Звездная величина
Каждая из этих звезд имеет определенную величину, позволяющую их увидеть
Звездная величина — числовая безразмерная величина, характеризирующая яркость звезды или другого космического тела по отношению к видимой площади. Другими словами, эта величина отображает количество электромагнитных волн, излучаемых телом, которые регистрируются наблюдателем. Поэтому данная величина зависит от характеристик наблюдаемого объекта и расстояния от наблюдателя до него. Термин охватывает лишь видимый, инфракрасный и ультрафиолетовый спектры электромагнитного излучения.
По отношению к точечным источникам света используют также термин «блеск», а к протяженным – «яркость».
История
Древнегреческий ученый Гиппарх Никейский, который жил на территории Турции во II веке до н. э., считается одним из влиятельнейших астрономов античности. Он составил объемный каталог звезд, первый в Европе, описав расположения более чем тысячи небесных светил. Также Гиппарх ввел такую характеристику как звездная величина. Наблюдая невооруженным глазом за звездами, астроном решил разделить их по яркости на шесть величин, где первая величина – самый яркий объект, а шестая — наиболее тусклый.
В XIX веке, британский астрономом Норман Погсон усовершенствовал шкалу измерений звездных величин. Он расширил диапазон ее значений и ввел логарифмическую зависимость. То есть с повышением звездной величины на единицу, яркость объекта уменьшается в 2.512 раза. Тогда звезда 1-й величины (1 m ) в сто раз ярче, нежели светило 6-й величины (6 m ).
Вега — эталон звездной величины
За эталон небесного светила с нулевой звездной величиной изначально брался блеск Веги, самой яркой точки в созвездии Лиры. Несколько позже было изложено более точное определение объекта нулевой звездной величины – его освещённость должная равняться 2,54·10 −6 люкс, а световой поток в видимом диапазон 10 6 квантов/(см²·с).
Видимая звездная величина
Описанная выше характеристика, которую определил Гиппарх Никейский, впоследствии стала носить название «видимая» или «визуальная». Имеется в виду, что ее можно наблюдать как при помощи человеческих глаз в видимом диапазоне, так и с использованием различных инструментов вроде телескопа, включая ультрафиолетовый и инфракрасный диапазон. Звездная величина созвездия Большой Медведицы равна 2 m . Однако мы знаем, что Вега с нулевым блеском (0 m ) не самая яркая звезда на небосводе (пятая по блеску, третья для наблюдателей с территории СНГ). Поэтому более яркие звезды могут иметь отрицательную звездную величину, к примеру, Сириус (-1.5 m ). Также сегодня известно, что среди небесных светил могут быть не только звезды, но и тела, отражающие свет звезд – планеты, кометы или астероиды. Звездная величина полной Луны составляет −12,7 m .
Абсолютная звездная величина и светимость
Для того чтобы была возможность сравнить истинную яркость космических тел, была разработана такая характеристика как абсолютная звездная величина. Согласно ней вычисляется значение видимой звездной величины объекта, если бы этот объект располагался на за 10 парсек (32,62 световых лет) от Земли. В таком случае отсутствуют зависимость от расстояния до наблюдателя при сравнении различных звезд.
Абсолютная звездная величина для космических объектов в Солнечной системе использует иное расстояние от тела к наблюдателю. А именно 1 астрономическую единицу, при этом, в теории, наблюдатель должен находиться в центре Солнца.
Материалы по теме
Размер Вселенной
Более современной и полезной величиной в астрономии стала «светимость». Эта характеристика определяет полную энергию, которую излучает космическое тело за определенный отрезок времени. Для ее вычисления как раз и служит абсолютная звездная величина.
Спектральная зависимость
Как уже говорилось ранее, звездная величина может быть измерена для различных видов электромагнитного излучения, а потому имеет разные значения для каждого диапазона спектра. Для получения картинки какого-либо космического объекта астрономы могут использовать фотопластинки, которые более чувствительны к высокочастотной части видимого света, и на изображении звезды получаются голубыми. Такая звездная величина называется «фотографической», mPv. Чтобы получилось значение близкое к визуальному («фотовизуальное», mP), фотопластинку покрывают специальной ортохроматической эмульсией и используют желтый светофильтр.
Снимок Солнца через темный светофильтр
Учеными была составлена так называемая фотометрическая система диапазонов, благодаря которой можно определять основные характеристики космических тел, такие как: температура поверхности, степень отражения света (альбедо, не для звезд), степень межзвездного поглощения света и прочие. Для этого производится фотографирование светила в разных спектрах электромагнитного излучения и последующие сравнение результатов. Для фотографии наиболее популярны следующие фильтры: ультрафиолетовый, синий (фотографическая звездная величина) и желтый (близкий к фотовизуальному диапазону).
Фотография с запечатленными энергиями всех диапазонов электромагнитных волн определяет так называемую болометрическую звездную величину (mb). С ее помощью, зная расстояние и степень межзвездного поглощения, астрономы вычисляют светимость космического тела.
Звездные величины некоторых объектов
- Солнце = −26,7 m
- Полная Луна = −12,7 m
- Вспышка Иридиума = −9,5 m . Iridium – это система из 66 спутников, которых движутся по орбите Земли и служат для передачи голоса и прочих данных. Периодически поверхность каждого из трех главных аппаратов отсвечивает солнечный свет в сторону Земли, создавая ярчайшую плавную вспышку на небосводе до 10 секунд.
- Ярчайший взрыв сверхновой, в 1054-м году, вследствие которого, как считается, образовалась Крабовидная туманность = −6,0 m . Если верить записям китайских и арабских астрономов, сверхновую можно было наблюдать целых 23 дня, даже в дневное время невооруженным глазом.
- Венера во время максимума = −4,4 m
- Земля, для наблюдателя на Солнце = −3,84 m
- Марс во (макс.) = −3,0 m
- Юпитер (макс.) = −2,8 m
- МКС (макс.) = −2 m
Трасса Международной космической станции на фоне созвездия Большой Медведицы
- α Центавра = −0,27 m
- Вега = +0,03 m
- Галактика Андромеды = +3,4 m
- Тусклые звезды, которые еще может уловить человеческий глаз = +6 m — +7 m
- Проксима Центавра = +11,1 m
- Ярчайший квазар = +12,6 m
- Объекты, улавливаемые наземными телескопами (8-миметровыми) = +27 m
- Объекты, улавливаемые космическим телескопом Хаббл = +30 m
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Звездная величина» title=»Звездная величина»>
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
О яркости лунного света
Если у тебя спрошено будет: что полезнее, солнце или месяц? -ответствуй: месяц. Ибо солнце светит днем, когда и без того светло; а месяц – ночью…
Конечно же, всем хорошо известно, что Луна не излучает, а лишь отражает солнечный свет. Предмет вдохновения для поэтов, наш спутник, порой, является серьезной помехой для наблюдений комет и слабых объектов далекого космоса. Но насколько яркой на самом деле является наша небесная соседка? Давайте разберемся.
Для этого воспользуемся важной физической величиной, характеризующей отражательную способность небесных тел и прочих предметов – альбедо . Альбедо чаще всего измеряется в процентах и показывает, какую долю падающего излучения тело способно отразить в окружающее пространство.
Так альбедо снега в видимом свете примерно равно 100%. Различные области лунной поверхности отражают свет по-разному: самые светлые участки похожи на белый песок, самые серые – на темные сланцы. Кроме того Луна отражает красный свет эффективней, чем синий и фиолетовый. В среднем, альбедо Луны составляет 7%, как у темных вулканических пород. По отражающей способности можно также сравнить лунную поверхность с асфальтовой дорогой.
А что у нас получится, если мы сравним яркость Луны с яркостью Солнца? Тут следует учесть, что лишь небольшая часть солнечного излучения достигает естественного спутника Земли и результат может показаться несколько неожиданным. Блеск полной Луны в 400 000 раз уступает блеску дневного светила.
Но почему же тогда ночью Луна, особенно вблизи полнолуния, кажется нам очень яркой, почти слепящей? Ответ прост и кроется в особенностях нашего зрения. В темное время суток глаза адаптируются к общему неяркому фону, зрачок расширяется для того, чтобы мы имели возможность хорошо видеть окружающие, освещенные неярким лунным светом предметы.
Здесь вы можете почитать еще что-нибудь интересное, пока мы готовим для вас очередной материал.
Ставьте «Like», оставляйте свои комментарии и подписывайтесь на наш канал «Галактика» , если вам понравилась наша статья.
Источник
Яркость луны звездная величина
Задался вопросом: «Всегда ли Луна ярче, чем другие объекты на ночном небе?»
Давайте рассмотрим подробнее данный вопрос. Луна — объект не постоянный, она меняется: то она есть, то её нет. Шутка:)! Луна сменяет фазы на ночном небе, от этого и яркость её изменяется. Но насколько? Иллюстрация ниже даёт нам понять, что довольно-таки намного:
По оси ординат отложена Видимая звёздная величина (на рис. MAGNITUDE), по оси абсцисс — Фазовый угол* в грудусах (на рис. PHASE ANGLE (DEGREES)) По иллюстрации видно, что при ф.у. в 0 градусов — звёздная величина Луна равна — 12,7, это яркость полной Луны; при ф.у. в 90 градусов видим, что звёздная величина уменьшилась на 2,7 и стала равна, примерно, — 10 — такая звездная величина у Луны в первой четверти (когда она освещена на 50%). При 120 градусах яркость Луны снижается еще на 1 зв. вел. и составляет уже — 9 зв. вел. Но даже при такой яркости Луна всё равно остаётся самым ярким объектом на ночном небе (У Венеры -4.5 зв. вел). Когда Луна только-только появляется над горизонтов (неомения**), она еле видна в виде тонкого серпа, тогда, возможно, она и тусклее Венеры. (Точные данные по зв. вел в неомению я не нашёл).
А теперь возьмём экзотический случай — Лунное затмение. Сразу становится ясно, что Луна сильно теряет в яркости, но тут следует сказать вот что. Во время затмения Венера также может быть видна, особенно в Северном полушарии, где высота ее над горизонтом составит 30 градусов. Соответственно, Луна снова остаётся на втором месте на небе Земли! Иллюстрация показывает падение яркости (в зв. вел) во время полного лунного затмения (частное лунное затмение — не вызывает видимого глазом падения яркости):
На иллюстрации видно, что падение происходит до -2-й звёздной величины, НО, если в этот момент на небе будет Юпитер (-2,8 зв. вел), то он будет первым по яркости объектом на ночном небе (или вторым после Венеры).(Конечно, всё зависит от условий видимости, например, следующее полное лунное затмение будет 10 декабря 2011 года, в этот момент Юпитер тоже будет на ночном небе и его яркость составит -2,6 зв. вел. Прохождение Луны по конусу земной тени будет почти таким же, как на иллюстрации выше (21 декабря 2010 года) из чего следует, что в это время самым ярким объектом на небе, возможно, будет Юпитер.
На иллюстрации слева изображено затмение — 2011, а справа затмение — 2010:
Вывод: Если Вас спрашивают, какой же объект самый яркий на небе после Солнца, то Вы отвечаете, что это Луна, но не всегда.
_________________________________
*угол между лучом света, падающим от Солнца на планету, и лучом, отразившимся от нее в сторону наблюдателя. Иллюстрация, объясняющая понятие фазового угла в астрономии:
**первое появление лунного серпа на небе после новолуния. Неомения происходит не позднее, чем через 3 дня после новолуния. В неомении Луна наблюдается в сумерках за несколько минут до своего захода. На иллюстрация еле виден тонкий серп Луны над ЛЭП. Это и есть неомения.
Источник
Звездные величины.
Неодинаковая яркость (или блеск) различных объектов на небе – наверно первое, что замечает человек при наблюдениях; потому, в связи с этим, ещё давно, возникла необходимость во введении удобной величины, которая позволяла бы классифицировать светила по яркости.
История
Впервые такую величину для своих наблюдений невооружённым глазом применил древнегреческий астроном, автор первого европейского звёздного каталога – Гиппарх. Все звёзды в своём каталоге он классифицировал по яркости, обозначив самые яркие – звёздами 1-ой величины, а самые тусклые – звёздами 6-ой величины.Данная система прижилась, а в середине XIX-го века была усовершенствована до своего современного вида английским астрономом Норманом Погсоном.
Таким образом, получили безразмерную физическую величину, логарифмически связанную с освещённостью, которую создают светила (собственно звёздную величину):
где m1 и m2 звёздные величины светил, а L1 и L2 – освещённости в люксах (лк – единица измерения освещённости в системе СИ), создаваемые этими объектами. Если подставить в левую часть данного уравнения значение m1-m2 = 5, то произведя несложное вычисление, обнаружится, что освещённости в этом случае соотносятся как 1/100, так что разница в блеске на 5 звёздных величин, соответствует разнице в освещённости от объектов в 100 раз.
Продолжая решать эту задачу, извлечём корень 5-ой степени из 100 и мы получим изменение освещённости при разнице в блеске в одну звёздную величину, изменение освещённости составит 2,512 раза.
Это весь основной математический аппарат, необходимый для ориентации в данной шкале яркости.
Шкала звёздных величин
С введением этой системы также нужно было задать начало отсчёта шкалы звёздных величин. Для этого за нулевую звёздную величину (0m), изначально был принят блеск звезды Вега (альфа Лиры). В настоящее же время наиболее точным началом отсчёта является блеск звезды, которая на 0,03m ярче Веги. Однако глаз такую разницу не заметит, так что для визуальных наблюдений – блеск, соответствующий нулевой звёздной величине по-прежнему можно принимать по Веге.
Что ещё важно помнить касаемо данной шкалы – чем меньше звёздная величина, тем ярче объект. К примеру, та же Вега со своим блеском в +0,03 m будет почти в 100 раз ярче звезды с блеском в +5m. Юпитер же со своим максимумом блеска в -2,94m, будет ярче Веги в:
-2,94-0,03 = -2,5*lg(L1/L2)
L1/L2 = 15,42 раз
Можно решить эту задачу и другим способом – просто возведя 2,512 в степень, равную разнице звёздных величин объектов:
Классификация звёздной величины
Теперь, окончательно разобравшись с матчастью, рассмотрим классификацию применяемых в астрономии звёздных величин.
Первая классификация – по спектральной чувствительности приёмника излучения. В этом плане звёздная величина бывает: визуальной (яркость учитывается только в видимом глазу диапазоне спектра); болометрической (яркость учитывается во всём диапазоне спектра, не только видимый свет, а также ультрафиолетовый, инфракрасный и остальные спектры вместе взятые); фотографической (яркость с учётом чувствительности к спектру фотоэлементов).
Сюда же можно отнести и звёздные величины в конкретном участке спектра (например, в диапазоне голубого света, жёлтого, красного или ультрафиолетового излучения).
Соответственно, визуальная звёздная величина предназначена для оценки блеска светил при визуальных наблюдениях; болометрическая – для оценки общего потока всего излучения от светила; а фотографическая и узкополосные величины – для оценки показателей цвета светил в какой-либо фотометрической системе.
Видимая и абсолютная звёздные величины
Второй тип классификации звёздных величин – по количеству зависимых физических параметров. В этом плане звёздная величина может быть – видимой и абсолютной. Видимая звёздная величина – это тот блеск объекта, который глаз (или другой приёмник излучения) воспринимает непосредственно со своего текущего положения в пространстве.
Зависит этот блеск сразу от двух параметров – это мощность излучения светила и расстояние до него. Абсолютная звёздная величина зависит только от мощности излучения и не зависит от расстояния до объекта, поскольку последнее принимается общим для конкретного класса объектов.
Абсолютная звёздная величина для звёзд определяется, как их видимая звёздная величина если бы расстояние до звезды составляло бы 10 парсек (32,616 световых лет). Абсолютная звёздная величина для объектов Солнечной системы определяется как их видимая звёздная величина, если бы они находились на расстоянии в 1 а.е. от Солнца и показывали бы для наблюдателя свою полную фазу, а сам бы наблюдатель при этом также бы находился в 1 а.е. (149,6 млн. км) от объекта (т.е. в центре Солнца).
Абсолютная звёздная величина метеоров определяется как их видимая звёздная величина, если бы они находились от наблюдателя на расстоянии 100 км и в точке зенита.
Применение звёздных величин
Данные классификации могут применяться совместно. Например, абсолютная визуальная звёздная величина Солнца составляет M(v) = +4,83. а абсолютная болометрическая M(bol) = +4,75, поскольку Солнце светит не только в видимом диапазоне спектра. В зависимости от значения температуры фотосферы (видимой поверхности) звезды, а также её принадлежности к классу светимости (главная последовательность, гигант, сверхгигант и т.д.).
Различаются визуальные и болометрические абсолютные звёздные величины звезды. Например, горячие звёзды (спектральные классы B и О) светят в основном в невидимом глазу ультрафиолетовом диапазоне. Так что их болометрический блеск куда сильнее, чем визуальный. То же касается и холодных звёзд (спектральные классы K и М), которые светят преимущественно в инфракрасном диапазоне.
Абсолютная визуальная звёздная величина самых мощных звёзд (гипергиганты и звёзды Вольфа-Райе) порядка -8, -9. Абсолютная болометрическая может доходить до -11, -12 (что соответствует видимой звёздной величине полной Луны).
Мощность излучения (светимость) при этом в миллионы раз превышает мощность излучения Солнца. Видимая визуальная звёздная величина Солнца с орбиты Земли составляет -26,74m; в районе орбиты Нептуна будет -19,36m. Видимая визуальная звёздная величина самой яркой звезды – Сириуса, составляет -1,5m, а абсолютная визуальная звёздная величина данной звезды +1,44, т.е. Сириус почти в 23 раза ярче Солнца в видимом спектре.
Планета Венера на небе всегда ярче всех звёзд (её видимых блеск колеблется в пределах от -3,8m до -4,9m); несколько менее ярок Юпитер (от -1,6m до -2,94m); Марс во время противостояний имеет видимую звёздную величину порядка -2m и ярче. В общем и целом, большинство планет в большинстве случаев являются самыми яркими объектами неба после Солнца и Луны. Поскольку в окрестностях Солнца нет звёзд с большой светимостью.
Добавить комментарий Отменить ответ
Добро пожаловать к нам!
Этот сайт посвящен публикации результатов командной работы нескольких любителей астрономии. Мы описываем практическую часть мира космоса, ведем собственные наблюдения и съемки, пишем статьи, создаем свой собственный контент и делимся им с читателями. На нашем сайте вы можете увидеть результаты всех наших работ.
Источник