкала абсолютных болометрических звёздных величин, в которой ${\displaystyle M_{\text{bol}}=0}$ соответствует светимости 3,0128⋅10²⁸ Вт, нуль-пункт светимости выбран так, что Солнце (с номинальной светимостью 3,828⋅10²⁶ Вт) обладает болометрической величиной ${\displaystyle M_{\text{bol Sun}}=4{,}74.}$

Если источник излучения (например, звезду) переместить на стандартное расстояние 10 парсек, то нуль-пункт шкалы видимых болометрических звёздных величин ${\displaystyle M_{\text{bol}}=0}$ при освещённости ${\displaystyle f_{0}=}$ 2,518 021 002⋅10⁻⁸ Вт/м²; для сравнения, значение создаваемой Солнцем на Земле освещённости равно 1361 Вт/м², что соответствует видимой болометрической величине ${\displaystyle m_{\text{bol Sun}}=-26{,}832.}$

Похожее предложение стандартизации МАС делал в 1999 году (нуль-пункт слегка отличался, он был привязан к устаревшей оценке светимости Солнца), оно было принято Комиссиями МАС 25 и 36. Тем не менее, оно не выносилось на голосование Генеральной Ассамблеи и только время от времени использовалось в астрономической литературе.