Απόλυτα περιοριστικά μεγέθη: περιγραφή, κλίμακα και φωτεινότητα

2024 Συγγραφέας: Miguel Ramacey | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 06:17

Αν σηκώσετε το κεφάλι σας ψηλά μια καθαρή νύχτα χωρίς σύννεφα, μπορείτε να δείτε πολλά αστέρια. Τόσα πολλά που φαίνεται αδύνατο να μετρηθούν καθόλου. Αποδεικνύεται ότι τα ουράνια σώματα που είναι ορατά με το μάτι εξακολουθούν να μετρώνται. Είναι περίπου 6 χιλιάδες. Αυτός είναι ο συνολικός αριθμός τόσο για το βόρειο όσο και για το νότιο ημισφαίριο του πλανήτη μας. Στην ιδανική περίπτωση, εσείς και εγώ, για παράδειγμα, στο βόρειο ημισφαίριο, θα έπρεπε να έχουμε δει περίπου το ήμισυ του συνολικού τους αριθμού, δηλαδή, κάπου γύρω στα 3 χιλιάδες αστέρια.

Μυριάδες χειμερινά αστέρια

Δυστυχώς, είναι σχεδόν αδύνατο να ληφθούν υπόψη όλα τα διαθέσιμα αστέρια, γιατί αυτό θα απαιτήσει συνθήκες με μια απόλυτα διαφανή ατμόσφαιρα και την πλήρη απουσία πηγών φωτός. Ακόμα κι αν βρεθείτε σε ένα ανοιχτό πεδίο μακριά από το φως της πόλης μια βαθιά χειμωνιάτικη νύχτα. Γιατί τον χειμώνα; Ναι, γιατί οι καλοκαιρινές νύχτες είναι πολύ πιο φωτεινές! Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο ήλιος δεν δύει πολύ κάτω από τον ορίζοντα. Αλλά ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, δεν θα είναι διαθέσιμα στο μάτι μας περισσότερα από 2,5-3 χιλιάδες αστέρια. Γιατί είναι αυτό;

Το θέμα είναι ότι ο μαθητήςΤο ανθρώπινο μάτι, αν το φανταστούμε ως οπτικό όργανο, συλλέγει μια συγκεκριμένη ποσότητα φωτός από διαφορετικές πηγές. Στην περίπτωσή μας, οι πηγές φωτός είναι αστέρια. Το πόσα θα τα δούμε άμεσα εξαρτάται από τη διάμετρο του φακού της οπτικής συσκευής. Φυσικά, το γυαλί του φακού των διοπτρών ή ενός τηλεσκοπίου έχει μεγαλύτερη διάμετρο από την κόρη του ματιού. Επομένως, θα συλλέξει περισσότερο φως. Ως αποτέλεσμα, ένας πολύ μεγαλύτερος αριθμός αστεριών μπορεί να δει κανείς χρησιμοποιώντας αστρονομικά όργανα.

Έναστρος ουρανός μέσα από τα μάτια του Ίππαρχου

Φυσικά, έχετε παρατηρήσει ότι τα αστέρια διαφέρουν στη φωτεινότητα ή, όπως λένε οι αστρονόμοι, στη φαινομενική λαμπρότητα. Στο μακρινό παρελθόν, οι άνθρωποι έδιναν επίσης προσοχή σε αυτό. Ο αρχαίος Έλληνας αστρονόμος Ίππαρχος χώρισε όλα τα ορατά ουράνια σώματα σε αστρικά μεγέθη που έχουν κλάσεις VI. Το πιο λαμπερό από αυτά «κέρδισα» εγώ, και τα πιο ανέκφραστα τα χαρακτήρισε αστέρια της κατηγορίας VI. Τα υπόλοιπα χωρίστηκαν σε ενδιάμεσες τάξεις.

Αργότερα αποδείχθηκε ότι διαφορετικά αστρικά μεγέθη έχουν κάποιο είδος αλγοριθμικής σύνδεσης μεταξύ τους. Και η παραμόρφωση της φωτεινότητας σε ισάριθμες φορές γίνεται αντιληπτή από το μάτι μας ως αφαίρεση από την ίδια απόσταση. Έτσι, έγινε γνωστό ότι η ακτινοβολία ενός αστεριού κατηγορίας Ι είναι φωτεινότερη από την ακτινοβολία του II κατά περίπου 2,5 φορές.

Ένα αστέρι της κατηγορίας ΙΙ είναι λαμπρότερο από την κατηγορία ΙΙΙ ίσες φορές, και ένα ουράνιο σώμα του III, αντίστοιχα, είναι φωτεινότερο από το IV. Ως αποτέλεσμα, η διαφορά μεταξύ της λάμψης των αστεριών μεγέθους I και VI διαφέρει κατά 100 φορές. Έτσι, τα ουράνια σώματα της κατηγορίας VII είναι πέρα από το κατώφλι της ανθρώπινης όρασης. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι το αστέριΤο μέγεθος δεν είναι το μέγεθος ενός αστεριού, αλλά η φαινομενική λαμπρότητά του.

Τι είναι το απόλυτο μέγεθος;

Τα μεγέθη των αστεριών δεν είναι μόνο ορατά, αλλά και απόλυτα. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητο να συγκριθούν δύο αστέρια μεταξύ τους με βάση τη φωτεινότητά τους. Για να γίνει αυτό, κάθε αστέρι αναφέρεται σε μια συμβατικά τυπική απόσταση 10 parsec. Με άλλα λόγια, αυτό είναι το μέγεθος ενός αστρικού αντικειμένου που θα είχε αν βρισκόταν σε απόσταση 10 PC από τον παρατηρητή.

Για παράδειγμα, το μέγεθος του ήλιου μας είναι -26,7. Αλλά από απόσταση 10 PC, το άστρο μας θα ήταν μόλις ορατό αντικείμενο πέμπτου μεγέθους. Από αυτό προκύπτει: όσο μεγαλύτερη είναι η φωτεινότητα ενός ουράνιου αντικειμένου ή, όπως λένε, η ενέργεια που ακτινοβολεί ένα αστέρι ανά μονάδα χρόνου, τόσο πιο πιθανό είναι το απόλυτο μέγεθος του αντικειμένου να λάβει αρνητική τιμή. Και αντίστροφα: όσο χαμηλότερη είναι η φωτεινότητα, τόσο υψηλότερες θα είναι οι θετικές τιμές του αντικειμένου.

Τα πιο λαμπερά αστέρια

Όλα τα αστέρια έχουν διαφορετική φαινομενική λάμψη. Μερικά είναι ελαφρώς φωτεινότερα από το πρώτο μέγεθος, τα τελευταία είναι πολύ πιο αδύναμα. Ενόψει αυτού, εισήχθησαν κλασματικές τιμές. Για παράδειγμα, εάν το φαινομενικό αστρικό μέγεθος στη λαμπρότητά του είναι κάπου μεταξύ των κατηγοριών I και II, τότε θεωρείται ότι είναι κατηγορίας 1, 5 αστέρων. Υπάρχουν επίσης αστέρια με μέγεθος 2, 3…4, 7… κ.λπ. Για παράδειγμα, το Procyon, που είναι μέρος του ισημερινού αστερισμού Canis Minor, φαίνεται καλύτερα σε όλη τη Ρωσία τον Ιανουάριο ή τον Φεβρουάριο. Η φαινομενική της λαμπρότητα είναι 0,4.

Αξίζει να σημειωθεί ότι εγώΤο μέγεθος είναι πολλαπλάσιο του 0. Μόνο ένα αστέρι αντιστοιχεί σχεδόν ακριβώς σε αυτό - αυτό είναι το Vega, το λαμπρότερο αστέρι στον αστερισμό της Λύρας. Η φωτεινότητά του είναι περίπου 0,03 βαθμών. Ωστόσο, υπάρχουν φωτιστικά που είναι πιο φωτεινά από αυτό, αλλά το μέγεθός τους είναι αρνητικό. Για παράδειγμα, ο Σείριος, ο οποίος μπορεί να παρατηρηθεί σε δύο ημισφαίρια ταυτόχρονα. Η φωτεινότητά του είναι -1,5 μέγεθος.

Αρνητικά αστρικά μεγέθη αποδίδονται όχι μόνο σε αστέρια, αλλά και σε άλλα ουράνια αντικείμενα: τον Ήλιο, τη Σελήνη, ορισμένους πλανήτες, κομήτες και διαστημικούς σταθμούς. Ωστόσο, υπάρχουν αστέρια που μπορούν να αλλάξουν τη φωτεινότητά τους. Ανάμεσά τους υπάρχουν πολλά παλλόμενα αστέρια με μεταβλητά πλάτη φωτεινότητας, αλλά υπάρχουν και αυτά στα οποία μπορούν να παρατηρηθούν αρκετοί παλμοί ταυτόχρονα.

Μέτρηση αστρικών μεγεθών

Στην αστρονομία, σχεδόν όλες οι αποστάσεις μετρώνται με τη γεωμετρική κλίμακα των αστρικών μεγεθών. Η μέθοδος φωτομετρικής μέτρησης χρησιμοποιείται για μεγάλες αποστάσεις, αλλά και εάν χρειάζεται να συγκρίνετε τη φωτεινότητα ενός αντικειμένου με τη φαινομενική φωτεινότητά του. Βασικά, η απόσταση από τα πλησιέστερα αστέρια καθορίζεται από την ετήσια παράλλαξή τους - τον κύριο ημιάξονα της έλλειψης. Οι διαστημικοί δορυφόροι που θα εκτοξευθούν στο μέλλον θα αυξήσουν την οπτική ακρίβεια των εικόνων τουλάχιστον αρκετές φορές. Δυστυχώς, άλλες μέθοδοι εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για αποστάσεις μεγαλύτερες από 50–100 υπολογιστές.

Εκδρομή στο διάστημα

Στο μακρινό παρελθόν, όλα τα ουράνια σώματα και οι πλανήτες ήταν πολύ μικρότεροι. Για παράδειγμα, η Γη μας κάποτε είχε το μέγεθος της Αφροδίτης, και ακόμη νωρίτερα, το μέγεθος του Άρη. Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, όλες οι ήπειροι κάλυπταν τον πλανήτη μας με έναν συνεχή ηπειρωτικό φλοιό. Αργότερα, το μέγεθος της Γης αυξήθηκε και οι ηπειρωτικές πλάκες χωρίστηκαν, σχηματίζοντας ωκεανούς.

Όλα τα αστέρια με την έλευση του «γαλαξιακού χειμώνα» αύξησαν τη θερμοκρασία, τη φωτεινότητα και το μέγεθος. Το μέτρο της μάζας ενός ουράνιου σώματος (για παράδειγμα, του Ήλιου) αυξάνεται επίσης με το χρόνο. Ωστόσο, αυτό ήταν εξαιρετικά άνισο.

Αρχικά, αυτό το μικρό αστέρι, όπως κάθε άλλος γιγάντιος πλανήτης, καλύφθηκε με συμπαγή πάγο. Αργότερα, το αστέρι άρχισε να αυξάνεται σε μέγεθος μέχρι να φτάσει στην κρίσιμη μάζα του και σταμάτησε να μεγαλώνει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα αστέρια αυξάνουν περιοδικά τη μάζα τους μετά τον επόμενο γαλαξιακό χειμώνα και μειώνονται κατά τις περιόδους εκτός εποχής.

Όλο το ηλιακό σύστημα αναπτύχθηκε μαζί με τον Ήλιο. Δυστυχώς, δεν θα μπορέσουν όλα τα αστέρια να ακολουθήσουν αυτό το μονοπάτι. Πολλά από αυτά θα εξαφανιστούν στα βάθη άλλων, πιο ογκωδών αστέρων. Τα ουράνια σώματα περιστρέφονται σε γαλαξιακές τροχιές και, σταδιακά πλησιάζοντας το κέντρο, καταρρέουν σε ένα από τα πλησιέστερα αστέρια.

Ο Γαλαξίας είναι ένα υπεργίγαντα αστρο-πλανητικό σύστημα που προήλθε από έναν νάνο γαλαξία που προήλθε από ένα μικρότερο σμήνος που αναδύθηκε από ένα πολλαπλό πλανητικό σύστημα. Το τελευταίο προήλθε από το ίδιο σύστημα με το δικό μας.

Περιοριστικό μέγεθος αστεριού

Τώρα δεν είναι πια μυστικό ότι όσο πιο διαφανής και πιο σκοτεινός είναι ο ουρανός από πάνω μας, τόσο περισσότερα αστέρια ή μετεωρίτες μπορείτε να δείτε. Όριο αστέριΤο μέγεθος είναι ένα χαρακτηριστικό που προσδιορίζεται καλύτερα λόγω όχι μόνο της διαφάνειας του ουρανού, αλλά και της όρασης του θεατή. Ένα άτομο μπορεί να δει την ακτινοβολία του πιο αμυδρού αστεριού μόνο στον ορίζοντα, με περιφερειακή όραση. Ωστόσο, αξίζει να αναφέρουμε ότι αυτό είναι ένα ξεχωριστό κριτήριο για τον καθένα. Σε σύγκριση με την οπτική παρατήρηση από ένα τηλεσκόπιο, η ουσιαστική διαφορά είναι ο τύπος του οργάνου και η διάμετρος του φακού του.

Η δύναμη διείσδυσης ενός τηλεσκοπίου με φωτογραφική πλάκα συλλαμβάνει την ακτινοβολία αμυδρά αστέρια. Τα σύγχρονα τηλεσκόπια μπορούν να παρατηρήσουν αντικείμενα με φωτεινότητα 26–29 μεγεθών. Η διεισδυτική ισχύς της συσκευής εξαρτάται από πολλά πρόσθετα κριτήρια. Μεταξύ αυτών, η ποιότητα εικόνας δεν έχει μικρή σημασία.

Το μέγεθος μιας εικόνας αστεριού εξαρτάται άμεσα από την κατάσταση της ατμόσφαιρας, την εστιακή απόσταση του φακού, το γαλάκτωμα και τον χρόνο που διατίθεται για την έκθεση. Ωστόσο, ο πιο σημαντικός δείκτης είναι η φωτεινότητα του αστεριού.