Luminozitate absolută aparentă
Mai întâi o încercare de a explica strălucirea aparentă și absolută în termeni practici.
luminozitate aparentă:
Luați o mână de pietricele de diferite dimensiuni. Aruncă piatră după piatră cât poți. Dacă urăști să fii aruncat bine, pietrele sunt la distanțe diferite.
Acum uită-te și compară. Vedeți pietre în dimensiuni aparent diferite. Dar este cea mai mare piatră aparent cu adevărat cea mai mare sau este mai aproape de tine? Ce zici de cea mai mică piatră aparent, este poate cea mai mare piatră și este mai departe?
Rezultatul poveștii: recunoști doar dimensiunea aparentă a pietrelor.
luminozitate absolută:
Acum puteți colecta din nou toate pietrele. Așezați aceste pietre într-un semicerc pe masă. Acum, toate pietrele sunt la aceeași distanță de ochii tăi. Recunoști dimensiunea absolută a pietrelor.
Magnitudine
Termenul de magnitudine provine din cuvântul latin magnitudo și înseamnă mărime.
Așa cum metrul este o măsură a lungimii, tot așa în astronomie magnitudinea este măsura strălucirii tuturor obiectelor cerești.
Aveți grijă însă: luminozitatea este relativă.
În astronomie, se vorbește despre strălucire aparentă și strălucire absolută.
Termenul de magnitudine se aplică în mod egal luminozității aparente și absolute.
Pentru a face diferența între valori, a fost specificată următoarea notație.
Soare - magnitudine aparentă: -26,8 mag sau -26m, 8
Soare - luminozitate absolută: 4,87 Mag sau 4M, 87
strălucirea aparentă
descrie doar cantitatea de lumină dintr-un obiect care ajunge la privitor.
Despre graficul de mai jos: Dacă ne uităm la stele, acestea ne apar cu diferite niveluri de strălucire. Dar nu putem face afirmații despre distanța sau luminozitatea stelelor.
De ce folosim de fapt luminozitatea „aparentă”?
Ei bine, pentru că așa vedem obiectele cerești și putem face comparații. Luminozitatea aparentă oferă, de asemenea, o măsură pentru a le spune semenilor noștri ceva despre obiectele văzute.
Aproximativ 120 î.Hr. Astronomului grec Hipparchus i-a venit ideea de a clasifica stelele.
Hipparchus a împărțit toate stelele vizibile ochiului în șase clase de mărimi (mărimi).
Cele mai strălucitoare stele au primit prima clasă de magnitudine „1 mag”
Stelelor doar vizibile li s-a dat a șasea magnitudine „6 mag”
Când fotografia a fost inventată în secolul al XIX-lea, stelele puteau fi clasificate mai precis. Principiul de bază al Hipparchus a fost păstrat. Cu toate acestea, scara a fost extinsă în sus și în jos. Ca urmare, au apărut și valori negative. Acest sistem este încă în uz astăzi.
Acum devine puțin complicat.
Odată cu avansarea fotografiei, fotometrul a fost, de asemenea, dezvoltat. Este un dispozitiv pentru măsurarea puterii radiante efective a unei surse de lumină în lumina vizibilă (pentru ochi).
Organele simțului uman percep senzațiile în mod logaritmic. Ernst Heinrich Weber a descoperit acest lucru în secolul al XIX-lea. Ochii nu fac excepție.
Exemplu: Dacă privim într-o sursă de lumină cu o putere de radiație măsurată „X” și alături într-o sursă de lumină cu două ori „X”, nu o percepem de două ori mai strălucitoare.
Deci, acum existau două scale de valori. Valorile logaritmice și valorile zecimale.
Măsurătorile între o stea de magnitudinea a 6-a și o stea de magnitudinea 1 au arătat de o sută de ori luminozitatea.
La mijlocul secolului al XIX-lea a fost stabilită următoarea conversie.
Faptul a fost că există o diferență de cinci magnitudini între stelele cu 1 mag și 6 mag. Această diferență este de 100 de ori luminozitatea măsurată.
Deci a fost luată a 5-a rădăcină a 100. Rezultat: 2.5118864315095801110850320677993
Cu acest rezultat, valorile logaritmice (clasele de mărime) pot fi acum convertite în valori zecimale (luminozitatea măsurată).
Diferențe de clasă de mărime = 2,512 x 2,512 = 6,3 x 2,512 = 15,9 x 2,512 = 39,8 etc.
A se vedea, de asemenea, următoarele elemente grafice.
Următorul grafic ar trebui să clarifice din nou modul în care diferența dintre clasa de mărime și măsurarea fotometrică.
Apropo, Telescopul Spațial Hubble poate detecta obiecte cerești de până la 30 mag. Dacă comparăm aceasta cu o stea de 6 mag (abia vizibilă pentru ochi), aceasta corespunde unei diferențe de 24 de clase de mărime. Ceea ce duce la o diferență reală de luminozitate de peste 25 miliarde.
Aceasta înseamnă că Hubble poate detecta obiecte care strălucesc de 25.000.000.000 de ori mai puțin decât obiectele pe care doar le putem vedea cu ochiul liber.
strălucirea absolută
este o măsură pentru obiectele cerești la o distanță imaginară de 10 parsec. (1parsec = 3,26 ani lumină)
Dimensiunile „strălucirii aparente” indică cât de strălucitor vedem obiectele cerești.
Cu toate acestea, pentru a putea compara adevărata luminozitate a obiectelor între ele, avem nevoie de un numitor comun. Aceasta este o poziție imaginară la o distanță de 10 parsec.
De exemplu, să mutăm soarele, steaua Sirius foarte strălucitoare, steaua de nord și steaua Rigel pe această linie.
| Stele | distanţă | aparent strălucire | absolut strălucire (la 10 parsec) | diferență la soare | Luminozitate mai mică- plecat la soare |
| Soare | 150.000.000 km | -26 m, 8 | 4 M, 84 | --- | --- |
| Sirius | 8,6 ani lumină | -1 m, 4 | 1 M, 45 | 3 M, 39 | 23 |
| Steaua Polara | 431 de ani lumină | 2 m, 0 | -3 M, 64 | 8 ochi, 48 | 2.466 |
| Rigel | 770 de ani lumină | 0 m, 2 | -6 M, 69 | 11 M, 53 | 40.926 |
Următorul grafic este destinat să ilustreze cele de mai sus.
Luminozitatea scade odată cu distanța pătrată.
Cum se raportează luminozitatea la distanța observatorului?
Sau de ce stelele strălucesc atât de slab încât avem nevoie de telescoape pentru a le vedea?
Exemple utile:
Oricine a stat vreodată lângă un foc de tabără în frig știe cât de mare este căldura în apropiere. Dar dacă faceți doar un pas sau doi înapoi, căldura radiantă scade enorm.
Mulți șoferi sunt familiarizați cu fenomenul de a fi orbi. Dacă un vehicul se apropie, luminozitatea farurilor crește enorm. Motivul nu este însă faptul că farurile emit brusc mai multă energie.
O stea își radiază energia în toate direcțiile.
Să punem acum o stea în mijlocul unei sfere imaginare.
Să notăm raza sferei cu r1
iar suprafața sferică calculată cu x1
Să presupunem că energia radiată de la stea ar avea valoarea E100 pe suprafața sferei
Să mărim acum sfera cu dubla rază r2
aceasta cvadruplează suprafața sferei x4
Ei bine, energia nu mai este, dar zona iradiată a crescut cu un factor de 4.
Ca urmare, intensitatea radiației pe pătrat a scăzut. Valoarea este acum E 25
Faptul este că:
Când raza unei sfere este dublată, suprafața sferei crește întotdeauna în pătrat și luminozitatea scade în pătrat.
Următoarele grafice ar trebui să clarifice încă o dată acest lucru. Notă: fiecare diamant are aceeași dimensiune.
Cred că acest ultim grafic arată frumos relația dintre distanță, suprafața sferică și luminozitate.