Гравитационное затемнение - Gravity darkening
Гравитационное затемнение , также называемое гравитационным осветлением, - это астрономическое явление, когда полюса звезды ярче, чем экватор, из-за быстрого вращения и сжатой формы. Когда звезда сплюснута, ее радиус на экваторе больше, чем на полюсах. В результате полюса имеют более высокую поверхностную гравитацию, и поэтому для поддержания гидростатического равновесия требуются более высокие температура и давление . Таким образом, полюса «гравитация прояснились», а экватор «гравитация потемнела».
Звезда становится сплюснутой (и, следовательно, происходит потемнение под действием силы тяжести), потому что центробежная сила, возникающая в результате вращения, создает дополнительное внешнее давление на звезду. Центробежная сила выражается математически
где - масса (в данном случае - элемент малого объема звезды), - угловая скорость , - радиальное расстояние от оси вращения. В случае звезды значение наибольшее на экваторе и наименьшее на полюсах. Это означает, что экваториальные области звезды будут иметь большую центробежную силу по сравнению с полюсом. Центробежная сила отталкивает массу от оси вращения, что приводит к снижению общего давления на газ в экваториальных областях звезды. Это приводит к тому, что газ в этой области становится менее плотным и холодным.
Теорема фон Зейпеля утверждает, что излучение звезды пропорционально местной эффективной гравитации, то есть гравитации, уменьшенной любой центробежной силой в этом месте на поверхности звезды. Тогда эффективная температура пропорциональна корню четвертой степени из эффективной силы тяжести.