Sky & Telescope
a dolgok számolásának és mérésének legtöbb módja logikusan működik. Amikor a dolog, amit mérsz, növekszik, a szám nagyobb lesz. Ha hízik, végül is, a skála nem mondja meg kisebb számú fontot vagy kilogrammot. De a dolgok nem olyan ésszerűek a csillagászatban — legalábbis nem, amikor a csillagok fényességéről van szó., Adja meg a csillag nagyságú rendszert.
A csillag magnitúdó rendszer Ősi eredete
a csillag magnitúdók visszafelé számítanak, egy ősi mázli eredménye, amely akkoriban jó ötletnek tűnt. A történet I.E. 129 körül kezdődik, amikor a görög csillagász, Hipparchus elkészítette az első jól ismert csillagkatalógust. Hipparchus egyszerű módon rangsorolta csillagait. A legfényesebbeket “az első nagyságnak” nevezte, egyszerűen azt jelenti, hogy “a legnagyobb.”A csillagok nem olyan fényesek, “a második nagyságnak”, vagy a második legnagyobbnak nevezte. A leggyengébb csillagokat, amelyeket látott, “hatodik nagyságnak” nevezte.,”KR. U. 140 körül Claudius Ptolemaiosz lemásolta ezt a rendszert a saját csillaglistájában. Néha Ptolemaiosz hozzáadta a “nagyobb” vagy “kisebb” szavakat, hogy megkülönböztesse a csillagokat egy magnitúdóosztályon belül. Ptolemaiosz művei a következő 1400 év csillagászati alapszövegei maradtak, így mindenki az első-hatodik nagyságok rendszerét használta. Jól működött.
Galileo kényszerítette az első változást. Az újonnan készített távcsöveit az ég felé fordítva Galileo felfedezte, hogy léteznek olyan csillagok, amelyek halványabbak, mint Ptolemaiosz hatodik nagysága., “Valóban, az üveggel a hatodik nagyságú csillagok alatt olyan tömegeket fog észlelni, amelyek elkerülik a természetes látványt, hogy ez aligha hihető” – emelte ki Sidereus Nuncius 1610-es traktusában. “Ezek közül a legnagyobb . . . a hetedik nagyságrendet jelölhetjük.”Így lépett be egy új kifejezés a csillagászati nyelvbe, és a csillag magnitúdó rendszer nyílt végűvé vált. Nem lehet visszafordulni.
ahogy a teleszkópok egyre nagyobbak és jobbak lettek, a csillagászok egyre nagyobb magnitúdókat adtak a skála aljára., Ma egy 50 milliméteres távcső körülbelül 9. nagyságú csillagokat mutat, egy 6 hüvelykes Amatőr teleszkóp eléri a 13.nagyságot, a Hubble Űrteleszkóp pedig olyan gyenge tárgyakat látott, mint a 31. magnitúdó.
a 19. század közepére a csillagászok rájöttek, hogy sürgető szükség van a csillagméretű rendszer teljes skálájának pontosabb meghatározására, mint a szemgolyó ítélete. Már megállapították, hogy egy 1.nagyságú csillag körülbelül 100-szor ragyog egy 6. nagyságú csillag fényével. Ennek megfelelően 1856-ban az Oxfordi csillagász Norman R., Pogson azt javasolta, hogy az öt nagyságú különbséget pontosan 100-1 fényerő-arányként határozzák meg. Ezt a kényelmes szabályt gyorsan elfogadták. Az egyik nagyság tehát pontosan az ötödik gyökér 100, vagy nagyon közel 2,512 fényerő-különbségnek felel meg-ez a Pogson Arány.
az így létrejövő csillagnagyságú rendszer logaritmikus, összhangban az 1850-es évek meggyőződésével, hogy minden emberi érzék logaritmikus az ingerekre adott válaszukban. A decibel skála minősítési hangosság hasonlóképpen készült logaritmikus.,
ötvennyolc shapley a látszólagos fényesség körüljárni a dolgokat, hogy a csillagászok tanulmány, a vakító Nap a halvány objektumok észlelt a Hubble űrtávcső. Ez a tartomány mintegy 200 milliárd trillió fényerő-aránynak felel meg.
Sky &
sajnos nem egészen így van, nem a fényerő, a hang vagy bármi más miatt. A világról alkotott felfogásunk a hatalmi-jogi görbéket követi, nem pedig a logaritmikusokat. Így egy csillag nagysága 3.,0 valójában nem néz ki pontosan félúton a fényerő között 2.0 és 4.0. Kicsit halványabbnak tűnik. A 2.0 és 4.0 között félúton álló csillag körülbelül 2.8-as nagyságrendű lesz. Minél szélesebb a nagysági rés, annál nagyobb ez az eltérés. Ennek megfelelően a Sky & távcső számítógéppel rajzolt égtérképei olyan csillagpontokat használnak, amelyek teljesítmény-jog viszony szerint méretezettek.
de a tudományos világ az 1850-es években a logaritmusok számára volt gaga, így most olyan szilárdan be vannak zárva a csillag nagyságú rendszerbe, mint Hipparchus visszamenőleges számozása.,
most, hogy a csillagmágneseket pontos matematikai skálán rangsorolták, bár rosszul illeszkedő, egy másik probléma elkerülhetetlenné vált. Néhány” 1. nagyságrendű ” csillag sokkal fényesebb volt, mint mások. A csillagászoknak nem volt más választásuk, mint kiterjeszteni a skálát a fényesebb értékekre, valamint a halványabb értékekre. Így Rigel, Capella, Arcturus és Vega a magnitúdó 0, egy kínos kijelentés, amely úgy hangzik, mintha egyáltalán nincs fényerő! De már túl késő volt újrakezdeni. A magnitúdó skála terjed tovább a negatív számok: Sirius ragyog mértékű -1.5, Vénusz eléri -4.4, a Telihold miatt -12.,5, a nap pedig -26,7-es magnitúdóval lángol.
egyéb színek, Egyéb nagyságok
a standard UBVRI színszűrők sávjai, egy tipikus kék-fehér csillag spektrumával együtt.
Sky & Telescope
a 19.század végén a csillagászok fényképezéssel rögzítették az égboltot és megmérték a csillag fényességét, és egy új probléma merült fel. Egyes csillagok, amelyek ugyanolyan fényerőt mutatnak a szemnek, különböző fényességet mutattak a filmen, és fordítva., A szemhez képest a fényképészeti emulziók érzékenyebbek voltak a kék fényre, kevésbé a vörös fényre. Ennek megfelelően két különálló skálát dolgoztak ki a csillag magnitúdó rendszer számára. Vizuális nagyság, vagy mvis, leírta, hogy egy csillag nézett a szemébe. Fényképészeti magnitúdó, vagy mpg, említett csillag képek a kék-érzékeny fekete-fehér film. Ezek most rövidített mv és mp, ill.
Ez a szövődmény álruhában áldásnak bizonyult. A csillag fotográfiai és vizuális nagysága közötti különbség a csillag színének kényelmes mércéje volt., A két nagyság közötti különbséget a “színindex” – nek nevezték el.”Értéke egyre inkább pozitív a sárga, a narancssárga és a vörös csillagokra, a kék pedig negatív.
de a különböző fényképészeti emulziók eltérő spektrális válaszokkal rendelkeznek! És az emberek szeme is különbözik. Egyrészt a szemlencsék az életkorral sárgulnak; az idős emberek sárga szűrőkön keresztül látják a világot. A különböző hullámhossz-tartományokra tervezett magnitúdó rendszereket ennél világosabban kellett meghatározni.,
ma a pontos nagyságokat az határozza meg, amit egy szabványos fotoelektromos fotométer lát a standard színszűrőkön keresztül. Számos fotometriai rendszert dolgoztak ki; a legismertebb az UBV a leggyakrabban használt három szűrő után. Az U magában foglalja a közeli ultraibolya, A B kék, A V pedig meglehetősen szorosan megfelel a régi vizuális nagyságnak; széles csúcsa a sárga-zöld sávban van, ahol a szem a legérzékenyebb.
A színindexet most úgy definiálják, mint a B magnitúdót, mínusz A V magnitúdót. A tiszta fehér csillag B-V-je körülbelül 0,2, sárga napunk 0.,63, a narancsvörös Betelgeuse 1,85, a kékebb csillag pedig -0,4, halványkék-fehér.
annyira sikeres volt az UBV rendszer, hogy R és I szűrőkkel redward-ra bővítették a szabványos vörös és közeli infravörös nagyságok meghatározására. Ezért néha UBVRI-nak hívják. Az infravörös csillagászok továbbvitték a még hosszabb hullámhosszra, és betűrendben vették fel, miután meghatároztam a J, K, L, M, N és Q sávokat. Ezeket úgy választották meg, hogy megfeleljenek az infravörös “ablakok” hullámhosszának a Föld légkörében — olyan hullámhosszon, amelyen a vízgőz nem szívja fel teljesen a csillagfényt.,
minden hullámsávban a Vega fényes csillagot (önkényesen) választották a 0.0 magnitúdó meghatározásához. Mivel a Vega infravörös hullámhosszon halványabb, mint a látható fényben, az infravörös nagyságok definíció szerint és meglehetősen mesterségesen “fényesebbek”, mint vizuális társaik.
megjelenés és valóság
Mi tehát az objektum valódi fényereje? Mennyi teljes energiát küld nekünk minden hullámhosszon együtt, látható és láthatatlan? A választ bolometrikus nagyságnak, mbol-nak nevezik, mivel a teljes sugárzást egyszer egy bolométernek nevezett eszközzel mértük., A bolometrikus nagyságot az objektum valódi fényének Isten-szem nézetének nevezték. Az asztrofizikusok úgy értékelik, mint az objektum teljes energiakibocsátásának valódi mértékét, amint azt a földről látják. A bolometrikus korrekció megmutatja, hogy a bolometrikus magnitúdó mennyivel világosabb, mint a V magnitúdó. Értéke mindig negatív, mert bármely csillag vagy tárgy legalább bizonyos sugárzást bocsát ki az elektromágneses spektrum vizuális részén kívül.
eddig csak látszólagos nagyságokkal foglalkoztunk-milyen fényes dolgok néznek ki a földről., Nem tudjuk, milyen belső fényű egy tárgy, amíg nem vesszük figyelembe a távolságát is. Így a csillagászok létrehozták az abszolút magnitúdó skálát. Az objektum abszolút nagysága egyszerűen az, hogy milyen fényes lenne, ha 10 parszek (32,6 fényév) szabványos távolságra helyeznék el.
a Canis Major bal oldali térképén a pontméretek a csillagok látszólagos nagyságát jelzik; a pontok megegyeznek a csillagok fényességével, amint látjuk őket., A jobb oldali változat ugyanazokat a csillagok abszolút nagyságát jelzi — mennyire fényesek lennének, ha mindegyiket a Földtől azonos távolságra (32, 6 fényév) helyeznék el. Az abszolút magnitúdó a valódi csillagfényesség mértéke.
Sky & Telescope
ebből a távolságból nézve a nap nem lenyűgöző vizuális nagyságban ragyogna 4, 85. Rigel lenne lángol egy káprázatos -8, majdnem olyan fényes, mint a negyed Hold. A Proxima Centauri vörös törpe, a naprendszerhez legközelebb eső csillag, úgy tűnik, hogy a 15.magnitúdó.,6, a legkisebb kis csillogás látható egy 16 hüvelykes teleszkópban! Az abszolút nagyságok ismerete világossá teszi, hogy mennyire sokszínűek azok a tárgyak, amelyeket véletlenül összeillesztünk az egyetlen “csillag” szó alatt.”
az abszolút nagyságokat mindig m tőkével írják, a látszólagos nagyságokat alacsonyabb esetben m. bármilyen látszólagos nagyság — fényképészeti, bolometriai vagy bármi — abszolút nagyságra konvertálható.
(üstökösök és aszteroidák esetében nagyon eltérő “abszolút magnitúdót” használnak., A szabvány itt az, hogy milyen fényes az objektum úgy tűnik, hogy egy megfigyelő áll a nap, ha az objektum egy csillagászati egység távolságra.)
tehát a csillag magnitúdó rendszer túl bonyolult? Egyáltalán nem. Úgy nőtt és fejlődött, hogy minden fényerő-mérési igényt pontosan úgy Töltsön be, ahogy szükséges. Hipparcus nagyon örülne.