重力による暗化

重力減光は、重力増光とも呼ばれ、恒星の極が急速な自転と扁平形状のために赤道よりも明るくなる天文 現象です。扁平な恒星は、赤道の半径が極の半径よりも大きくなります。その結果、極の表面重力が高くなり、静水圧平衡を維持するためにより高い温度と圧力が必要になります。したがって、極は「重力増光」され、赤道は「重力減光」されます。^[1]

星が扁平になる（したがって重力暗化が起こる）のは、回転によって生じる遠心力が星に外向きの圧力を加えるからである。遠心力は数学的に次のように表される。

${\displaystyle F_{\text{centrifugal}}=m\Omega ^{2}\rho ,}$

ここで、 は質量（この場合は恒星の小さな体積要素）、は角速度、 は回転軸からの半径距離です。恒星の場合、 の値は赤道で最大になり、極で最小になります。つまり、恒星の赤道領域では極よりも遠心力が大きいということです。遠心力によって質量が回転軸から押し出され、その結果、恒星の赤道領域のガスにかかる全体的な圧力が低くなります。これにより、この領域のガスの密度が低くなり、温度が下がります。 ${\displaystyle m}$${\displaystyle \Omega }$${\displaystyle \rho }$${\displaystyle \rho }$

フォン ツァイペルの定理によれば、恒星からの放射は局所的な有効重力、つまり恒星の表面のその場所における遠心力によって減少した重力に比例します。したがって、有効温度は有効重力の 4 乗根に比例します。