Αστρικό μέγεθος. Αστρικά μεγέθη Πώς να μετατρέψετε σε αστρικά μεγέθη

Ακόμη και άνθρωποι μακριά από την αστρονομία γνωρίζουν ότι τα αστέρια έχουν διαφορετική φωτεινότητα. Τα φωτεινότερα αστέρια είναι εύκολα ορατά στον υπερβολικά εκτεθειμένο ουρανό της πόλης, ενώ τα πιο αχνά αστέρια είναι μόλις ορατά κάτω από ιδανικές συνθήκες θέασης.

Για να χαρακτηρίσουν τη φωτεινότητα των άστρων και άλλων ουράνιων σωμάτων (για παράδειγμα, πλανητών, μετεωριτών, του Ήλιου και της Σελήνης), οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια κλίμακα αστρικών μεγεθών.

Φαινόμενο μέγεθος(m; συχνά αποκαλείται απλώς "μέγεθος") υποδεικνύει τη ροή ακτινοβολίας κοντά στον παρατηρητή, δηλαδή την παρατηρούμενη φωτεινότητα της ουράνιας πηγής, η οποία εξαρτάται όχι μόνο από την πραγματική ισχύ ακτινοβολίας του αντικειμένου, αλλά και από την απόσταση από αυτό.

Πρόκειται για ένα αδιάστατο αστρονομικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τον φωτισμό που δημιουργείται από ένα ουράνιο αντικείμενο κοντά στον παρατηρητή.

Φωτισμός– φωτεινή ποσότητα ίση με την αναλογία της φωτεινής ροής που προσπίπτει σε μια μικρή περιοχή της επιφάνειας προς την έκτασή της.
Η μονάδα φωτισμού στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) είναι lux (1 lux = 1 lumen ανά τετραγωνικό μέτρο), σε GHS (εκατοστό-γραμμάριο-δευτερόλεπτο) είναι phot (ένα phot ισούται με 10.000 lux).

Ο φωτισμός είναι ευθέως ανάλογος με τη φωτεινή ένταση της πηγής φωτός. Καθώς η πηγή απομακρύνεται από τη φωτισμένη επιφάνεια, ο φωτισμός της μειώνεται σε αντίστροφη αναλογία με το τετράγωνο της απόστασης (νόμος αντίστροφου τετραγώνου).

Το υποκειμενικά ορατό αστρικό μέγεθος γίνεται αντιληπτό ως φωτεινότητα (για σημειακές πηγές) ή φωτεινότητα (για εκτεταμένες πηγές).

Σε αυτήν την περίπτωση, η φωτεινότητα μιας πηγής υποδεικνύεται συγκρίνοντάς την με τη φωτεινότητα μιας άλλης, που λαμβάνεται ως πρότυπο. Τέτοια πρότυπα συνήθως χρησιμεύουν ως ειδικά επιλεγμένα σταθερά αστέρια.

Το μέγεθος εισήχθη αρχικά ως δείκτης της ορατής φωτεινότητας των αστεριών στην οπτική περιοχή, αλλά αργότερα επεκτάθηκε και σε άλλες περιοχές ακτινοβολίας: υπέρυθρη, υπεριώδης.

Έτσι, το φαινομενικό μέγεθος m ή φωτεινότητα είναι ένα μέτρο του φωτισμού Ε που δημιουργείται από την πηγή στην επιφάνεια κάθετα στις ακτίνες της στο σημείο παρατήρησης.

Ιστορικά, όλα ξεκίνησαν πριν από περισσότερα από 2000 χρόνια, όταν ο αρχαίος Έλληνας αστρονόμος και μαθηματικός Ίππαρχος(2ος αιώνας π.Χ.) χώρισε τα άστρα που είναι ορατά με το μάτι σε 6 μεγέθη.

Ο Ίππαρχος όρισε στα φωτεινότερα αστέρια το πρώτο μέγεθος και στα πιο αμυδρά, ελάχιστα ορατά στο μάτι, στο έκτο, τα υπόλοιπα ήταν ομοιόμορφα κατανεμημένα μεταξύ των ενδιάμεσων μεγεθών. Επιπλέον, ο Ίππαρχος έκανε τη διαίρεση σε αστρικά μεγέθη έτσι ώστε τα αστέρια 1ου μεγέθους να φαίνονται τόσο πιο φωτεινά από τα αστέρια 2ου μεγέθους όσο πιο φωτεινά από τα αστέρια του 3ου μεγέθους κ.λπ. Δηλαδή, από διαβάθμιση σε διαβάθμιση η φωτεινότητα του αστέρια άλλαξαν κατά ένα και το ίδιο μέγεθος.

Όπως αποδείχθηκε αργότερα, η σύνδεση μεταξύ μιας τέτοιας κλίμακας και πραγματικών φυσικών μεγεθών είναι λογαριθμική, καθώς μια αλλαγή στη φωτεινότητα κατά τον ίδιο αριθμό φορών γίνεται αντιληπτή από το μάτι ως αλλαγή κατά το ίδιο ποσό - εμπειρικός ψυχοφυσιολογικός νόμος του Weber-Fechner, σύμφωνα με την οποία η ένταση της αίσθησης είναι ευθέως ανάλογη με τον λογάριθμο της έντασης του ερεθίσματος.

Αυτό οφείλεται στις ιδιαιτερότητες της ανθρώπινης αντίληψης, για παράδειγμα, εάν 1, 2, 4, 8, 16 πανομοιότυπες λάμπες ανάβουν διαδοχικά σε έναν πολυέλαιο, τότε μας φαίνεται ότι ο φωτισμός στο δωμάτιο αυξάνεται συνεχώς κατά το ίδιο ποσό. Δηλαδή, ο αριθμός των λαμπτήρων που ανάβουν θα πρέπει να αυξηθεί ίσες φορές (στο παράδειγμα, δύο φορές) ώστε να μας φαίνεται ότι η αύξηση της φωτεινότητας είναι σταθερή.

Η λογαριθμική εξάρτηση της ισχύος της αίσθησης Ε από τη φυσική ένταση του ερεθίσματος P εκφράζεται με τον τύπο:

E = k log P + a, (1)

όπου k και a είναι ορισμένες σταθερές που καθορίζονται από ένα δεδομένο αισθητηριακό σύστημα.

Στα μέσα του 19ου αιώνα. Ο Άγγλος αστρονόμος Norman Pogson επισημοποίησε την κλίμακα μεγέθους, η οποία έλαβε υπόψη τον ψυχοφυσιολογικό νόμο της όρασης.

Με βάση τα πραγματικά αποτελέσματα παρατήρησης, υπέθεσε ότι

ΕΝΑ ΑΣΤΕΡΙ ΠΡΩΤΟΣ ΜΕΓΕΘΟΣ ΕΙΝΑΙ ΑΚΡΙΒΩΣ 100 ΦΟΡΕΣ ΠΙΟ ΛΑΜΠΕΡΟ ΑΠΟ ΕΝΑ ΑΣΤΕΡΙ ΕΚΤΟΣ ΜΕΓΕΘΟΣ.

Στην περίπτωση αυτή, σύμφωνα με την έκφραση (1), το φαινομενικό μέγεθος καθορίζεται από την ισότητα:

m = -2,5 log E + a, (2)

2,5 – Συντελεστής Pogson, σύμβολο μείον – φόρος τιμής στην ιστορική παράδοση (τα φωτεινότερα αστέρια έχουν μικρότερο, συμπεριλαμβανομένου του αρνητικού, μέγεθος).
α είναι το μηδενικό σημείο της κλίμακας μεγέθους, που καθορίζεται από διεθνή συμφωνία σχετικά με την επιλογή του σημείου βάσης της κλίμακας μέτρησης.

Αν τα Ε 1 και Ε 2 αντιστοιχούν στα μεγέθη m 1 και m 2, τότε από το (2) προκύπτει ότι:

E 2 /E 1 = 10 0,4 (m 1 - m 2) (3)

Μια μείωση του μεγέθους κατά ένα m1 - m2 = 1 οδηγεί σε αύξηση του φωτισμού Ε κατά περίπου 2.512 φορές. Όταν m 1 - m 2 = 5, που αντιστοιχεί στο εύρος από το 1ο έως το 6ο μέγεθος, η αλλαγή του φωτισμού θα είναι E 2 / E 1 = 100.

Ο τύπος του Pogson στην κλασική του μορφήκαθιερώνει μια σχέση μεταξύ των ορατών αστρικών μεγεθών:

m 2 - m 1 = -2,5 (logE 2 - logE 1) (4)

Αυτός ο τύπος σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τη διαφορά στα μεγέθη των άστρων, αλλά όχι τα ίδια μεγέθη.

Για να το χρησιμοποιήσετε για να δημιουργήσετε μια απόλυτη κλίμακα, πρέπει να ορίσετε μηδενικό σημείο– φωτεινότητα, που αντιστοιχεί σε μηδενικό μέγεθος (0 m). Αρχικά, η λάμψη του Vega λήφθηκε ως 0 m. Στη συνέχεια, το μηδενικό σημείο επαναπροσδιορίστηκε, αλλά για οπτικές παρατηρήσεις το Vega μπορεί ακόμα να χρησιμεύσει ως πρότυπο μηδενικού ορατού μεγέθους (σύμφωνα με το σύγχρονο σύστημα, στη ζώνη V του συστήματος UBV, το μέγεθός του είναι +0,03 m, το οποίο δεν διακρίνεται από το μηδέν στο μάτι).

Συνήθως, το σημείο μηδέν της κλίμακας μεγέθους λαμβάνεται υπό όρους με βάση ένα σύνολο αστεριών, η προσεκτική φωτομετρία των οποίων πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους.

Επίσης, ένας καλά καθορισμένος φωτισμός λαμβάνεται ως 0 m, ίσος με την ενεργειακή τιμή E = 2,48 * 10 -8 W/m². Στην πραγματικότητα, είναι ο φωτισμός που καθορίζουν οι αστρονόμοι κατά τις παρατηρήσεις και μόνο τότε μετατρέπεται ειδικά σε αστρικά μεγέθη.

Το κάνουν αυτό όχι μόνο επειδή «είναι πιο συνηθισμένο», αλλά και επειδή το μέγεθος αποδείχθηκε μια πολύ βολική έννοια.

Το μέγεθος αποδείχθηκε μια πολύ βολική ιδέα

Η μέτρηση του φωτισμού σε watt ανά τετραγωνικό μέτρο είναι εξαιρετικά δύσκολη: για τον Ήλιο η τιμή είναι μεγάλη και για αμυδρά τηλεσκοπικά αστέρια είναι πολύ μικρή. Ταυτόχρονα, είναι πολύ πιο εύκολο να λειτουργήσει κανείς με αστρικά μεγέθη, αφού η λογαριθμική κλίμακα είναι εξαιρετικά βολική για την εμφάνιση πολύ μεγάλων εύρους τιμών μεγέθους.

Η επισημοποίηση Pogson έγινε στη συνέχεια η τυπική μέθοδος για την εκτίμηση του αστρικού μεγέθους.

Είναι αλήθεια ότι η σύγχρονη κλίμακα δεν περιορίζεται πλέον σε έξι μεγέθη ή μόνο στο ορατό φως. Τα πολύ φωτεινά αντικείμενα μπορεί να έχουν αρνητικό μέγεθος. Για παράδειγμα, ο Σείριος, το λαμπρότερο αστέρι στην ουράνια σφαίρα, έχει μέγεθος μείον 1,47 m. Η σύγχρονη κλίμακα μας επιτρέπει επίσης να λάβουμε τιμές για τη Σελήνη και τον Ήλιο: η πανσέληνος έχει μέγεθος -12,6 m και ο Ήλιος -26,8 m. Το τροχιακό τηλεσκόπιο Hubble μπορεί να παρατηρήσει αντικείμενα των οποίων η φωτεινότητα είναι περίπου 31,5 m.

Κλίμακα μεγέθους
(η κλίμακα αντιστρέφεται: οι χαμηλότερες τιμές αντιστοιχούν σε φωτεινότερα αντικείμενα)

Φαινόμενα μεγέθη ορισμένων ουράνιων σωμάτων

Κυρ: -26.73
Σελήνη (πανσέληνος): -12,74
Αφροδίτη (στη μέγιστη φωτεινότητα): -4,67
Δίας (στη μέγιστη φωτεινότητα): -2,91
Σείριος: -1,44
Vega: 0,03
Ασθενέστερα αστέρια ορατά με γυμνό μάτι: περίπου 6,0
Ήλιος από απόσταση 100 ετών φωτός: 7.30
Proxima Centauri: 11.05
Φωτεινό κβάζαρ: 12,9
Τα πιο αχνά αντικείμενα που φωτογραφήθηκαν από το τηλεσκόπιο Hubble: 31.5

Οι αστρονόμοι μετρούν τη φωτεινότητα, ή ακριβέστερα, τη λαμπρότητα των αστεριών αστρικά μεγέθη. Ένας μάλλον πρωτότυπος όρος, που εισήχθη τον δεύτερο αιώνα π.Χ. από τον Έλληνα αστρονόμο Ίππαρχο.

Ο Ίππαρχος διαίρεσε τα αστέρια ανάλογα με τη φωτεινότητα σε έξι μοίρες, σε έξι μεγέθη, αποκαλώντας τα φωτεινότερα αστέρια αστέρια του πρώτου μεγέθους και τα πιο αδύναμα, ελάχιστα ορατά στο μάτι, αναφέρονταν στο έκτο μέγεθος. Τα αστέρια μέσης φωτεινότητας κατανεμήθηκαν κατά μέγεθος υποκειμενικά, «με το μάτι», έτσι ώστε τα «βήματα» των αστρικών μεγεθών ήταν περίπου τα ίδια.

Αργότερα αποδείχθηκε ότι υποκειμενικά ομοιόμορφα «βήματα» από το ένα μέγεθος στο επόμενο αντιστοιχούν σε μια εκθετική αύξηση της φυσικής φωτεινότητας (φωτεινή ροή). Με άλλα λόγια, η ορατή λάμψη αυξάνεται επίβήμα και η φυσική φωτεινότητα - Vεπανειλημμένα. Αυτή είναι η ιδιότητα οποιωνδήποτε φυσιολογικών αισθήσεων που υπακούουν στον λογαριθμικό νόμο: η ένταση της αίσθησης είναι ανάλογη με τον λογάριθμο της έντασης του ερεθίσματος.

Είναι ευχάριστο ότι μια διαφορά 5 αστρικών μονάδων (που συμβολίζονται 5 m) αντιστοιχεί σε εκατονταπλάσια αλλαγή στη φωτεινή ροή. Κατά συνέπεια, ένα μέγεθος είναι μια αλλαγή στη φωτεινή ροή περίπου δυόμισι φορές. Το αστέρι Vega επιλέχθηκε για μηδενικό μέγεθος, αλλά τα φωτεινότερα αστέρια δεν χωρούσαν στην κλίμακα και έχουν αρνητικό μέγεθος: ο Σείριος, ο Κάνωπος, ο Άλφα Κένταυρος και ο Αρκτούρος.

Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος, δηλαδή όσο πιο αμυδρά είναι τα αστέρια, τόσο περισσότερα είναι. Η ανάλυση του Καταλόγου Φωτεινών Αστέρων, που περιλαμβάνει όλα τα αστέρια φωτεινότερα από 6,5 m, δίνει μια καλή σχέση: με αύξηση κατά ένα μέγεθος, ο αριθμός των αστεριών αυξάνεται κατά 3 φορές. Παρακαλώ σημειώστε: μια εκθετική εξάρτηση εμφανίζεται και εδώ! Πολλές διαδικασίες στη φύση περιγράφονται με εκθετικές τιμές.

Για να δείτε αυτήν την εκθετική σχέση, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε γραφήματα με λογαριθμική κλίμακα, κάτι που κάνω στο δεύτερο σχήμα. Εκεί προστέθηκαν επίσης τα αστέρια του καταλόγου Almagest του Πτολεμαίου (2ος αιώνας μ.Χ.), του παλαιότερου σωζόμενου καταλόγου, και του καταλόγου Ugulbek. Σε αυτά, τα αστρικά μεγέθη προσδιορίζονται με την ιππαρχιανή μέθοδο "με το μάτι". Ωστόσο, είναι σαφές ότι είναι, σε γενικές γραμμές, συνεπείς με τις σύγχρονες. Η περίσσεια μεγέθους 3 και 4 αστέρων εξηγείται από μια υπερεκτίμηση της φωτεινότητας των αμυδρά αστεριών. Επιπλέον, είναι ξεκάθαρα ορατό ότι οι αρχαίοι αστρονόμοι παρέλειψαν έναν τεράστιο αριθμό από τα πιο αμυδρά αστέρια 5ου και 6ου μεγέθους.

Περιγραφή

×

Περιγραφή του πίνακα

Τραπέζιπεριλαμβάνει τον αριθμό των αστεριών φωτεινότερων από ένα ορισμένο μέγεθος.

Αστρικό μέγεθος Περιοριστικό αστρικό μέγεθος. Κατάλογος Φωτεινών Αστέρων Ο αριθμός των αστεριών φωτεινότερων από το καθορισμένο μέγεθος από τον Κατάλογο φωτεινών αστεριών. Almagest Ο αριθμός των αστεριών φωτεινότερων από το υποδεικνυόμενο μέγεθος από τον κατάλογο Almagest. Ulugbek Ο αριθμός των αστεριών φωτεινότερων από το καθορισμένο μέγεθος από τον κατάλογο Ulugbek.

Πρώτο γράφημαδείχνει την εξάρτηση του αριθμού των αστεριών φωτεινότερων από το μέγεθος από το μέγεθος.

Δεύτερο γράφημαδείχνει την εξάρτηση του αριθμού των αστεριών φωτεινότερων από το μέγεθος από το μέγεθος στη λογαριθμική κλίμακα για διάφορους καταλόγους.

Με γυμνό μάτι με ένα τηλεσκόπιο, ο έναστρος ουρανός εμφανίζεται ως μια διασπορά φωτεινών σημείων, έχοντας διαφορετική φωτεινότητα. Φαινόμενη φωτεινότητα του αστεριού, είτε, αυτός ο φωτισμός, που δημιουργείται από την ακτινοβολία ενός αστεριού στην επιφάνεια του δέκτη (για παράδειγμα, στον αμφιβληστροειδή, στο ευαίσθητο στρώμα της φωτογραφικής πλάκας κ.λπ.. Π . ), οι αστρονόμοι υπολογίζουν με κάποια αριθμητική παράμετρο, που ονομάζεται φαινόμενο μέγεθος m. Η κλίμακα των ορατών μεγεθών βασίζεται στον πειραματικό νόμο Weber-Fechner: εάν E είναι ο φωτισμός μιας περιοχής, dE είναι η αλλαγή στον φωτισμό αυτής της περιοχής και dP είναι η αλλαγή στην αίσθηση του φωτός, τότε η ακόλουθη σχέση είναι έγκυρο:

ρε Π~ δ μι/μι (1)

εκείνοι. η αλλαγή στην οπτική αίσθηση δεν εξαρτάται απλώς από την αλλαγή του φωτισμού, αλλά από την αναλογία της αλλαγής στον φωτισμό προς τον φωτισμό. Ο νόμος Weber-Fechner μπορεί να διατυπωθεί ως εξής:

Εάν ο ερεθισμός αυξάνεται στη γεωμετρική πρόοδο, τότε η αίσθηση αλλάζει σε αριθμητική πρόοδο.

Από το (1) προκύπτει:

P ~ lgE. (2)

Η σχέση (2) αποτελεί τη βάση της σύνδεσης με τη φωτομετρική φυσική κλίμακα για την εκτίμηση της φωτεινότητας, της φωτεινότητας και της έντασης.

Η φωτεινότητα («λαμπρότητα») των αστρονομικών αντικειμένων (τόσο εκτεταμένων όσο και σημειακών) μετράται σε μια κλίμακα «αστρικού μεγέθους». Ο όρος «αστρικό μέγεθος» είναι ένας φόρος τιμής στην ακτινοβολία, δηλ. Όσο πιο φωτεινό είναι το παρατηρούμενο αντικείμενο (σημείο), τόσο μεγαλύτερο φαίνεται στον παρατηρητή. Αυστηρά μιλώντας, «ακτινοβολία» είναι η απομάκρυνση των ορατών διαστάσεων του παρατηρούμενου σώματος πέρα ​​από τα όρια του πραγματικού (γωνιακού) μεγέθους του.

Το φαινομενικό μέγεθος m είναι μια αριθμητική έκφραση της οπτικής αίσθησης κατά την παρατήρηση ακτινοβολούμενων αστρονομικών αντικειμένων. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τον νόμο Weber-Fechner (1):

Dm ~ dE/E, m ~ logE. (3)

Η πρακτική των αστρονομικών παρατηρήσεων έχει δείξει ότι η σχέση μεταξύ m και lgE είναι γραμμική, δηλ.

m = a + b × lgE. (4)

Το μάτι είναι σχετικός δέκτης ακτινοβολίας, δηλ. είναι σε θέση να εκτιμήσει τα φωτομετρικά χαρακτηριστικά μιας πηγής μόνο σε σύγκριση με μια άλλη πηγή ακτινοβολίας. Τότε, όταν παρατηρούμε δύο αστέρια, έχουμε:

m 1 = a + b × lgE 1,

m 2 = a + b × lgE 2,

ή

M 1 - m 2 = b × (logE 1 - logE 2) = b × log (E 1 /E 2). (5)

Τον 19ο αιώνα Αφού μελέτησε τις πιθανές τιμές του συντελεστή "b", ο Pogson πρότεινε να θεωρηθεί b = -2,512. Η έκφραση (5) μπορεί να ξαναγραφτεί ως εξής:

m 1 - m 2 = - 2.512 × log(E 1 /E 2), (6)

ή

log(E 1 /E 2) = 0,4 × (m 2 - m 1). (7)

Ο τύπος (7) είναι ο τύπος του Pogson.

Ας πάρουμε ως μονάδα φωτισμού Ε τον φωτισμό ενός αστέρα του οποίου το φαινόμενο μέγεθος m = 0 m. Στη συνέχεια, από το (6) παίρνουμε τη σύνδεση μεταξύ E και m:

m = - 2,512 × logE. (8)

Φαινόμενο μέγεθοςm είναι ο δεκαδικός λογάριθμος του φωτισμού Ε που δημιουργείται από το φωτιστικό στο σημείο παρατήρησης σε επίπεδο κάθετο προς την κατεύθυνση της ακτινοβολίας, πολλαπλασιαζόμενο επί -2,512.

Αν E = 1, τότε από (4): a = m, δηλ. a είναι η φαινομενική μονάδα μεγέθους του φωτισμού.

Έτσι, εάν το παρατηρούμενο φωτιστικό δημιουργεί φωτισμό E = στον δέκτη ακτινοβολίας, τότε a = -14 m 18 (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η ατμόσφαιρα) ή a = -13 m 89 (λαμβάνοντας υπόψη την ατμόσφαιρα, δηλ. "εξω-ατμοσφαιρικό" τιμή της μονάδας φωτισμού) .

Η κλίμακα του φαινομένου μεγέθους βαθμονομείται ως εξής, Τι , εάν η φωτεινότητα δύο αστεριών (φωτισμός, που δημιουργούνται από αυτά τα σήματα στον δέκτη ακτινοβολίας) διαφέρουν κατά 2. 512 φορές, τότε τα φαινόμενα μεγέθη τους διαφέρουν κατά ένα, και το φωτεινότερο έχει μικρότερη τιμή m. Τα φαινόμενα μεγέθη m μπορεί να είναι αρνητικά ή θετικά, ακέραιοι ή κλάσματα. Τα φωτεινότερα αντικείμενα στον ουρανό έχουν αρνητικό φαινόμενο μέγεθος: για παράδειγμα, για τον Ήλιο m ⊙ = -26 m .5. Τα πιο αδύναμα αντικείμενα, που μπορεί να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια, εξοπλισμένο με τους πιο ευαίσθητους δέκτες ακτινοβολίας, έχουν m =+25 m ÷+30 μ. Από τη σχέση Pogson προκύπτει, ότι η φαινομενική φωτεινότητα του Ήλιου είναι περίπου 10 22 φορές μεγαλύτερη από τη φωτεινότητα των αστεριών που είναι προσβάσιμα στο όριο των μεγαλύτερων τηλεσκοπίων.

Η κλίμακα του φαινομένου μεγέθους εισήχθη από τον Ίππαρχο ( II V. ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ.). Το φαινομενικό μέγεθος m σε καμία περίπτωση δεν σχετίζεται με το ορατό, ούτε με το πραγματικό μέγεθος (διάμετρο) του αστεριού. Εξάλλου, συγκρίνοντας τα φαινομενικά μεγέθη δύο αστέρων, δεν μπορούμε να πούμε τίποτα για τις διαφορές στην πραγματικότητα αυτών των αστεριών. Τα αστέρια διαφέρουν μεταξύ τους σε διάμετρο και, ως εκ τούτου , με ακτινοβολία επιφάνειας, από τη θερμοκρασία της επιφάνειας, τελικά , μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές αποστάσεις από τον παρατηρητή. Ένας δροσερός νάνος με αμελητέα ισχύ ακτινοβολίας, αλλά βρίσκεται κοντά στον Ήλιο, μπορεί να έχει την ίδια φαινομενική φωτεινότητα, σαν καυτός γίγαντας, μακριά από εμάς σε μεγάλη απόσταση. Αυτό υπονοεί , αυτή η γνώση αποστάσεις από αστέρια καιείναι θεμελιώδους σημασίας για την εκτίμηση των πραγματικών φυσικών παραμέτρων των άστρων και, ως εκ τούτου , για την κατανόηση των φυσικών διεργασιών, συμβαίνει στον κόσμο των αστεριών.

Ως δώρο θα λάβετε μια κάρτα που θα φαίνεται
πού ακριβώς μπορείτε να δείτε το αστέρι σας στον ουρανό!

Μεγέθη

Αξίζει αμέσως να σημειωθεί ότι η λάμψη των ουράνιων σωμάτων, δηλαδή των αστεριών, εξακολουθεί να εκφράζεται σε ειδικούς, θα λέγαμε, ιστορικά καθιερωμένους δείκτες, δηλαδή «αστρικά μεγέθη». Η εμφάνιση και η προέλευση αυτού του συστήματος αριθμών σχετίζεται άμεσα με την ιδιαιτερότητα της ανθρώπινης όρασης: εάν η ισχύς της πηγής φωτός αλλάζει στη γεωμετρική πρόοδο, τότε η αίσθηση μας από αυτήν είναι μόνο στην αριθμητική πρόοδο. Πριν από αρκετούς αιώνες, ο Έλληνας αστρονόμος Ίππαρχος (πριν από το 161 - μετά το 126 π.Χ.) μπόρεσε να διαιρέσει όλα τα αστέρια που είναι ορατά με το ανθρώπινο μάτι σε 6 κατηγορίες, κατανέμοντάς τα κατά φωτεινότητα. Ονόμασε τα φωτεινότερα αστέρια αστέρια 1ου μεγέθους, ενώ τα πιο αμυδρά αστέρια 6ου μεγέθους. Λίγο αργότερα, οι μετρήσεις μπόρεσαν να δείξουν ότι οι ροές φωτός που προέρχονται από αστέρια 1ου μεγέθους είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερες από τις ροές φωτός από αστέρια 6ου μεγέθους, σύμφωνα με το έργο του Ίππαρχου.

Για ακριβέστερο προσδιορισμό, υποτέθηκε ότι η διαφορά των 5 μεγεθών αντιστοιχεί ακριβώς στην αναλογία των φωτεινών ροών σε αναλογία 1:100. Τώρα μπορούμε να πούμε με σιγουριά ότι η διαφορά στη φωτεινότητα κατά 1 μέγεθος αντιστοιχεί πλήρως στον λόγο φωτεινότητας. Μέχρι σήμερα, αυτό το σύστημα ταξινόμησης των ουράνιων σωμάτων έχει βελτιωθεί σημαντικά, μετά από το οποίο έγιναν ορισμένες αλλαγές σε αυτό, ολοκληρώνοντας έτσι τα έργα του αρχαίου επιστήμονα. Για παράδειγμα: ένα αστέρι πρώτου μεγέθους είναι 2.512 φορές φωτεινότερο από ένα αστέρι 2ου μεγέθους, το οποίο με τη σειρά του είναι 2.512 φορές φωτεινότερο από ένα αστέρι 3ου μεγέθους κ.ο.κ. Αυτή η κλίμακα είναι πολύ καθολική και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκφράσει τον φωτισμό που δημιουργείται στην επιφάνεια της Γης από οποιονδήποτε τύπο πηγής φωτός.

Αλλά για μια πλήρη σύγκριση των άστρων, σύμφωνα με την πραγματική «φωτεινότητά» τους, χρησιμοποιείται το «απόλυτο μέγεθος», το οποίο είναι το φαινομενικό μέγεθος που θα είχε ένα δεδομένο αστέρι εάν τοποθετηθεί σε τυπική απόσταση από τη Γη 10 pc. Εάν ένα αστέρι έχει παράλλαξη p και φαινόμενο μέγεθος m, τότε το απόλυτο μέγεθός του M θα υπολογιστεί με τον τύπο. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι μπορούμε ακόμη και να περιγράψουμε την ακτινοβολία του άστρου μας χρησιμοποιώντας αστρικά μεγέθη, και σε διαφορετικές περιοχές του φάσματος του. Για παράδειγμα, το οπτικό μέγεθος (mv) θα εκφράζει τη φωτεινότητα ενός αστεριού στην κιτρινοπράσινη περιοχή του φάσματος του, το φωτογραφικό μέγεθος (mp) - με μπλε χρώμα, κ.λπ. Η διακύμανση μεταξύ οπτικών και φωτογραφικών τιμών χρώματος ονομάζεται «δείκτης χρώματος», ο οποίος σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία και το φάσμα του αστεριού.

Φαινομενικό μέγεθος (εφεξής m· πολύ συχνά ονομάζεται απλώς «αστρικό μέγεθος») αυτός ο δείκτης καθορίζει τη ροή της ακτινοβολίας κοντά στο αντικείμενο που παρατηρούμε, δηλαδή την παρατηρούμενη φωτεινότητα της ουράνιας πηγής μας, η οποία άμεσα δεν εξαρτάται μόνο στην πραγματική ισχύ ακτινοβολίας, το αντικείμενο μας, αλλά και στην απόσταση από τη θέση του. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι η κλίμακα των ορατών αστρικών μεγεθών προέρχεται από τον πρώτο κατάλογο αστεριών του Ίππαρχου (πριν από το 161 περ. 126 π.Χ.), στον οποίο ελήφθησαν υπόψη όλα τα αστέρια που είναι ορατά με το ανθρώπινο μάτι και μετά χωρίστηκαν σε έξι τάξεις ανάλογα με τη φωτεινότητά τους

Για παράδειγμα, η φωτεινότητα των αστεριών της Άρκτου Άρκτου είναι περίπου 2 μέτρα, ενώ τα αστέρια του Βέγκα είναι περίπου 0 μέτρα. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό, για ιδιαίτερα φωτεινά ουράνια σώματα, η τιμή του μεγέθους μπορεί να είναι αρνητική, για παράδειγμα: ο Σείριος είναι περίπου -1,5 m (που σημαίνει ότι η ροή φωτός που εκπέμπεται από αυτόν είναι 4 φορές μεγαλύτερη από ό,τι από το Vega), ενώ η Η φωτεινότητα της Αφροδίτης για αρκετές ημέρες το χρόνο μπορεί να φτάσει έως και -5 μέτρα (οι ροές φωτός είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερες από αυτές του Vega). Αξίζει να τονιστεί ότι το ορατό μέγεθος μπορεί να μετρηθεί όχι μόνο με τηλεσκόπιο, αλλά και με γυμνό μάτι, στο οπτικό εύρος του φάσματος και σε άλλα (φωτογραφικά, UV, IR). Σε αυτή την περίπτωση, το φαινομενικό μέγεθος δεν θα έχει καμία σχέση ειδικά με το ανθρώπινο μάτι.

Ένα αστέρι - στο οποίο λαμβάνουν χώρα ή θα πραγματοποιηθούν θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. ΑΛΛΑ πιο συχνά, αστέρια είναι εκείνα τα ουράνια σώματα στα οποία ήδη λαμβάνουν χώρα θερμοπυρηνικές αντιδράσεις.
Για παράδειγμα, μπορούμε να πάρουμε τον Ήλιο μας, που είναι ένα τυπικό αστέρι της φασματικής τάξης G. Τα αστέρια είναι ογκώδεις φωτεινές μπάλες πλάσματος-αερίου. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι σχηματίζονται από περιβάλλον αερίου-σκόνης, το οποίο προκύπτει ως αποτέλεσμα της βαρυτικής συμπίεσης. Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η θερμοκρασία της ύλης στο εσωτερικό ενός άστρου μπορεί να μετρηθεί σε εκατομμύρια Κέλβιν, ενώ στην επιφάνειά τους μπορεί να μετρηθεί σε χιλιάδες Κέλβιν, που είναι αρκετές δεκάδες φορές χαμηλότερη. Η ενέργεια της συντριπτικής πλειονότητας των αστεριών απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα θερμοπυρηνικών αντιδράσεων που μετατρέπουν το υδρογόνο σε ήλιο, οι οποίες συμβαίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες στις εσωτερικές περιοχές των αστεριών. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι οι επιστήμονες συχνά αποκαλούν τα αστέρια τα κύρια σώματα του Σύμπαντος μας, καθώς περιέχουν ολόκληρο το μεγαλύτερο μέρος της φωτεινής ύλης στη φύση. Είναι επίσης αξιοσημείωτο ότι τα αστέρια έχουν αρνητική θερμοχωρητικότητα. Το πλησιέστερο αστέρι στον Ήλιο είναι ένα ελάχιστα γνωστό αστέρι, ο Proxima Centauri. Το οποίο βρίσκεται 4,2 έτη φωτός από το κέντρο του Ηλιακού Συστήματος (4,2 έτη φωτός = 39 ΜΜ = 39 τρισεκατομμύρια χλμ = 3,9 1013 χλμ.).