Абсолютні граничні зоряні величини: опис, шкала і яскравість
Якщо в ясну безхмарну ніч підняти голову вгору, то можна побачити безліч зірок. Так багато, що, здається, і не злічити зовсім. Виявляється, що небесні світила, видимі оку, все ж пораховані. Їх налічується близько 6 тис. Це загальне число як для північного, так і для південної півкуль нашої планети. В ідеалі ми з вами, перебуваючи, наприклад, в північній півкулі, повинні були б бачити приблизно половину від їхньої загальної кількості, а саме десь 3 тис. Зірок.
Содержание
Міріади зимових зірок
На жаль, розглянути всі наявні зірки практично неможливо, адже для цього знадобляться умови з ідеально прозорою атмосферою і повна відсутність будь-яких джерел світла. Навіть якщо ви опинитеся в чистому полі далеко від міської засвітки глибокої зимової вночі. Чому взимку? Та тому, що літні ночі набагато світліше! Це пов`язано з тим, що сонце недалеко заходить за горизонт. Але навіть і в цьому випадку нашому оку буде доступно не більше 2,5-3 тис. Зірок. Чому ж так?
Вся справа в тому, що зіницю ока, якщо його представити в якості оптичного приладу, збирає певну кількість світла від різних джерел. У нашому випадку джерелами світла є зірки. Скільки ми їх побачимо, безпосередньо залежить від діаметру лінзи оптичного приладу. Природно, скло об`єктива бінокля або телескопа має більший діаметр, ніж зіницю ока. Тому і буде збирати більше світла. Внаслідок цього за допомогою астрономічних приладів можна побачити набагато більшу кількість зірок.
Зоряне небо очима Гиппарха
Звичайно, ви помічали, що зірки відрізняються за яскравістю, або, як кажуть астрономи, по видимому блиску. У далекому минулому люди також звернули на це увагу. Давньогрецький астроном Гіппарх розділив всі видимі небесні світила на зоряні величини, які мають VI класів. Найяскравіші з них "заробили" I, а самі невиразні він охарактеризував як зірки VI категорії. Решта були розділені на проміжні класи.
Згодом з`ясувалося, що різні зоряні величини мають між собою якусь алгоритмічну зв`язок. А спотворення яскравості в рівну кількість разів нашим оком сприймається як видалення на однакову відстань. Таким чином, стало відомо, що сяйво зірки I категорії яскравіше сяйва II приблизно в 2,5 рази.
У стільки ж разів зірка II класу яскравіше III, а небесне світило III, відповідно, - IV. В результаті різниця між світінням зірок I і VI величин відрізняється в 100 разів. Таким чином, небесні світила VII категорії знаходяться за порогом людського зору. Важливо знати, що зоряна величина - це не розмір зірки, а її видимий блиск.
Що є абсолютною зоряною величиною?
Зоряні величини бувають не тільки видимими, але і абсолютними. Цей термін застосовують, коли необхідно порівняти між собою дві зірки по їх світності. Щоб це зробити, кожну зірку відносять на умовно-стандартне відстань в 10 парсек. Іншими словами, це величина зоряного об`єкта, яку він мав би, якщо перебував на відстані 10 ПК від спостерігача.
Наприклад, зоряна величина нашого сонця -26,7. А ось з відстані в 10 ПК наша зірка була б ледь помітним оку об`єктом п`ятої величини. Звідси випливає: чим вища світимість небесного об`єкта, або, як ще кажуть, енергія, яку зірка випромінює в одиницю часу, тим більша ймовірність, що абсолютна зоряна величина об`єкта прийме негативне значення. І навпаки: чим менше світність, тим вище будуть позитивні значення об`єкта.
Найяскравіші зірки
Всі зірки мають різний видимий блиск. Одні трохи яскравіше першої величини, другі - набагато слабкіше. Зважаючи на це були введені дробові величини. Наприклад, якщо видима зоряна величина за своїм блиску знаходиться десь між I і II категорією, то її прийнято вважати зіркою 1,5 класу. Також існують зірки з величинами 2,3 ... 4,7 ... і т. Д. Наприклад, Процион, що входить в екваторіальну сузір`я Малого Пса, найкраще видно по всій Росії в січні або лютому. Її видимий блиск - 0,4.
Примітно, що I зоряна величина кратна 0. Тільки одна зірка практично точно відповідає їй - це Вега, найяскравіше світило в сузір`ї Ліри. Її блиск становить приблизно 0,03 зоряної величини. Однак є світила, які яскравіше її, але їх зоряна величина носить негативний характер. Наприклад, Сіріус, який можна спостерігати відразу в двох півкулях. Його світність - -1,5 зоряної величини.
Негативні зоряні величини присвоєні не тільки зіркам, а й іншим небесним об`єктам: Сонцю, Місяцю, деяким планетам, комет і космічних станцій. Однак існують зірки, які можуть змінювати свій блиск. Серед них є безліч зірок пульсуючих, зі змінними амплітудами блиску, але зустрічаються і такі, у яких можна спостерігати кілька пульсацій одночасно.
Вимірювання зоряних величин
В астрономії практично всі відстані вимірює геометрична шкала зоряних величин. Фотометричний спосіб вимірювань використовується для далеких відстаней, а також якщо потрібно порівняти світність об`єкта з його видимим блиском. В основному відстань до найближчих зірок визначають по їх річного паралаксу - велика піввісь еліпса. Запущені в майбутньому космічні супутники збільшать візуальну точність зображень не менше ніж в кілька разів. На жаль, поки для відстаней більше ніж 50-100 ПК застосовують інші методи.
Екскурсія у відкритий космос
У далекому минулому все небесні тіла і планети були набагато менше. Наприклад, наша Земля колись була розміром з Венеру, а ще в більш ранній період - з Марс. Мільярди років тому всі континенти переховували нашу планету суцільний материкової корою. Пізніше розміри Землі збільшилися, а материкові плити розійшлися, утворивши океани.
У всіх зірок з приходом "галактичної зими" росла температура, світність і зоряна величина. Міра маси небесного світила (наприклад, Сонця) з часом теж збільшується. Втім, відбувалося це надзвичайно нерівномірно.
Спочатку цю невелику зірку, як і будь-яку іншу планету-гігант, переховував суцільний лід. Пізніше світило стало збільшуватися в розмірах, поки не досягло своєї критичної маси і не припинило рости. Це пов`язано з тим, що зірки періодично збільшуються в своїй масі по пришестя черговий галактичної зими, а в міжсезоння періоди скорочуються.
Разом з Сонцем росла і вся Сонячна система. На жаль, не всі зірки зможуть пройти цим шляхом. Багато з них зникнуть в глибинах інших, більш масивних зірок. Небесні світила звертаються по галактичним орбітах і, поступово наближаючись до самого центру, руйнуються на одну з найближчих зірок.
Галактика - це надгігантський зоряно-планетарна система, що сталася з карликової галактики, яка з`явилася з більш дрібного скупчення, що вийшов з кратною планетарної системи. Остання ж сталася з такою ж системи, як наша.
Гранична величина зірок
Тепер вже не таємниця, що чим прозоріше і темніше над нами небо, тим більша кількість зірок або метеорів можна побачити. Гранична зоряна величина - це характеристика, яку краще визначають завдяки не тільки прозорості неба, але і зору споглядає. Людина може побачити сяйво самої неяскравим зірки тільки на горизонті, боковим зором. Однак варто згадати про те, що це індивідуальний критерій для кожного. Якщо порівнювати з візуальним спостереженням з телескопа, то велика різниця полягає в типі приладу і діаметрі його об`єктива.
Сила проніцанія у телескопа з фотопластинкою фіксує випромінювання тьмяних зірок. У сучасні телескопи можна спостерігати об`єкти світність в 26-29 зоряних величин. Проникаюча сила приладу залежить від безлічі додаткових критеріїв. Серед них важливе значення має якість зображень.
Розмір зоряного зображення безпосередньо залежить від стану атмосфери, фокусної відстані об`єктива, фотоемульсії, а також часу, відведеного на експозицію. Однак найважливішим показником є яскравість зірки.
