Absolute Grenzgrößen: Beschreibung, Skalierung und Helligkeit

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Anonim

Wenn Sie in einer klaren, wolkenlosen Nacht den Kopf heben, können Sie viele Sterne sehen. So viele, dass es unmöglich erscheint, sie überhaupt zu zählen. Es stellt sich heraus, dass die für das Auge sichtbaren Himmelskörper immer noch gezählt werden. Es gibt ungefähr 6.000 von ihnen, das ist die Gesamtzahl für die nördliche und südliche Hemisphäre unseres Planeten. Idealerweise hätten Sie und ich, da wir uns zum Beispiel auf der Nordhalbkugel aufh alten, etwa die Hälfte ihrer Gesamtzahl gesehen, nämlich etwa 3.000 Sterne.

Unzählige Wintersterne

Leider ist es fast unmöglich, alle verfügbaren Sterne zu berücksichtigen, da dies Bedingungen mit einer vollkommen transparenten Atmosphäre und dem vollständigen Fehlen jeglicher Lichtquellen erfordert. Auch wenn Sie sich in einer tiefen Winternacht auf einem offenen Feld abseits des Stadtlichts befinden. Warum im Winter? Ja, denn Sommernächte sind viel heller! Dies liegt daran, dass die Sonne nicht weit unter dem Horizont untergeht. Aber selbst in diesem Fall stehen unserem Auge nicht mehr als 2,5 bis 3 Tausend Sterne zur Verfügung. Warum ist das so?

Größenordnungen
Größenordnungen

Die Sache ist, dass der SchülerDas menschliche Auge, wenn wir es uns als optisches Instrument vorstellen, sammelt eine bestimmte Menge Licht aus verschiedenen Quellen. In unserem Fall sind die Lichtquellen Sterne. Wie viele wir sie direkt sehen werden, hängt vom Durchmesser der Linse des optischen Geräts ab. Das Linsenglas eines Fernglases oder Teleskops hat naturgemäß einen größeren Durchmesser als die Pupille des Auges. Daher wird es mehr Licht sammeln. Infolgedessen kann mit astronomischen Instrumenten eine viel größere Anzahl von Sternen gesehen werden.

Sternenhimmel durch die Augen des Hipparchos

Natürlich ist Ihnen aufgefallen, dass sich Sterne in ihrer Helligkeit oder, wie Astronomen sagen, in ihrer scheinbaren Brillanz unterscheiden. Auch darauf haben die Menschen in der fernen Vergangenheit geachtet. Der antike griechische Astronom Hipparchos teilte alle sichtbaren Himmelskörper in Sterngrößen mit VI-Klassen ein. Die hellsten von ihnen "verdienten" I, und er beschrieb die ausdruckslosesten als Sterne der Kategorie VI. Der Rest wurde in Zwischenklassen eingeteilt.

Später stellte sich heraus, dass zwischen verschiedenen Sterngrößen eine Art algorithmischer Verbindung besteht. Und die Verzerrung der Helligkeit in gleicher Anzahl wird von unserem Auge als Entfernung um die gleiche Entfernung wahrgenommen. So wurde bekannt, dass die Strahldichte eines Kategorie-I-Sterns etwa 2,5-mal heller ist als die Strahldichte von II.

Ein Stern der Klasse II ist genauso oft heller als Klasse III, bzw. ein Himmelskörper der Klasse III ist heller als IV. Infolgedessen unterscheidet sich der Unterschied zwischen dem Leuchten von Sternen der Größen I und VI um das 100-fache. Somit befinden sich die Himmelskörper der VII. Kategorie jenseits der Schwelle des menschlichen Sehens. Es ist wichtig zu wissen, dass der SternMagnitude ist nicht die Größe eines Sterns, sondern seine scheinbare Brillanz.

absolute Größe
absolute Größe

Was ist die absolute Magnitude?

Sterngrößen sind nicht nur sichtbar, sondern auch absolut. Dieser Begriff wird verwendet, wenn es notwendig ist, zwei Sterne anhand ihrer Leuchtkraft miteinander zu vergleichen. Dazu wird jeder Stern auf einen herkömmlich genormten Abstand von 10 Parsec bezogen. Mit anderen Worten, dies ist die Größe eines stellaren Objekts, das es hätte, wenn es 10 PCs vom Beobachter entfernt wäre.

Zum Beispiel ist die Helligkeit unserer Sonne -26,7, aber aus einer Entfernung von 10 PCs wäre unser Stern ein kaum sichtbares Objekt der fünften Größe. Daraus folgt: Je höher die Leuchtkraft eines Himmelsobjekts oder, wie man sagt, die Energie, die ein Stern pro Zeiteinheit abstrahlt, desto wahrscheinlicher ist es, dass die absolute Helligkeit des Objekts einen negativen Wert annimmt. Und umgekehrt: Je geringer die Leuchtkraft, desto höher sind die positiven Werte des Objekts.

Die hellsten Sterne

Alle Sterne haben unterschiedliche scheinbare Brillanz. Einige sind etwas heller als die erste Größenordnung, letztere sind viel schwächer. In Anbetracht dessen wurden Bruchwerte eingeführt. Liegt beispielsweise die scheinbare Sternhelligkeit in ihrer Brillanz irgendwo zwischen den Kategorien I und II, dann handelt es sich um einen Stern der Klasse 1, 5. Es gibt auch Sterne mit den Größen 2, 3 … 4, 7 … usw. Zum Beispiel ist Procyon, der Teil des äquatorialen Sternbildes Canis Minor ist, am besten im Januar oder Februar in ganz Russland zu sehen. Ihre scheinbare Brillanz beträgt 0,4.

scheinbare Größe
scheinbare Größe

Es ist bemerkenswert, dass ichMagnitude ist ein Vielfaches von 0. Nur ein Stern entspricht fast genau - das ist Vega, der hellste Stern im Sternbild Lyra. Seine Helligkeit beträgt etwa 0,03 Magnituden. Es gibt jedoch Leuchten, die heller sind, aber ihre Größe ist negativ. Zum Beispiel Sirius, der in zwei Hemisphären gleichzeitig beobachtet werden kann. Seine Leuchtkraft beträgt -1,5 Magnituden.

Negative Sterngrößen werden nicht nur Sternen zugeordnet, sondern auch anderen Himmelskörpern: der Sonne, dem Mond, einigen Planeten, Kometen und Raumstationen. Es gibt jedoch Sterne, die ihre Helligkeit verändern können. Darunter gibt es viele pulsierende Sterne mit unterschiedlichen Helligkeitsamplituden, aber auch solche, bei denen mehrere Pulsationen gleichzeitig zu beobachten sind.

Messung von Sternhelligkeiten

In der Astronomie werden fast alle Entfernungen mit der geometrischen Skala der Sternhelligkeit gemessen. Das photometrische Messverfahren kommt bei großen Entfernungen zum Einsatz, aber auch dann, wenn es darum geht, die Leuchtkraft eines Objekts mit seiner scheinbaren Helligkeit zu vergleichen. Grundsätzlich wird die Entfernung zu den nächsten Sternen durch ihre jährliche Parallaxe bestimmt - die große Halbachse der Ellipse. In Zukunft gestartete Weltraumsatelliten werden die visuelle Genauigkeit von Bildern mindestens um ein Vielfaches erhöhen. Leider werden für Entfernungen von mehr als 50–100 PCs immer noch andere Methoden verwendet.

Größenskala
Größenskala

Exkursion ins Weltall

In der fernen Vergangenheit waren alle Himmelskörper und Planeten viel kleiner. Zum Beispiel war unsere Erde einst so groß wie die Venus und noch früher so groß wie der Mars. Vor Milliarden von Jahren bedeckten alle Kontinente unseren Planeten mit einer durchgehenden kontinentalen Kruste. Später nahm die Größe der Erde zu und die Kontinentalplatten teilten sich und bildeten Ozeane.

Alle Sterne mit dem Aufkommen des "galaktischen Winters" erhöhten Temperatur, Leuchtkraft und Größe. Auch das Maß für die Masse eines Himmelskörpers (z. B. der Sonne) nimmt mit der Zeit zu. Dies war jedoch äußerst ungleichmäßig.

Am Anfang war dieser kleine Stern, wie jeder andere Riesenplanet, mit festem Eis bedeckt. Später begann der Stern an Größe zuzunehmen, bis er seine kritische Masse erreichte und aufhörte zu wachsen. Dies liegt daran, dass die Masse der Sterne nach dem nächsten galaktischen Winter periodisch zunimmt und während der Nebensaison abnimmt.

Das gesamte Sonnensystem wuchs zusammen mit der Sonne. Leider werden nicht alle Stars diesen Weg gehen können. Viele von ihnen werden in den Tiefen anderer, massereicherer Sterne verschwinden. Himmelskörper drehen sich in galaktischen Umlaufbahnen und kollabieren, wenn sie sich allmählich dem Zentrum nähern, auf einen der nächsten Sterne.

Magnitude ist ein Maß für die Masse eines Himmelskörpers
Magnitude ist ein Maß für die Masse eines Himmelskörpers

Galaxy ist ein überriesiges Stern-Planeten-System, das aus einer Zwerggalaxie stammt, die aus einem kleineren Cluster stammt, der aus einem multiplen Planetensystem hervorgegangen ist. Letzteres kam aus demselben System wie unseres.

Grenzsterngröße

Jetzt ist es kein Geheimnis mehr, dass man umso mehr Sterne oder Meteore sehen kann, je transparenter und dunkler der Himmel über uns ist. Stern begrenzenGröße ist eine Eigenschaft, die nicht nur durch die Transparenz des Himmels, sondern auch durch das Sehvermögen des Betrachters besser bestimmt werden kann. Eine Person kann das Leuchten des schwächsten Sterns nur am Horizont mit peripherer Sicht sehen. Es ist jedoch erwähnenswert, dass dies für jeden ein individuelles Kriterium ist. Im Vergleich zur visuellen Beobachtung durch ein Teleskop besteht der wesentliche Unterschied in der Art des Instruments und dem Durchmesser seiner Linse.

ultimative Größe
ultimative Größe

Die Durchdringungskraft eines Teleskops mit Fotoplatte fängt die Strahlung schwacher Sterne ein. Moderne Teleskope können Objekte mit einer Leuchtkraft von 26–29 Magnituden beobachten. Die Durchschlagskraft des Gerätes hängt von vielen weiteren Kriterien ab. Dabei spielt die Bildqualität eine nicht unerhebliche Rolle.

Die Größe eines Sternbildes hängt direkt vom Zustand der Atmosphäre, der Brennweite des Objektivs, der Emulsion und der für die Belichtung vorgesehenen Zeit ab. Der wichtigste Indikator ist jedoch die Helligkeit des Sterns.

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