Nebe & Teleskop
Většina způsobů, jak počítání a měření věci fungují logicky. Když se to, co měříte, zvyšuje, číslo se zvětšuje. Když přibíráte na váze, měřítko vám přece jen neřekne menší počet liber nebo kilogramů. Ale věci nejsou v astronomii tak rozumné-alespoň ne, pokud jde o Jasy hvězd., Zadejte systém hvězdné velikosti.
prastarý Původ Hvězdná Velikost Systému
Star veličin počítat zpětně, výsledek starověké náhoda, že se zdálo jako dobrý nápad v době. Příběh začíná kolem 129 př.n.l., kdy řecký astronom Hipparchos produkoval první známý hvězdný katalog. Hipparchus zařadil své hvězdy jednoduchým způsobem. Nazval ty nejjasnější “ první velikosti, „jednoduše znamená“ největší.“Hvězdy, které nejsou tak jasné, nazval „druhé velikosti“ nebo druhé největší. Nejslabší hvězdy, které viděl, nazval “ šesté velikosti.,“Kolem roku a. D. 140 Claudius Ptolemaios zkopíroval tento systém do svého vlastního seznamu hvězd. Někdy Ptolemaios přidal slova „větší“ nebo „menší“, aby rozlišoval mezi hvězdami v rámci třídy velikosti. Ptolemaiovy práce zůstaly základními astronomickými texty pro příštích 1400 let, takže každý použil systém prvních až šestých veličin. Fungovalo to dobře.
Galileo si vynutil první změnu. Když Galileo obrátil své nově vyrobené dalekohledy na oblohu, zjistil, že existují hvězdy, které byly slabší než Ptolemaiova šestá velikost., „Vskutku, s sklo, budete detekovat pod hvězdy šesté velikosti, jako dav ostatních, že útěk přírodní památka, která je jen stěží uvěřitelné,“ on jásal ve svém 1610 traktu Sidereus Nuncius. „Největší z nich . . . můžeme označit jako sedmou magnitudu.“Tak vstoupil nový termín do astronomického jazyka a systém hvězdné velikosti se stal otevřeným. Nebylo by možné se vrátit zpět.
Jako dalekohledy, větší a lepší, astronomové stále přidávat více veličin do spodní části stupnice., Dnes pár 50-milimetrové dalekohled ukáže hvězdy asi 9. magnitudy, 6-palcový amatérský dalekohled dosáhne na 13. magnitudy, a Hubbleova Vesmírného Dalekohledu bylo vidět objekty jako slabý jako 31 velikost.
do poloviny 19. století si astronomové uvědomili, že je naléhavá potřeba přesněji definovat celou škálu systému hvězdné velikosti než úsudkem oční bulvy. Již zjistili, že hvězda 1.velikosti svítí asi 100krát světlem hvězdy 6. velikosti. V roce 1856 tedy Oxfordský astronom Norman R., Pogson navrhl, aby rozdíl pěti veličin byl přesně definován jako poměr jasu 100 k 1. Toto pohodlné pravidlo bylo rychle přijato. Jedna velikost tedy odpovídá rozdílu jasu přesně pátého kořene 100 nebo velmi blízko 2.512-hodnoty známé jako Pogsonův poměr.
výsledný hvězdný magnitudní systém je logaritmický, v úhledné shodě s vírou z roku 1850, že všechny lidské smysly jsou logaritmické v reakci na podněty. Decibelová stupnice pro hlasitost hodnocení byla také logaritmická.,
Padesát osm veličin zdánlivý jas zahrnovat věci, které astronomové studovat, z do očí bijící Slunce nejslabší objekty detekovány s Hubble Space Telescope. Tento rozsah odpovídá poměru jasu asi 200 miliard bilionů.
Sky & Telescope
bohužel, není to tak docela, ne pro jas, zvuk nebo cokoli jiného. Naše vnímání světa se řídí křivkami mocenského práva, nikoli logaritmickými. Tedy hvězda magnitudy 3.,0 ve skutečnosti nevypadá přesně do poloviny jasu mezi 2.0 a 4.0. Vypadá to trochu mdleji. Hvězda, která vypadá na půli cesty mezi 2.0 a 4.0, bude o magnitudu 2.8. Čím širší je mezera velikosti, tím větší je tento nesoulad. V souladu s tím, Sky & Telescope počítačem tažené nebe mapy používají hvězdné tečky, které jsou dimenzovány podle mocenského vztahu.
Ale vědecký svět v roce 1850 byl gaga pro logaritmy, takže teď jsou zamčené, do hvězdné velikosti systému tak pevně, jak Hipparchos dozadu číslování.,
nyní, když byly hvězdné veličiny hodnoceny na přesné matematické stupnici, jakkoli špatně padnoucí, další problém se stal nevyhnutelným. Některé hvězdy „1. velikosti“ byly mnohem jasnější než jiné. Astronomové neměli jinou možnost, než rozšířit měřítko na jasnější hodnoty, stejně jako slabé. Rigel, Capella, Arcturus a Vega jsou tedy magnitudy 0, trapné prohlášení, které zní, jako by vůbec neměly jas! Ale bylo příliš pozdě začít znovu. Rozsah stupnice rozšiřuje dál do záporných čísel: Sirius svítí v rozsahu -1.5, Venuše dosahuje -4.4, úplněk je o -12.,5, a slunce svítí na magnitudu -26,7.
Jiné Barvy, Jiné Velikosti
bandpasses standardní barevné filtry UBVRI, spolu s spektrum typické modro-bílé hvězdy.
Nebe & Teleskop
na konci 19. století byli astronomové pomocí fotografování na záznam oblohy a měří jasnost hvězdy, a nový problém vynořilo. Některé hvězdy ukazující stejný jas do oka vykazovaly na filmu různé Jasy a naopak., Ve srovnání s okem byly fotografické emulze citlivější na modré světlo a méně na červené světlo. V souladu s tím byly navrženy dvě samostatné stupnice pro systém hvězdné velikosti. Vizuální velikost, nebo mvis, popsal, jak se hvězda podívala do oka. Fotografická velikost, nebo mpg, odkazoval se na hvězdné obrazy na modře citlivém černobílém filmu. Ty jsou nyní zkráceny MV a MP, resp.
tato komplikace se ukázala jako požehnání v přestrojení. Rozdíl mezi fotografickou a vizuální velikostí hvězdy byl vhodným měřítkem barvy hvězdy., Rozdíl mezi těmito dvěma druhy velikosti byl pojmenován “ barevný index.“Jeho hodnota je stále pozitivní pro žluté,oranžové a červené hvězdy a negativní pro modré.
ale různé fotografické emulze mají různé spektrální reakce! A lidské oči se také liší. Na jednu věc, vaše oční čočky žloutnou s věkem; staří lidé vidí svět přes žluté filtry. Systémy velikosti určené pro různé rozsahy vlnových délek musely být jasněji definovány než toto.,
dnes jsou přesné veličiny specifikovány tím, co standardní fotoelektrický fotometr vidí prostřednictvím standardních barevných filtrů. Bylo navrženo několik fotometrických systémů; nejznámější se nazývá UBV po třech nejčastěji používaných filtrech. U zahrnuje u-ultraviolet, B je modrá, a V odpovídá poměrně úzce staré vizuální velikost; jeho široký vrchol je v žluto-zelené pásmo, kde je oko nejcitlivější.index barev
je nyní definován jako velikost B minus velikost v. Čistě bílá hvězda má B – v asi 0,2, naše žluté Slunce je 0.,63, oranžovo-červená Betelgeuse je 1,85, a bluest hvězda věřil možné je -0,4, světle modro-bílá.
tak úspěšný byl systém UBV, že byl rozšířen o filtry r a I pro definování standardních červených a téměř infračervených veličin. Proto se někdy nazývá UBVRI. Infračervená astronomie se provádí na stále delší vlnové délky, zvedl abecedně poté, co jsem definovat J, K, L, M, N a Q kapely. Ty byly vybrány tak, aby odpovídaly vlnovým délkám infračervených „oken“ v zemské atmosféře — vlnovým délkám, při nichž vodní pára zcela neabsorbuje hvězdné světlo.,
ve všech vlnách byla jasná hvězda Vega vybrána (libovolně) pro definování velikosti 0.0. Protože Vega je stmívač na infračervené vlnové délky než viditelné světlo, infračervené veličin jsou, podle definice, a docela uměle, „jasnější“ než jejich vizuální protějšky.
vzhled a realita
Co je tedy skutečným jasem objektu? Kolik celkové energie nám vysílá na všech vlnových délkách dohromady, viditelných a neviditelných? Odpověď se nazývá bolometrická velikost, mbol, protože celkové záření bylo kdysi měřeno zařízením nazývaným bolometr., Bolometrická velikost byla nazývána Božím pohledem na skutečný lesk objektu. Astrofyzici ji hodnotí jako skutečnou míru celkové energetické emise objektu, jak je vidět ze země. Bolometrická korekce říká, jak jasnější je bolometrická velikost než velikost v. Jeho hodnota je vždy záporná, protože každá hvězda nebo objekt emituje alespoň nějaké záření mimo vizuální část elektromagnetického spektra.
až dosud jsme se zabývali pouze zdánlivými veličinami – jak jasné věci vypadají ze země., Nevíme, jak je objekt vnitřně jasný, dokud nezohledníme jeho vzdálenost. Astronomové tak vytvořili absolutní magnitudovou stupnici. Objekt je absolutní velikost je jednoduše to, jak světlý se zdá, pokud se umístí na standardní vzdálenosti 10 parseků (32,6 tis. světelných let).
Na levé straně mapy Canis Major, dot velikosti uveďte hvězd zdánlivé magnitudy, tečky, zápas jasnost hvězdy, jak je vidíme., Pravá verze ukazuje, stejné hvězdy‘ absolutní veličiny — jak jasně, že by se zobrazí, pokud jsou všechny umístěny ve stejné vzdálenosti (na 32,6 světelných let) od Země. Absolutní velikost je měřítkem skutečné hvězdné svítivosti.
Nebe & Teleskop
je Vidět z této vzdálenosti se Slunce bude svítit na nepřesvědčivé vizuální velikost 4.85. Rigel by zářil na oslňující -8, téměř stejně jasný jako čtvrtletní měsíc. Červený trpaslík Proxima Centauri, nejbližší hvězda sluneční soustavy, se zdá být magnituda 15.,6, nejmenší malý záblesk viditelný v 16palcovém dalekohledu! Znalost absolutních veličin jasně ukazuje, jak nesmírně rozmanité jsou objekty, které jsme náhodně hromadili pod jediným slovem „hvězda.“
Absolutní veličiny jsou vždy psány s velkým M, zdánlivé magnitudy s písmenem m. Jakýkoliv typ zdánlivá magnituda — fotografické, bolometric, nebo cokoliv — mohou být převedeny na absolutní velikosti.
(pro komety a asteroidy se používá velmi odlišná „absolutní velikost“., Standardem je, jak jasný by se objekt jevil pozorovateli stojícímu na slunci, kdyby byl objekt o jednu astronomickou jednotku dál.)
je tedy systém hvězdné velikosti příliš komplikovaný? Vůbec ne. Rozrostla se a vyvinula tak, aby naplnila každou potřebu měření jasu přesně podle potřeby. Hipparcus by byl nadšený.