Taivas & Kaukoputki
Useimmat tapaa laskea ja mitata asiat toimivat loogisesti. Kun mittaamasi asia kasvaa, määrä kasvaa. Kun lihoo, eihän vaaka kerro pienempää kilojen tai kilojen määrää. Asiat eivät kuitenkaan ole tähtitieteessä niin järkeviä — ainakaan tähtien kirkkauden suhteen., Astu Tähtisuuruusjärjestelmään.
Antiikin Alkuperää Tähtien Suuruus Järjestelmä
Tähti suuruus lasketaan taaksepäin, tulos antiikin fluke, että tuntui hyvältä idealta. Tarina alkaa noin vuonna 129 EKR, jolloin kreikkalainen tähtitieteilijä Hipparkhos laati ensimmäisen tunnetun tähtiluettelon. Hipparkhos rankkasi tähtensä yksinkertaisella tavalla. Hän kutsui kirkkaimpia ”ensimmäisen magnitudin”, yksinkertaisesti tarkoittaen ” suurinta.”Tähtiä, joita hän ei kutsunut” toisen magnitudin ” eli toiseksi suurimman. Himmeimmät tähdet, joita hän näki, hän kutsui kuudennen magnitudin tähdeksi.,”Noin vuonna 140 jKr. Claudius Ptolemaios kopioi tämän järjestelmän omaan tähtilistaansa. Joskus Ptolemaios lisätty sanat ”suurempi” tai ”pienempi” erottaa tähdet sisällä suuruus luokka. Ptolemaioksen teokset säilyivät tähtitieteen perusteksteinä seuraavat 1 400 vuotta, joten kaikki käyttivät ensimmäisen-kuudennen magnitudin järjestelmää. Se toimi ihan hyvin.
Galileo pakotti ensimmäiseen muutokseen. Käännettyään vastavalmistuneet teleskooppinsa taivaalle Galilei havaitsi, että oli olemassa tähtiä, jotka olivat himmeämpiä kuin Ptolemaioksen kuudes magnitudi., ”Todellakin, kanssa lasi tunnistaa alla tähdet kuudetta suuruusluokkaa tällainen joukko muita, jotka paeta luonnollinen näky, että se on tuskin uskottavaa,” hän riemuitsi hänen 1610-suolikanavan Sidereus Nuncius. ”Suurin näistä . . . voimme nimetä seitsemännen magnitudin.”Näin uusi termi tuli tähtitieteelliselle kielelle, ja tähtien magnitudijärjestelmä tuli avoimeksi. Paluuta ei voi olla.
Kuten kaukoputket on isompi ja parempi, tähtitieteilijät pitää lisäämällä enemmän suuruudet pohjaan mittakaavassa., Tänään pari 50-millinen kiikarit näyttää tähdet noin 9 magnitudin, 6-tuuman amatööri kaukoputki yltää 13 suuruus, ja Hubble Space Telescope on nähnyt esineitä niin heikko kuin 31 suuruus.
keskellä 19th century, tähtitieteilijät tajusi, että oli pakottava tarve määritellä koko laajuus tähtien suuruus järjestelmä tarkemmin kuin silmämuna tuomion. He olivat jo päättäneet, että 1.-suuruus tähti loistaa noin 100 kertaa valossa 6-suuruusluokan tähti. Niinpä vuonna 1856 Oxfordin tähtitieteilijä Norman R., Pogson ehdotti, että viiden magnitudin ero määriteltäisiin tarkasti kirkkaussuhteeksi 100-1. Tämä kätevä sääntö hyväksyttiin nopeasti. Yksi suuruus vastaa siis kirkkaus ero juuri viidennen root 100, tai hyvin lähellä 2.512 — arvo tunnetaan Pogson suhde.
tuloksena tähtien suuruus järjestelmä on logaritminen, siisti sopimuksen kanssa 1850-luvulla usko siihen, että kaikki ihmisen aistit ovat logaritminen vaste ärsykkeisiin. Myös äänekkyyden desibeliasteikosta tehtiin logaritminen.,
Fifty-kahdeksan suuruudet näennäinen kirkkaus kattaa asioita, joita tähtitieteilijät tutkia, mistä räikeä Aurinko harmainta esineitä havaitaan kanssa Hubble Space Telescope. Tämä alue vastaa noin 200 miljardin biljoonan kirkkaussuhdetta.
Taivas & Kaukoputki
Valitettavasti, se ei ole aivan niin, ei kirkkaus, ääni, tai jotain muuta. Käsityksemme maailmasta noudattavat voimalakikäyriä, eivät logaritmisia. Näin ollen tähti magnitudi 3.,0 ei itse asiassa näytä aivan puolivälissä kirkkautta välillä 2,0 ja 4,0. Se näyttää hieman heikommalta. 2,0-4,0 puolivälissä näyttävä tähti on noin magnitudi 2,8. Mitä laajempi suuruusero on, sitä suurempi tämä ero on. Vastaavasti, Taivas & Kaukoputki on tietokoneella piirretty taivas karttoja käyttää star pisteitä, jotka mitoitetaan teho-oikeuden osalta.
mutta 1850-luvun tiedemaailma oli logaritmeille gaga, joten nyt ne on lukittu tähtisuuruusjärjestelmään yhtä tiukasti kuin Hipparkhoksen taaksepäin numerointi.,
nyt kun tähtimagnitudit oli rankattu täsmällisellä matemaattisella asteikolla, mutta huonosti istuva, tuli toinen ongelma väistämättömäksi. Jotkut ”1-suuruus” tähdet olivat paljon kirkkaampia kuin toiset. Tähtitieteilijöillä ei ollut muuta vaihtoehtoa kuin ulottaa mittakaava kirkkaampiin arvoihin kuin heikkoihin. Niinpä Rigel, Capella, Arcturus ja Vega ovat magnitudi 0, kiusallinen lausunto, joka kuulostaa siltä, että niillä ei ole kirkkautta ollenkaan! Mutta oli liian myöhäistä aloittaa alusta. Magnitudiasteikko ulottuu syvemmälle negatiiviset luvut: Sirius loistaa suuruusluokkaa -1.5, Venus saavuttaa -4.4, täydenkuun noin -12.,5, Ja aurinko paahtaa magnitudia -26,7.
Muita Värejä, Muut Suuruudet
bandpasses standardi UBVRI väri suodattimet, yhdessä spektrin tyypillinen sini-valkoinen tähti.
Taivas & Kaukoputki
myöhään 19th century tähtitieteilijät käyttivät valokuvauksen tallentaa taivas ja toimenpide-tähti kirkkauksia, ja uusi ongelma ilmaantunut. Jotkut tähdet, jotka osoittivat samaa kirkkautta silmälle, osoittivat erilaisia valoja filmissä ja päinvastoin., Silmään verrattuna valokuvausemulsiot olivat herkempiä siniselle valolle ja vähemmän punaiselle valolle. Niinpä tähtisuuruusjärjestelmälle laadittiin kaksi erillistä asteikkoa. Visual magnitude eli mvis kuvaili, kuinka tähti katsoi silmiin. Valokuvaus suuruus, tai mpg, kutsutaan tähti kuvia sininen-herkkä musta-valkoinen elokuva. Nämä ovat nyt lyhennetty mv ja mp, vastaavasti.
tämä komplikaatio osoittautui siunaukseksi valepuvussa. Tähden valokuvan ja visuaalisen suuruuden ero oli kätevä mitta tähden väristä., Kahden suuruuslajin eroksi nimettiin ” väriindeksi.”Sen arvo on yhä positiivinen keltainen, oranssi, ja punainen tähdet ja negatiivinen sinisiä.
mutta eri valokuvausemulsioilla on erilaiset spektrivasteet! Myös ihmisten silmät eroavat toisistaan. Ensinnäkin silmän linssisi muuttuvat iän myötä keltaisiksi; vanhat ihmiset näkevät maailman keltaisten suodattimien kautta. Eri aallonpituusalueille suunniteltujen magnitudijärjestelmien oli oltava tätä selkeämpiä.,
Tänään, tarkka suuruus määritellään, mitä standardi valosähköiset photometer näkee läpi standardi väri suodattimet. Useita valotekniset järjestelmät on kehitetty; tutuin on nimeltään UBV jälkeen kolme suodattimia yleisimmin käytetty. U kattaa lähes ultravioletti, B on sininen, ja V vastaa melko tarkasti vanhan visuaalinen suuruus; sen laaja huippu on keltainen-vihreä bändi, jossa silmä on herkin.
väri-indeksi määritellään nyt B-magnitudiksi miinus V-magnitudiksi. Puhtaan valkoisen tähden B-V on noin 0,2, keltaisen Aurinkomme on 0.,63, oranssinpunainen Betelgeuse on 1,85, ja sinisin mahdollinen tähti on -0,4, vaalean sinivalkoinen.
Niin onnistunut oli UBV-järjestelmä, joka se oli laajennettu redward, jossa R ja I suodattimia määritä vakio punaisen ja lähi-infrapuna-suuruudet. Siksi sitä kutsutaan joskus UBVRI. Infrapuna tähtitieteilijät ovat tehneet sen vielä kauemmin aallonpituuksilla, poimien aakkosjärjestyksessä, kun olen määritellä, J, K, L, M, N ja Q bändejä. Nämä valittiin vastaamaan maan ilmakehässä olevien infrapuna – ”ikkunoiden” aallonpituuksia-aallonpituuksia,joilla vesihöyry ei täysin ime starlightia.,
kaikissa aaltoaluetta, kirkas tähti Vega on valittu (mielivaltaisesti) määritellä suuruus 0.0. Koska Vega on himmeämpi infrapunan aallonpituuksilla kuin näkyvässä valossa, infrapunamagnitudit ovat määritelmän mukaan ja melko keinotekoisesti” kirkkaampia ” kuin niiden visuaaliset vastineet.
ulkonäkö ja todellisuus
mikä sitten on kohteen todellinen kirkkaus? Kuinka paljon kokonaisenergiaa se lähettää meille kaikilla aallonpituuksilla yhdistettynä, näkyvänä ja näkymättömänä? Vastaus on nimeltään bolometric suuruus, symboloi, koska yhteensä säteily oli kerran mitattu laitetta kutsutaan bolometer., Bolometrista suuruutta on kutsuttu Jumalan silmäkuvaksi kohteen todellisesta loistosta. Astrofyysikot arvostavat sitä kohteen kokonaisenergiapäästön todellisena mittana Maasta katsottuna. Bolometrinen korjaus kertoo, kuinka paljon kirkkaampi bolometrinen magnitudi on kuin V-magnitudi. Sen arvo on aina negatiivinen, koska mikä tahansa tähti tai esine lähettää ainakin jonkin verran säteilyä sähkömagneettisen spektrin visuaalisen osan ulkopuolella.
tähän Asti olemme käsitelleet vain näennäinen suuruus — kuinka kirkas asiat näyttävät Maasta., Emme tiedä kuinka luonnostaan kirkas esine on, ennen kuin otamme myös sen etäisyyden huomioon. Näin tähtitieteilijät loivat absoluuttisen magnitudiasteikon. Objektin absoluuttinen suuruus on yksinkertaisesti kuinka kirkas se näyttäisi, jos laitetaan vakio etäisyys 10 parsekin (32.6 valovuotta).
vasemmalla kartta Canis Major, piste koot ilmoitetaan tähtien näennäinen suuruus; pisteitä ottelun kirkkauksia tähdet kuin näemme ne., Oikeanpuoleinen versio ilmaisee samojen tähtien absoluuttiset magnitudit – kuinka kirkkailta ne näyttäisivät, jos ne kaikki sijoitettaisiin samalle etäisyydelle (32,6 valovuotta) Maasta. Absoluuttinen magnitudi on todellisen tähtiluminositeetin mitta.
Taivas & Kaukoputki
Nähnyt tämän matkan, Aurinko paistaa on unimpressive visuaalinen suuruus 4.85. Rigel olisi blaze häikäisevä -8, lähes yhtä kirkas kuin neljänneksen Kuu. Aurinkokuntaa lähimpänä oleva punainen kääpiö Proxima Centauri näyttäisi olevan magnitudi 15.,6, pienin pieni pilkahdus, joka näkyy 16 tuuman teleskoopilla! Absoluuttisten magnitudien tunteminen tekee selväksi, kuinka hyvin erilaisia ovat esineet, joita me rennosti niputamme yhteen yhden sanan ” tähti.”
Absoluuttinen suuruus on aina kirjoitettu isolla M, näennäinen suuruus-pienellä m. Tahansa magnitudi — valokuvaus, bolometric, tai mitä tahansa — voi olla muunnetaan absoluuttinen suuruus.
(komeettojen ja asteroidien kohdalla käytetään hyvin erilaista ”absoluuttista magnitudia”., Standardi tässä on, kuinka kirkas kohde näyttäisi tarkkailijan seisovan auringossa, jos esine olisi yhden tähtitieteellisen yksikön päässä.)
niin, onko tähtien magnitudijärjestelmä liian monimutkainen? Ei suinkaan. Se on kasvanut ja kehittynyt täyttämään jokaisen kirkkauden mittaustarpeen täsmälleen tarpeen mukaan. Hipparcus olisi innoissaan.