Видимая звездная величина

Видимая звездная величина (обозначается m - от англ. m agnitude ) - Безразмерная величина, характеризующая блеск небесного тела (количество света, поступающего от него) с точки зрения земного наблюдателя. Чем ярче объект, тем меньше его видимая звездная величина.

Слово "видимая" в названии означает лишь то, что звездная величина наблюдаемого с Земли, и употребляется для того, чтобы отличать ее от абсолютной звездной величины. Это название относится не только видимого света. Величина, которая воспринимается человеческим глазом (или другим приемником с такой же спектральной чувствительностью), называется визуальной.

Звездная величина обозначается маленькой буквой m в виде верхнего индекса до числового значения. Например, 2 m означает вторую звездную величину.


1. История

Понятие звездной величины ввел древнегреческий астроном Гиппарх во II веке до нашей эры. Он распределил все доступные невооруженному глазу звезды на шесть величин: яркие он назвал звездами первой величины, найтьмяниши - шестой. Для промежуточных величин считалось, что, скажем, звезды третьей величины, столь же тусклее звезды второй, насколько они ярче звезды четвертой. Этот способ измерения блеска получил распространение благодаря "Альмагесту" - звездном каталога Клавдия Птолемея.

Такая классификационная шкала почти без изменений применялась до середины 19 века. Первым, кто отнесся к звездной величины как к количественной, а не качественной характеристики, был Фридрих Аргеландер. Именно он начал уверенно применять десятичные доли звездных величин [1].

1856 года Норман Погсон формализовал шкалу звездных величин, установив, что звезда первой величины ровно в 100 раз ярче звезду шестой величины. Поскольку в соответствии с закон Вебера - Фехнера изменение освещенности в одинаковое количество раз воспринимается глазом как изменение на одинаковую величину, то разница в одну звездную величину соответствует изменению интенсивности света в \ Sqrt [5] {100} ≈ 2,512 раз. Это иррациональное число, которое называют числом Погсон.

Итак, шкала звездных величин является логарифмической: разность звездных величин двух объектов определяется уравнением:

m_1 - m_2 = -2,5 \, \ mathrm {lg} \ left (\ frac {L_1} {L_2} \ right) ,

где

m_1 , m_2 - Звездные величины объектов,
L_1 , L_2 - Освещенности, создаваемые ими.

Эта формула дает возможность определить только разницу звездных величин, но не сами величины. Чтобы с ее помощью построить абсолютную шкалу, необходимо задать нуль-пункт - освещенность, которой соответствует нулевая звездная величина (0 m). Сначала Погсон применял как эталон Полярную звезду, положив, что она ровно вторую величину. После того, как выяснилось, что Полярная является переменной звездой, шкалу начали привязывать к Веги (которой приписывали нулевую величину), а потом (когда в Веги тоже заподозрили сменность) нуль-пункт шкалы переопределила с помощью нескольких других звезд. Впрочем, для визуальных наблюдений Вега может служить эталоном нулевой звездной величины и дальше, поскольку ее звездная величина в видимом свете равен +0,03 m, что на глаз не отличается от нуля.

Современная шкала звездных величин не ограничивается шестью величинами или только видимым светом. Звездная величина очень ярких объектов является отрицательной. Например, Сириус, самая яркая звезда ночного неба, имеет видимую звездную величину -1,47 m [2]. Современная техника позволяет также измерить блеск Месяца и Солнца : полная Луна имеет видимую звездную величину -12,6 m, а Солнце -26,8 m. Орбитальный телескоп "Хаббл" может наблюдать звезды до 31,5 m в видимом диапазоне.


2. Спектральная зависимость

Звездная величина зависит от спектрального диапазона, в котором осуществляется наблюдение, потому что световой поток от любого объекта в различных диапазонах разный.

  • Болометрична звездная величина показывает полную мощность излучения объекта, т.е. суммарный поток во всех спектральных диапазонах. Измеряется болометров.

Наиболее распространенная фотометрическая система - система UBV - имеет 3 полосы (спектральные диапазоны, в которых осуществляются измерения). Соответственно, там существуют:

  • ультрафиолетовая звездная величина (U) - определяется в ультрафиолетовом диапазоне;
  • "Синяя" звездная величина (B) - определяется в синем диапазоне;
  • визуальная звездная величина (V) - определяется в видимом диапазоне; кривая спектральной чувствительности выбрана так, чтобы наиболее соответствовать человеческому зрения. Глаз наиболее чувствителен к желто-зеленого света с длиной волны около 555 нм.

Разница (U-B или B-V) между звездными величинами одного и того же объекта в различных полосах показывает его цвет и называется показателем цвета. Чем больше показатель цвета, тем краснее объект.

Есть и другие фотометрические системы, в каждой из которых есть разные полосы и, соответственно, можно измерить различные величины. Например, в старой фотографической системе использовались следующие величины:

  • фотовизуальна звездная величина (m pv) - мера зчорнення изображение объекта на фотопластинке с оранжевым светофильтром;

3. Видимые звездные величины некоторых объектов

Объект m
Солнце -26,73
Полный Месяц -12,92
Вспышка Иридиуму (максимум) -9,50
Венера (максимум) -4,89
Венера (минимум) -3,50
Юпитер (максимум) -2,94
Марс (максимум) -2,91
Меркурий (максимум) -2,45
Юпитер (минимум) -1,61
Сириус (самая яркая звезда неба) -1,47
Канопус (2-я по яркости звезда неба) -0,72
Сатурн (максимум) -0,49
Альфа Центавра совокупная яркость А, В -0,27
Арктур ​​(3-я по яркости звезда неба) -0,05
Альфа Центавра А (4-я по яркости звезда неба) -0,01
Вега (5-я по яркости звезда неба) +0,03
Сатурн (минимум) +1,47
Марс (минимум) +1,84
SN 1987A - сверхновая звезда 1987 года в Большом Магеллановом Облаке +3,03
Туманность Андромеды +3,44
Слабые звезды, которые видны в мегаполисах +3 ... +4
Ганимед - спутник Юпитера, самый большой спутник Солнечной системы (максимум) +4,38
4 Веста (яркий астероид), в максимуме +5,14
Уран (максимум) +5,32
Галактика Треугольника (М33), видимая невооруженным глазом при хорошем небе +5,72
Меркурий (минимум) +5,75
Уран (минимум) +5,95
Найтьмяниши звезды, видимые невооруженным глазом в сельской местности +6,50
Церера (максимум) +6,73
NGC 3031 (М81), видимая невооруженным глазом при идеальном небе +6,90
Найтьмяниши звезды, видимые невооруженным глазом на идеальном небе
( Обсерватория Мауна-Кеа, пустыня Атакама)
+7,72
Нептун (максимум) +7,78
Нептун (минимум) +8,01
Титан - спутник Сатурна, 2-й по размеру спутник Солнечной системы (максимум) +8,10
Проксима Центавра +11,10
Яркий квазар +12,60
Плутон (максимум) +13,65
Макемаке в оппозиции +16,80
Хаумеа в оппозиции +17,27
Эрида в оппозиции +18,70
Слабые звезды, видимые на снимке CCD-детектора на 24 "телескопе
при выдержке в 30 мин
+22
Найтьмяниший объект, доступный на 8-метровом наземном телескопе +27
Найтьмяниший объект, доступный на орбитальном телескопе "Хаббл" +31,5
Найтьмяниший объект, который будет доступен на 42-метровом наземном телескопе +36
Найтьмяниший объект, который будет доступен на орбитальном телескопе OWL
(Запуск планируется 2020 года)
+38



См.. также

Примечания

  1. Миронов А. В. (2005). "Основы астрофотометриы" - astrozone.ru/um/3kurs/photometry/bookpm.pdf. ст. 40 . http://astrozone.ru/um/3kurs/photometry/bookpm.pdf - astrozone.ru/um/3kurs/photometry/bookpm.pdf . Проверено 2012-09-07 . (Рус.)
  2. "SIMBAD Query result: Sirius" - simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id? Ident = sirius. SIMBAD . http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=sirius - simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id? Ident = sirius . Проверено 2010-06-21 . (Англ.)

Литература