Cer & Telescop
Cele mai multe moduri de numărare și măsurare funcționează lucrurile în mod logic. Când lucrul pe care îl măsurați crește, numărul devine mai mare. Când câștigi în greutate, la urma urmei, scara nu îți spune un număr mai mic de kilograme sau kilograme. Dar lucrurile nu sunt atât de sensibile în astronomie — cel puțin nu când vine vorba de strălucirea stelelor., Introduceți Sistemul de magnitudine stelară.
originile antice ale sistemului de magnitudine stelară
magnitudinile stelelor contează înapoi, rezultatul unei întâmplări antice care părea o idee bună la acea vreme. Povestea începe în jurul anului 129 Î.HR., când astronomul grec Hipparchus a produs primul catalog de stele bine-cunoscut. Hipparchus și-a clasat stelele într-un mod simplu. El i-a numit pe cei mai străluciți „de prima magnitudine”, pur și simplu însemnând „cel mai mare”.”Stele nu atât de strălucitoare pe care le-a numit” de a doua magnitudine ” sau a doua cea mai mare. Cele mai slabe stele pe care le-a putut vedea le-a numit „de a șasea magnitudine.,”În jurul anului 140 d. HR. Claudius Ptolemeu a copiat acest sistem în propria sa listă de stele. Uneori Ptolemeu a adăugat cuvintele „mai mare” sau „mai mică” pentru a distinge între stele într-o clasă de magnitudine. Lucrările lui Ptolemeu au rămas textele astronomice de bază pentru următorii 1.400 de ani, astfel încât toată lumea a folosit sistemul de magnitudine de la prima la a șasea. A mers foarte bine.Galileo a forțat prima schimbare. La întoarcerea telescoapelor sale recent făcute spre cer, Galileo a descoperit că există stele care erau mai slabe decât a șasea magnitudine a lui Ptolemeu., „Într-adevăr, cu sticla veți detecta sub stele de a șasea magnitudine o astfel de mulțime de alții care scapă de vederea naturală, încât este greu de crezut”, a exultat el în tractul său din 1610 Sidereus Nuncius. „Cel mai mare dintre acestea . . . putem desemna ca a șaptea magnitudine.”Astfel, un nou termen a intrat în limbajul astronomic, iar sistemul de magnitudine stelară a devenit deschis. Nu ar putea fi nici o cale de întoarcere.
pe măsură ce telescoapele au devenit mai mari și mai bune, astronomii au continuat să adauge mai multe magnitudini la fundul scalei., Astăzi, o pereche de binocluri de 50 de milimetri va arăta stele de magnitudinea a 9-a, un telescop amator de 6 inci va ajunge la magnitudinea a 13-A, iar telescopul spațial Hubble a văzut obiecte la fel de slabe ca magnitudinea a 31-a.până la mijlocul secolului al XIX-lea, astronomii și-au dat seama că există o nevoie presantă de a defini întreaga scară a sistemului de magnitudine stelară mai precis decât prin judecata globului ocular. Ei au stabilit deja că o stea de magnitudine 1 strălucește cu aproximativ 100 de ori lumina unei stele de magnitudine 6. În consecință, în 1856 astronomul Oxford Norman R., Pogson a propus ca o diferență de cinci magnitudini să fie definită exact ca un raport de luminozitate de 100 la 1. Această regulă convenabilă a fost adoptată rapid. O magnitudine corespunde astfel unei diferențe de luminozitate de exact a cincea rădăcină de 100, sau foarte aproape de 2.512 — o valoare cunoscută sub numele de raportul Pogson.
sistemul de magnitudine stelară rezultat este logaritmic, în acord cu convingerea anilor 1850 că toate simțurile umane sunt logaritmice în răspunsul lor la stimuli. Scara de decibeli pentru intensitatea de rating a fost, de asemenea, făcută logaritmică.,
Cincizeci și opt de magnitudini de luminozitatea aparentă cuprinde lucrurile pe care astronomii de studiu, de la Soare evidente la cea mai mică obiectele detectate cu ajutorul Telescopului Spațial Hubble. Acest interval este echivalent cu un raport de luminozitate de aproximativ 200 de miliarde de trilioane.
Cer & Telescop
din Păcate, nu e chiar așa, nu pentru luminozitate, sunet, sau orice altceva. Percepțiile noastre despre lume urmează curbele putere-lege, nu cele logaritmice. Astfel, o stea de magnitudine 3.,0 nu arată de fapt exact la jumătatea distanței în luminozitate între 2.0 și 4.0. Se pare un pic mai slab decât atât. Steaua care arată la jumătatea distanței dintre 2.0 și 4.0 va avea o magnitudine de aproximativ 2.8. Cu cât este mai mare diferența de magnitudine, cu atât este mai mare această discrepanță. În consecință, hărțile Sky & ale telescopului utilizează puncte stelare care sunt dimensionate în funcție de o relație putere-lege.
dar lumea științifică din anii 1850 era gaga pentru logaritmi, așa că acum sunt blocați în sistemul de magnitudine stelară la fel de ferm ca numerotarea înapoi a lui Hipparchus.,
acum, că magnitudinea stelelor a fost clasificată pe o scară matematică precisă, oricât de nepotrivită, o altă problemă a devenit inevitabilă. Unele stele de „magnitudinea 1” au fost mult mai strălucitoare decât altele. Astronomii nu au avut de ales decât să extindă scara la valori mai luminoase, precum și la cele slabe. Astfel, Rigel, Capella, Arcturus și Vega sunt magnitudinea 0, o declarație ciudată care sună ca și cum nu ar avea deloc luminozitate! Dar era prea târziu să o luăm de la capăt. Scara de magnitudine se extinde mai departe în numere negative: Sirius strălucește la magnitudinea -1, 5, Venus atinge -4, 4, luna plină este de aproximativ -12.,5, Iar soarele strălucește la magnitudinea -26,7.
Alte Culori, Alte Magnitudini
suprapuneau standard UBVRI filtre de culoare, împreună cu spectru tipic albastru-alb stea.
Cer & Telescop
De la sfârșitul secolului al 19-lea astronomii au folosit fotografia pentru a înregistra cer și măsura stele străluciri, și o nouă problemă ivite. Unele stele care arată aceeași luminozitate ochiului au arătat diferite străluciri pe film și invers., În comparație cu ochiul, emulsiile fotografice erau mai sensibile la lumina albastră și mai puțin la lumina roșie. În consecință, au fost concepute două scale separate pentru sistemul de magnitudine stelară. Magnitudinea vizuală, sau mvis, a descris modul în care o stea privea spre ochi. Magnitudinea fotografică, sau mpg, se referea la imaginile stelare pe filmul alb-negru sensibil la albastru. Acestea sunt acum abreviate mv și mp, respectiv.această complicație sa dovedit a fi o binecuvântare în deghizare. Diferența dintre magnitudinea fotografică și cea vizuală a unei stele a fost o măsură convenabilă a culorii stelei., Diferența dintre cele două tipuri de magnitudine a fost numită „Indicele de culoare.”Valoarea sa este din ce în ce mai pozitivă pentru stelele galbene, portocalii și roșii și negativă pentru cele albastre.dar diferite emulsii fotografice au răspunsuri spectrale diferite! Și ochii oamenilor diferă prea. În primul rând, lentilele ochilor devin galbene odată cu vârsta; bătrânii văd lumea prin filtre galbene. Sistemele de magnitudine concepute pentru diferite intervale de lungimi de undă trebuiau să fie mai clar definite decât aceasta.,astăzi, mărimile precise sunt specificate de ceea ce vede un fotometru fotoelectric standard prin filtre de culoare standard. Au fost concepute mai multe sisteme fotometrice; cel mai cunoscut se numește UBV după cele trei filtre utilizate cel mai frecvent. U cuprinde aproape ultravioletul, B este albastru, iar V corespunde destul de strâns magnitudinii vizuale vechi; vârful său larg este în banda galben-verde, unde ochiul este cel mai sensibil.
indicele de culoare este acum definit ca magnitudinea B minus magnitudinea V. O stea albă pură are un B-V de aproximativ 0,2, Soarele nostru galben este 0.,63, Betelgeuse roșu-portocaliu este 1.85, iar cea mai albastră stea considerată posibilă este -0.4, albastru-alb pal.
atât de reușit a fost sistemul UBV, încât a fost extins redward cu filtre R și I pentru a defini mărimile standard roșu și infraroșu apropiat. Prin urmare, se numește uneori UBVRI. Astronomii în infraroșu l-au transportat la lungimi de undă încă mai lungi, luând în ordine alfabetică după I pentru a defini benzile J, K, L, M, N și Q. Acestea au fost alese pentru a se potrivi cu lungimile de undă ale „ferestrelor” infraroșii din atmosfera Pământului — lungimi de undă la care vaporii de apă nu absorb în întregime lumina stelelor.,
în toate benzile de undă, steaua strălucitoare Vega a fost aleasă (arbitrar) pentru a defini magnitudinea 0.0. Deoarece Vega este dimmer la lungimi de undă în infraroșu decât în lumina vizibilă, magnitudinile infraroșii sunt, prin definiție și destul de artificial, „mai strălucitoare” decât omologii lor vizuali.
aspect și realitate
care este atunci luminozitatea reală a unui obiect? Câtă energie totală ne trimite la toate lungimile de undă combinate, vizibile și invizibile? Răspunsul se numește magnitudinea bolometrică, mbol, deoarece radiația totală a fost măsurată odată cu un dispozitiv numit bolometru., Magnitudinea bolometrică a fost numită viziunea lui Dumnezeu asupra adevăratului luciu al unui obiect. Astrofizicienii o apreciază ca fiind adevărata măsură a emisiei totale de energie a unui obiect așa cum se vede de pe Pământ. Corecția bolometrică arată cât de strălucitoare este magnitudinea bolometrică decât magnitudinea V. Valoarea sa este întotdeauna negativă, deoarece orice stea sau obiect emite cel puțin o anumită radiație în afara porțiunii vizuale a spectrului electromagnetic.
până acum am avut de — a face doar cu magnitudini aparente-cât de strălucitoare arată lucrurile de pe Pământ., Nu știm cât de luminos intrinsec este un obiect până când nu luăm în considerare și distanța acestuia. Astfel, astronomii au creat scara de magnitudine absolută. Magnitudinea absolută a unui obiect este pur și simplu cât de strălucitoare ar apărea dacă ar fi plasată la o distanță standard de 10 parseci (32,6 ani-lumină).
Pe partea stângă harta Canis Major, dot dimensiuni indica stele magnitudini aparente; puncte de meci străluciri de stele pe care le vedem., Versiunea din dreapta indică magnitudinea absolută a acelorași stele — cât de strălucitoare ar apărea dacă ar fi toate plasate la aceeași distanță (32,6 ani-lumină) de pământ. Magnitudinea absolută este o măsură a luminozității stelare adevărate.
Cer & Telescop
Văzut de la distanța asta, Soarele va străluci la un impresionant vizual magnitudinea 4.85. Rigel ar arde la un orbitor -8, aproape la fel de luminos ca luna trimestru. Pitica roșie Proxima Centauri, cea mai apropiată stea de sistemul solar, pare să aibă magnitudinea 15.,6, Cea mai mică licărire vizibilă într-un telescop de 16 inci! Cunoașterea magnitudinilor absolute face clar cât de mult diverse sunt obiectele pe care le adunăm în mod obișnuit sub singurul cuvânt „stea”.”
magnitudinilor Absolute sunt întotdeauna scrise cu un capital M, aparent magnitudini cu mic m. Orice tip de magnitudine aparentă — fotografice, bolometric, sau orice altceva — poate fi convertită la o magnitudine absolută.
(pentru comete și asteroizi, se folosește o „magnitudine absolută” foarte diferită., Standardul aici este cât de luminos ar apărea obiectul unui observator care stă pe Soare dacă obiectul ar fi la o unitate astronomică distanță.deci, este sistemul de magnitudine stelară prea complicat? Deloc. A crescut și a evoluat pentru a umple fiecare nevoie de măsurare a luminozității exact așa cum este necesar. Hipparcus ar fi încântat.