что означает отрицательная звездная величина

Звёздная величина (из Википедии)

Современное понятие видимой звёздной величины сделано таким, чтобы оно соответствовало величинам, приписанным звёздам древнегреческим астрономом Гиппархом во II веке до н. э. Гиппарх разделил все звёзды на шесть величин. Самые яркие он назвал звёздами первой величины, самые тусклые — звёздами шестой величины. Промежуточные величины он распределил равномерно между оставшимися звёздами.

Видимая звёздная величина зависит не только от того, сколько света излучает объект, но и от того, на каком расстоянии от наблюдателя он находится. Видимая звёздная величина считается единицей измерения блеска звезды, причём чем блеск больше, тем величина меньше, и наоборот.

В 1856 году Н. Погсон предложил формализацию шкалы звёздных величин. Видимая звёздная величина определяется по формуле:

где I — световой поток от объекта, C — постоянная.

Поскольку данная шкала относительная, то её нуль-пункт (0 m ) определяют как яркость такой звезды, у которой световой поток равен 10³ квантов /(см²·с·Å) в зелёном свете (шкала UBV) или 10 6 квантов /(см²·с·Å) во всём видимом диапазоне света. Звезда 0 m за пределами земной атмосферы создаёт освещённость в 2,54·10 −6 люкс.

Шкала звёздных величин является логарифмической, поскольку изменение яркости в одинаковое число раз воспринимается как одинаковое (закон Вебера — Фехнера). Кроме того, поскольку Гиппарх решил, что величина тем меньше, чем звезда ярче, то в формуле присутствует знак минус.

Следующие два свойства помогают пользоваться видимыми звёздными величинами на практике:

В наши дни видимая звёздная величина используется не только для звёзд, но и для других объектов, например, для Луны и Солнца и планет. Поскольку они могут быть ярче самой яркой звезды, то у них может быть отрицательная видимая звёздная величина.

Видимая звёздная величина зависит от спектральной чувствительности приёмника излучения (глаза, фотоэлектрического детектора, фотопластинки и т. п.)

Разности звёздных величин одного объекта в разных диапазонах U−B и B−V являются интегральными показателями цвета объекта, чем они больше, тем более красным является объект.

абсолютная

Абсолютная звёздная величина (M) определяется как видимая звёздная величина объекта, если бы он был расположен на расстоянии 10 парсек от наблюдателя. Абсолютная болометрическая звёздная величина Солнца +4,7. Если известна видимая звёздная величина и расстояние до объекта, можно вычислить абсолютную звёздную величину по формуле:

Соответственно, если известны видимая и абсолютная звёздные величины, можно вычислить расстояние по формуле

Абсолютная звёздная величина связана со светимостью следующим соотношением: где и — светимость и абсолютная звёздная величина Солнца.

Звёздные величины некоторых объектов

Солнце с разных расстояний

Источник

Что означает отрицательная звездная величина

Яркость со знаком минус. Звездная величина

О существовании такой категории, как звездная величина, слышали практически все. Но не все знают, что это понятие таит в себе множество сюрпризов. К примеру, существуют звезды с отрицательной звездной величиной, и это отнюдь не самые тусклые объекты во Вселенной. Наше Солнце тоже относится к таким объектам, его звездная величина составляет –27. Давайте разберемся, что такое звездная величина и почему самые яркие звезды получили отрицательное значение.

Впервые делить звезды на классы по яркости придумал древнегреческий математик и астроном Гиппарх. Он рассудил так: самые яркие звезды будут называться звездами первой величины, те, что немного тусклее, — второй и так далее. В те времена считалось, что звезды располагаются на небесном своде на одинаковом расстоянии от Земли, а ярче светят те, что больше. Поэтому яркость и назвали звездной величиной.

По мере развития астрономии шкала светимости несколько раз пересматривалась. В итоге за нулевую звездную величину был принят блеск Веги. Те звезды, что светят ярче, обозначили отрицательными значениями; те, что слабее, — положительными.

Звездная величина относится не только к звездам, но и к любым другим небесным телам. Например, величина Венеры –4, Марса –3, Луны в полнолуние –13. Если посмотреть на Землю с Солнца, то ее звездная величина будет –3,84. Известна даже звездная величина Международной космической станции (–4).

Звезды Большой Медведицы имеют среднюю величину +2. Объекты, которые не видны невооруженным глазом, но обнаруживаются с помощью обычного телескопа, имеют звездную величину около +10. Самые мощные оптические приборы позволяют увидеть звезды с величиной +30 и более.

Хотел бы я знать, зачем звезды светятся… Наверно, затем, чтобы рано или поздно каждый мог вновь отыскать свою.

Источник

Что характеризует звездная величина?

Звездной величиной называют физическую единицу измерения светимости небесных объектов.

Первую попытку классифицировать (занести в каталог) звезды на основании их светимости предпринял греческий астроном Гиппарх Никейский во II веке до нашей эры.

Его работу продолжил во II веке нашей эры Клавдий Птолемей.

Они разделили звезды на 6 классов. Самые яркие назвали звездами 1-й звездной величины, а 6-ю звездную величину присвоили звездам, еле видимым невооруженным глазом. Приблизительность в делении звезд на классы светимости была преодолена в середине XIX века английским астрономом Норманом Погсоном.

Заметив, что разница в светимости между соседними классами составляет примерно 2,5 раза (например, звезда 3-й звездной величины приблизительно в 2,5 раза ярче звезды 4-й звездной величины), а между звездами 1-й и 6-й звездной величины, которые различаются на 5 звездных величин, существует соотношение светимостей 100: 1, Погсон установил шкалу звездных величин, по которой соотношение между соседними классами составляет 2,512: 1 (2,512 является корнем пятой степени из 100).

Таким образом, была сохранена прежняя классификация, получившая при этом математическое обоснование.

Со временем аппаратура стала совершеннее и появилась возможность измерять светимость звезд более точно: до десятых, а затем и сотых долей звездной величины.

У ярких звезд звездная величина составляет, например: для Денеба 1,25; Альдебарана 0,85; Веги 0,04. По этой шкале у самых ярких звезд звездная величина имеет отрицательное значение: Сириус —1,46; Канопус —0,72; Арктур —0,04.

Термином «звездная величина» обозначают также светимость таких диффузных объектов, как туманности и галактики (в этом случае «звездная величина» берется в целом для всей поверхности объекта).

Источник

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

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», m_Pv. Чтобы получилось значение близкое к визуальному («фотовизуальное», m_P), 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 (m_b). С ее помощью, зная расстояние и степень межзвездного поглощения, астрономы вычисляют светимость космического тела.

Звездные величины некоторых объектов

Трасса Международной космической станции на фоне созвездия Большой Медведицы

Источник

Звёздная величина бывает отрицательной: 12 самых ярких объектов в Солнечной системе

Яркость космических тел принято измерять звездной величиной: чем ярче объект, тем меньшее ее число. При этом единица не означает максимальную яркость — более светлые звезды и планеты определяются значением с отрицательным знаком. Чаще под понятием звездной величины подразумевают именно видимую — в данном случае измеряется не яркость света, испускаемого самим объектом, а его свечение, воспринимаемое наблюдателем с Земли. Эти значения будут использоваться далее: дюжина самых ярких объектов в Солнечной системе представлены в порядке возрастания интенсивности свечения.

12 место: Уран

Это — седьмая планета от Солнца. Она обладает зелено-голубым свечением со звездной величиной 5,6. При определенных условиях ее даже можно увидеть невооруженным глазом. Но это — скорее, теоретическая возможность, поскольку планету трудно найти на небе. Ее местоположение проще определить относительно других объектов — например, Марса. Рассмотреть Уран без дополнительной оптики получится только в том случае, если сначала обнаружить его с помощью телескопа.

11 место: Европа

Спутник Юпитера. Небесное тело во многих отношениях привлекательно для исследователей: к примеру, оно полностью покрыто льдом, под которым может быть океан и даже жизнь. Еще одна особенность ледяного покрова — неплохая отражательная способность, которая дает Европе свечение в 5,2 звездной величины.

10 место: Веста

Вот он — единственный астероид, который попал в список самых ярких тел Солнечной системы. Это — второй по размерам астероид, который уступает диаметром только Церере. Его звездная величина меняется, в зависимости от удаленности от Земли: при максимальном приближении к планете она составляет 5,1. В отличие от спутников Юпитера, рядом с астероидом нет светящихся объектов, поэтому его можно различить невооруженным глазом — опять же, только при максимальном приближении и в ясную ночь. Минимальное расстояние от Земли до Весты — 177 миллионов километров — в очередной раз он будет на такой дистанции в марте 2021 года.

9 место: Ио

Один из многочисленных спутников Юпитера. Наряду с Ганимедом, Европой и Калисто был открыт Галилео Галилеем еще в начале XVII века, поэтому его называют галилеевым спутником. Он немного больше земной Луны и отличается высокой вулканической активностью. На этом спутнике порядка 400 вулканов, 150 из которых действующие, — это еще немного прибавляет яркости. Значение свечения Ио примерно равно 5. Но в свете Юпитера разглядеть его непросто — для наблюдения понадобится хотя бы небольшой телескоп.

8 место: Ганимед

Еще один галилеевый спутник Юпитера. О существовании этого небесного тела астроном узнал с помощью первого в мире телескопа: без оптики увидеть его просто невозможно. В телескопе небольшой мощности Ганимед на фоне Юпитера похож на точку. Тем не менее, его свечение относительно велико — оно составляет 4,6 звездной величины.

7 место: Сатурн

Газовый гигант, известный своими многочисленными кольцами, которые во многом состоят из кусков льда. Наблюдать за ним через телескоп — одно удовольствие: выглядит здорово. Но увидеть его можно и без оптики: кольца невооруженный глаз не различит, но золотистое свечение заметит — его звездная величина достигает значения 0,7 и превышает яркость многих звезд, наблюдаемых с Земли. Также Сатурн хорошо виден без телескопа, поскольку он появляется на небе глубокой ночью, и его яркость контрастирует с темнотой.

6 место: Меркурий

Свечение Меркурия достигает -1,9 звездной величины — эта планета испускает свет с большей интенсивностью, чем самая яркая звезда в нашем небе — Сириус (-1,4 звездной величины). Правда, это значение меняется, в зависимости от расстояния до Земли. Меркурий относительно небольшой и находится ближе всех к Солнцу, поэтому связан с ним больше других планет. Его можно наблюдать невооруженным глазом сразу после заката или перед восходом. Без оптики за Меркурием наблюдают в сумерках, поэтому на небе он еле различим.

5 место: Юпитер

Самая большая планета Солнечной системы — так называемый, газовый гигант, который полностью состоит из… газа. Некоторые думают, что это — самая яркая планета поблизости, но данное мнение ошибочно. Юпитер от Земли находится дальше, чем Марс и Венера, поэтому самая близкая к нам планета всегда ярче его (Марс превосходит его свечение во время противостояний). Кстати, в отличие от последнего, яркость Юпитера не меняется и всегда равна -2,8. Да, в отличие от Венеры, Юпитер также не привязан к восходам и закатам и всегда доступен для наблюдения.

4 место: Марс

Красная планета — вторая по близости к Земле после Венеры. Его свечение также не одинаково и достигает максимальной величины в -2,9 звездной величины. Как и другие планеты, находящиеся дальше от Солнца, Марс испускает больше всего света во время своего противостояния: когда подлетает к Земле ближе всего и находится на условной линии с ней и Солнцем — это происходит раз в два года. А раз в 15–17 лет случается великое противостояние, когда Марс приближается к Земле ближе, чем на 60 миллионов километров — это в последний раз происходило три года назад.

В 2020-м Марс приближался к Земле на 62 миллиона километров и на протяжении месяца был особенно ярким. Максимально же Марс удаляется от нас примерно на 400 миллионов километров — в это время он находится на противоположной стороне Солнечной системы, и его свечение становится довольно тусклым. Значительные изменения яркости этой планеты объясняются еще и тем, что она меньше Земли, и качество ее наблюдения сильно зависит от расстояния.

3 место: Венера

Ближайшая к Земле планета, свечение которой может достигать звездной величины в -4,7. Она находится ближе к Солнцу и отличается толстым облачным покровом — именно поэтому у нее очень высокая отражающая способность. При определенных условиях Венеру можно увидеть в телескоп даже при дневном свете — ну, если знать, куда смотреть, конечно. Сразу после заката солнца и перед его восходом планету можно наблюдать невооруженным глазом, поэтому в народе ее еще называют вечерней или утренней звездой.

Увидеть Венеру можно не всегда — все зависит от фаз (насколько далеко планета находится от Земли в то или иное время). К примеру, в конце 2020 года она была видна перед восходом солнца, потом на несколько месяцев стала недоступной для наблюдения невооруженным глазом. В мае 2021-го она станет появляться в небе после заката. Что касается наблюдений через оптику, Венера видна почти всегда — исключением станут только две недели в году, когда планета максимально приближается к Солнцу.

2 место: Луна

Наиболее близкое к Земле небесное тело. Именно поэтому нет ничего удивительного в том, что оно оказывается достаточно ярким. При этом, как и большинство объектов Солнечной системы, Луна сама по себе не светится, а только отражает солнечный свет. Яркость спутника изменяется, в зависимости от положения на небосводе. Наибольшая достигает значения -12,7 звездной величины и наблюдается в полной фазе.

1 место: Солнце

Оно светит с видимой звездной величиной -26,7. Звезда настолько яркая, что прямой взгляд на нее может вызвать слепоту. Полноценно наблюдать за ней можно только с помощью специальных фильтров или через очень темное стекло — к примеру, от сварочной маски. Примечательно, что яркость Солнца может изменяться в течение солнечных циклов: в 2020 году начался новый, поэтому стоит ожидать появления большего количества солнечных пятен и увеличения яркости до максимальной в течение следующих пяти лет.

Источник