Šta određuje zvjezdanu veličinu? Apsolutne maksimalne zvjezdane magnitude: opis, razmjer i sjaj. veličina se pokazala kao vrlo zgodan koncept

Na poklon ćete dobiti karticu koja će biti vidljiva
gdje tačno možete vidjeti svoju zvijezdu na nebu!

Magnitude

Odmah je vrijedno napomenuti da se sjaj nebeskih tijela, odnosno zvijezda, još uvijek izražava posebnim, da tako kažem, povijesno utvrđenim pokazateljima, odnosno „zvjezdanim veličinama“. Pojava i porijeklo ovog brojevnog sistema u direktnoj je vezi sa osobenošću ljudskog vida: ako se jačina izvora svjetlosti promijeni u geometrijska progresija, onda je naš osjećaj iz toga samo aritmetički. Pre nekoliko vekova, grčki astronom Hiparh (pre 161. - posle 126. godine p.n.e.) bio je u stanju da sve podeli vidljivo oku ljudske zvijezde su podijeljene u 6 klasa, raspoređenih prema sjaju. On je najsjajnije zvezde nazvao zvezdama 1. magnitude, dok je najslabije zvezde 6. magnitude. Nešto kasnije, mjerenja su mogla pokazati da su tokovi svjetlosti koji potiču od zvijezda 1. magnitude otprilike 100 puta veći od tokova svjetlosti zvijezda 6. magnitude, prema Hiparhovom radu.

Za više precizna definicija pretpostavljeno je da razlika od 5 magnituda tačno odgovara odnosu svetlosnih tokova u odnosu 1:100. Sada možemo sa sigurnošću reći da razlika u svjetlini za 1 magnitudu u potpunosti odgovara omjeru svjetline. Izlaziti s ovaj sistem klasifikacija nebeskih tijela je značajno poboljšana, nakon čega je u nju napravljen niz izmjena, čime su radovi drevnog naučnika finalizirani. Na primjer: zvijezda prve magnitude je 2,512 puta sjajnija od zvijezde 2. magnitude, koja je zauzvrat 2,512 puta sjajnija od zvijezde 3. magnitude, i tako dalje. Ova skala je vrlo univerzalna; može se koristiti za izražavanje osvjetljenja stvorenog na površini Zemlje bilo kojom vrstom izvora svjetlosti.

Ali za potpuno poređenje zvijezda, prema njihovoj pravoj „svjetlosti“, koristi se „apsolutna magnituda“, koja je prividna veličina koju bi data zvijezda imala da se nalazi na standardnoj udaljenosti od Zemlje od 10 pc. Ako zvijezda ima paralaksu p i prividnu magnitudu m, tada će njena apsolutna magnituda M biti izračunata po formuli. Također je vrijedno napomenuti da čak možemo opisati zračenje naše zvijezde koristeći zvjezdane magnitude, i to u različitim rasponima njenog spektra. Na primjer, vizuelna magnituda (mv) će izraziti sjaj zvijezde u žuto-zelenoj regiji njenog spektra, fotografska magnituda (mp) - u plavoj, itd. Varijacija između vizuelnih i fotografskih vrednosti boja naziva se "indeks boja", koji je direktno povezan sa temperaturom i spektrom zvezde.

Prividna magnituda, (u daljem tekstu m; vrlo često se jednostavno naziva "zvjezdana veličina") ovaj indikator određuje tok zračenja u blizini objekta koji posmatramo, odnosno posmatrani sjaj našeg nebeskog izvora, koji direktno ne zavisi od samo na stvarnu snagu zračenja našeg objekta, već i na udaljenost do njegove lokacije. Također je vrijedno napomenuti da skala vidljivih zvjezdanih magnituda potiče iz prvog Hiparhovog kataloga zvijezda (prije 161. st. 126. pne), u kojem su uzete u obzir sve zvijezde vidljive ljudskom oku, nakon čega su podijeljene na šest klase prema njihovoj svjetlosti

Na primjer, sjaj zvijezda Velikog medvjeda je oko 2m, dok su zvijezde Vege oko 0m. Ali to nije sve, za posebno svetla nebeska tela vrednost magnitude može biti negativna, na primer: Sirijus je oko -1,5m (što znači da je fluks svetlosti koja izlazi iz njega 4 puta veći nego iz Vege), dok je sjaj Venere nekoliko dana godišnje može dostići i do -5m (svetlosni tokovi su skoro 100 puta veći od Vege). Vrijedi naglasiti da se vidljiva veličina može mjeriti ne samo teleskopom, već i golim okom, u vizualnom opsegu spektra i u drugim (fotografskim, UV, IC). U ovom slučaju, prividna veličina neće imati nikakve veze posebno sa ljudskim pogledom.

Zvijezda - u kojoj se odvijaju ili će se odvijati termonuklearne reakcije. ALI najčešće su zvijezde ona nebeska tijela u kojima se već odvijaju termonuklearne reakcije.
Na primjer, možemo uzeti naše Sunce, koje je tipična zvijezda spektralne klase G. Zvijezde su masivne svjetleće plazma-gasne kugle. Također je vrijedno napomenuti da se formiraju iz okoline plina i prašine, koja nastaje kao rezultat gravitacijske kompresije. Naučnici tvrde da se temperatura materije u unutrašnjosti zvijezde može mjeriti u milionima kelvina, dok se na njihovoj površini može mjeriti u hiljadama kelvina, što je nekoliko desetina puta niže. Energija velike većine zvijezda oslobađa se kao rezultat termonuklearnih reakcija pretvaranja vodonika u helijum, koje se dešavaju na visokim temperaturama u unutrašnjim dijelovima zvijezda. Također je vrijedno napomenuti da naučnici zvijezde često nazivaju glavnim tijelima našeg Univerzuma, jer sadrže čitavu većinu svjetleće materije u prirodi. Također je vrijedno napomenuti da zvijezde imaju negativan toplinski kapacitet. Najbliža zvijezda Suncu je malo poznata zvijezda Proxima Centauri. Koja se nalazi 4,2 svjetlosne godine od centra Sunčevog sistema (4,2 svjetlosne godine = 39 PM = 39 triliona km = 3,9 1013 km).

Zvezdana magnituda je numerička karakteristika objekta na nebu, najčešće zvezde, koja pokazuje koliko svetlosti dolazi od njega do tačke u kojoj se nalazi posmatrač.

Vidljivo (vizualno)

Savremeni koncept prividne magnitude je napravljen tako da odgovara magnitudama koje je zvezdama dodelio starogrčki astronom Hiparh u 2. veku pre nove ere. e. Hiparh je podelio sve zvezde na šest magnituda. On je nazvao najsjajnije zvezde prve magnitude, najtamnije zvezde šeste magnitude. On je međuvrijednosti ravnomjerno rasporedio među preostale zvijezde.

Prividna veličina zvijezde ovisi ne samo o tome koliko svjetlosti objekt emituje, već i od toga koliko je udaljen od posmatrača. Prividna veličina se smatra mjernom jedinicom sijati zvijezde, a što je veći sjaj, to je magnituda manja, i obrnuto.

1856. N. Pogson je predložio formalizaciju skale magnituda. Prividna veličina određena je formulom:

Gdje I- svjetlosni tok iz objekta, C- konstantno.

Pošto je ova skala relativna, njena nulta tačka (0 m) se definiše kao sjaj zvezde čiji je svetlosni tok jednak 10³ kvanta /(cm² s Å) u zelenom svetlu (UBV skala) ili 10 6 kvanta /(cm²· s·Å) u cijelom vidljivom rasponu svjetlosti. Zvijezda udaljena 0 m izvan Zemljine atmosfere stvara osvjetljenje od 2,54·10 −6 luksa.

Skala magnituda je logaritamska, jer se promjene u svjetlini za isti broj puta percipiraju kao iste (Weber-Fechnerov zakon). Štaviše, pošto je Hiparh odlučio da je veličina tema manje nego zvezda svjetlije, tada formula sadrži znak minus.

Sljedeća dva svojstva pomažu da se prividne veličine koriste u praksi:

1. Povećanje svjetlosnog toka za 100 puta odgovara smanjenju prividne zvjezdane veličine za tačno 5 jedinica.
2. Smanjenje zvjezdane veličine za jednu jedinicu znači povećanje svjetlosnog toka za 10 1/2,5 = 2,512 puta.

Danas se prividna veličina ne koristi samo za zvijezde, već i za druge objekte, kao što su Mjesec i Sunce i planete. Budući da mogu biti svjetlije od najsjajnije zvijezde, mogu imati negativnu prividnu magnitudu.

Prividna veličina ovisi o spektralnoj osjetljivosti prijemnika zračenja (oko, fotoelektrični detektor, fotografska ploča, itd.)

• Visual veličina ( V ili m v ) određena je spektrom osjetljivosti ljudskog oka (vidljivo svjetlo), koje ima maksimalnu osjetljivost na talasnoj dužini od 555 nm. ili fotografski sa narandžastim filterom.

• Photographic ili "plava" magnituda ( B ili m str ) određuje se fotometrijskim mjerenjem slike zvijezde na fotografskoj ploči osjetljivoj na plave i ultraljubičaste zrake, ili korištenjem antimon-cezijum fotomultiplikatora sa plavim filterom.

• Ultraviolet veličina ( U) ima maksimum u ultraljubičastom na talasnoj dužini od oko 350 nm.

Razlike u veličinama jednog objekta u različitim rasponima U−B I B−V su integralni pokazatelji boje predmeta; što su veći, to je objekat crveniji.

• Bolometrijski magnituda odgovara ukupnoj snazi ​​zračenja zvijezde, tj. snazi ​​koja se zbraja preko cijelog spektra zračenja. Za njegovo mjerenje koristi se poseban uređaj - bolometar.

apsolutno

Apsolutna veličina (M ) definira se kao prividna veličina objekta ako se nalazi na udaljenosti od 10 parseka od posmatrača. Apsolutna bolometrijska magnituda Sunca je +4,7. Ako su prividna veličina i udaljenost do objekta poznati, apsolutna veličina se može izračunati pomoću formule:

Gdje d 0 = 10 kom ≈ 32.616 svjetlosnih godina.

Prema tome, ako su prividne i apsolutne veličine poznate, udaljenost se može izračunati pomoću formule

Apsolutna magnituda je povezana sa osvjetljenjem sljedećim odnosom: gdje su i luminoznost i apsolutna magnituda Sunca.

Veličine nekih objekata

Sunce sa različitih udaljenosti

Nastavimo naš algebarski izlet do nebeskih tijela. U skali koja se koristi za procjenu sjaja zvijezda mogu, pored fiksne zvijezde; pronađite mjesto za sebe i druge svjetiljke - planete, Sunce, Mjesec. Posebno ćemo govoriti o sjaju planeta; Ovdje također ukazujemo na veličinu Sunca i Mjeseca. Zvezdana magnituda Sunca se izražava brojem minus 26,8, a puni1) Mjesec – minus 12,6. Zašto su oba broja negativna, čitalac treba da pomisli, jasno je nakon svega što je ranije rečeno. Ali možda će ga zbuniti nedovoljno velika razlika između veličina Sunca i Mjeseca: prva je „samo dva puta veća od druge“.

Ne zaboravimo, međutim, da je oznaka veličine, u suštini, određeni logaritam (zasnovan na 2,5). I kao što je nemoguće, prilikom poređenja brojeva, njihove logaritme dijeliti jedan s drugim, nema smisla, kada se porede zvjezdane veličine, dijeliti jedan broj drugim. Sljedeća kalkulacija pokazuje rezultat ispravnog poređenja.

Ako je magnituda Sunca "minus 26,8", to znači da je Sunce sjajnije od zvijezde prve magnitude

2.527,8 puta. Mesec je svetliji od zvezde prve magnitude

2.513,6 puta.

To znači da je sjaj Sunca veći od sjaja puni mjesec V

2,5 27,8 2,5 14,2 puta. 2,5 13.6

Izračunavši ovu vrijednost (pomoću tablica logaritama), dobijamo 447 000. To je, dakle, tačan omjer svjetlina Sunca i Mjeseca: dnevna svjetlost po vedrom vremenu obasjava Zemlju 447 000 puta jače od punog Mjeseca na noć bez oblaka.

S obzirom da je količina toplote koju emituje Mesec proporcionalna količini svetlosti koju raspršuje – a to je verovatno blizu istine – moramo priznati da nam Mesec šalje 447.000 puta manje toplote od Sunca. Poznato je da svaki kvadratni centimetar na granici Zemljine atmosfere prima od Sunca oko 2 male kalorije toplote u minuti. To znači da Mjesec ne šalje više od 225.000 male kalorije na 1 cm2 Zemlje svake minute (to jest, može zagrijati 1 g vode u 1 minuti za 225.000 stepena). Ovo pokazuje koliko su neosnovani svi pokušaji da se mjesečini pripiše bilo kakav utjecaj na vremenske prilike na Zemlji2).

1) U prvoj i poslednjoj četvrti, magnituda Meseca je minus 9.

2) Pitanje da li Mjesec svojom gravitacijom može utjecati na vremenske prilike bit će razmotreno na kraju knjige (vidi “Mjesec i vrijeme”).

Rašireno vjerovanje da se oblaci često tope pod utjecajem zraka punog Mjeseca je gruba zabluda, koja se objašnjava činjenicom da nestanak oblaka noću (iz drugih razloga) postaje primjetan tek pod mjesečinom.

Ostavimo sada Mjesec i izračunajmo koliko je puta Sunce svjetlije od najsjajnije zvijezde na cijelom nebu - Sirijusa. Rasuđujući na isti način kao i ranije, dobijamo omjer njihovog sjaja:

tj. Sunce je 10 milijardi puta sjajnije od Sirijusa.

Vrlo je zanimljiva i sljedeća računica: koliko puta je osvjetljenje punog Mjeseca svjetlije od ukupnog osvjetljenja čitavog zvjezdano nebo, odnosno sve zvezde vidljive golim okom na jednoj nebeskoj hemisferi? Već smo izračunali da zvijezde od prve do šeste magnitude, uključujući, sijaju zajedno čak stotinu zvijezda prve magnitude. Problem se, dakle, svodi na izračunavanje koliko je puta Mjesec svjetliji od stotinu zvijezda prve magnitude.

Ovaj omjer je jednak

2,5 13,6

100 2700.

Dakle, u vedroj noći bez meseca sa zvezdanog neba dobijamo samo 2700-tu svetlost koju šalje pun Mesec, i to 2700x447.000, odnosno 1200 miliona puta manje nego što Sunce daje u danu bez oblaka.

Dodajmo i da je veličina normalne međunarodne

“svijeće” na udaljenosti od 1 m je minus 14,2, što znači da svijeća na navedenoj udaljenosti svijetli jače od punog Mjeseca za 2.514.2-12.6, odnosno četiri puta.

Takođe može biti zanimljivo primetiti da bi reflektor avionskog fara snage 2 milijarde svijeća bio vidljiv sa udaljenosti Mjeseca kao zvijezda 4½ magnitude, odnosno mogao bi se razlikovati golim okom.

Pravi sjaj zvijezda i Sunca

Sve procjene sjaja koje smo do sada napravili odnosile su se samo na njihovu prividnu svjetlinu. Navedeni brojevi izražavaju sjaj svetiljki na udaljenostima na kojima se svako od njih zapravo nalazi. Ali znamo dobro da zvezde nisu podjednako udaljene od nas; Vidljivi sjaj zvijezda nam, dakle, govori i o njihovom pravom sjaju i o njihovoj udaljenosti od nas – ili bolje rečeno, ni o jednom ni o drugom, dok ne razdvojimo oba faktora. U međuvremenu, važno je znati koliki bi bio uporedni sjaj ili, kako kažu, „sjaj“ različitih zvijezda da su na istoj udaljenosti od nas.

Postavljajući pitanje na ovaj način, astronomi uvode koncept "apsolutne" magnitude zvijezda. Apsolutna veličina zvijezde je ona koju bi zvijezda imala da se nalazi na udaljenosti od nas.

stoji 10 "parseka". Parsek je posebna mjera dužine koja se koristi za zvjezdane udaljenosti; Kasnije ćemo posebno govoriti o njegovom nastanku, ovdje ćemo samo reći da je jedan parsek oko 30.800.000.000.000 km. Nije teško izračunati apsolutnu veličinu zvijezde ako znate udaljenost zvijezde i uzmete u obzir da bi sjaj trebao opadati proporcionalno kvadratu udaljenosti1).

Upoznaćemo čitaoca sa rezultatima samo dva takva proračuna: za Sirijus i za naše Sunce. Apsolutna magnituda Sirijusa je +1,3, Sunca +4,8. To znači da bi nam sa udaljenosti od 30.800.000.000.000 km Sirijus zasjao kao zvijezda od 1,3 magnitude, a naše Sunce bi bilo 4,8 magnitude, odnosno slabije od Sirijusa u

2,5 3,8 2,53,5 25 puta,

2,50,3

iako je vidljivi sjaj Sunca 10.000.000.000 puta veći od sjaja Sirijusa.

Uvjereni smo da je Sunce daleko od najsjajnije zvijezde na nebu. Međutim, ne bismo trebali smatrati da je naše Sunce potpuni pigmej među zvijezdama oko njega: njegova svjetlost je još uvijek iznad prosjeka. Prema zvjezdanim statistikama, prosječni sjaj zvijezda koje okružuju Sunce do udaljenosti od 10 parseka su zvijezde devete apsolutne magnitude. Jer apsolutna vrijednost Sunce je 4,8, tada je sjajnije od proseka „susednih“ zvezda, u

Iako je 25 puta tamnije od Sirijusa, Sunce je i dalje 50 puta sjajnije od prosječnih zvijezda oko njega.

Najsjajnija poznata zvezda

Najveći sjaj ima zvijezda osme magnitude koja je nedostupna golim okom u sazviježđu Doradus, označena

1) Izračun se može izvesti pomoću sljedeće formule, čije će porijeklo biti jasno čitaocu kada se malo kasnije upozna sa „parsekom“ i „paralaksom“:

Ovdje je M apsolutna veličina zvijezde, m je njena prividna veličina, π je paralaksa zvijezde u

sekundi. Uzastopne transformacije su sljedeće: 2.5M = 2.5m 100π 2,

M lg 2,5 = m lg 2,5 + 2 + 2 lg π, 0,4M = 0,4m +2 + 2 lg π,

M = m + 5 + 5 log π .

Za Sirijus, na primjer, m = –1.6π = 0",38. Dakle, njegova apsolutna vrijednost

M = –l.6 + 5 + 5 log 0,38 = 1,3.

sa latiničnim slovom S. Sazviježđe Dorado se nalazi na južnoj hemisferi neba i nije vidljivo u umjerenom pojasu naše hemisfere. Zvijezda o kojoj je riječ je dio našeg susjednog zvjezdanog sistema, Malog Magelanovog oblaka, čija je udaljenost od nas oko 12.000 puta veća od udaljenosti do Sirijusa. Na tako velikoj udaljenosti, zvijezda mora imati apsolutno izuzetan sjaj da bi se pojavila čak i od osme magnitude. Sirijus, bačen jednako duboko u svemir, sijao bi kao zvijezda 17. magnitude, odnosno jedva bi se mogao vidjeti kroz najmoćniji teleskop.

Kolika je sjaj ove divne zvijezde? Izračun daje sljedeći rezultat: minus osma vrijednost. To znači da je naša zvijezda apsolutno: 400.000 puta (otprilike) svjetlija od Sunca! Sa takvim izuzetnim sjajem, ova zvijezda, ako se nalazi na udaljenosti od Sirijusa, izgledala bi devet magnituda svjetlija od nje, odnosno imala bi približno sjaj Mjeseca u četvrtinoj fazi! Zvijezda koja bi sa udaljenosti Sirijusa mogla preplaviti Zemlju tako jakom svjetlošću ima neosporno pravo da se smatra najsjajnijim nama poznatim zvijezdama.

Veličina planeta na zemaljskom i vanzemaljskom nebu

Vratimo se sada mentalnom putovanju na druge planete (koje smo napravili u odjeljku „Vanzemaljsko nebo“) i preciznije procijenimo sjaj zvijezda koje tamo sijaju. Prije svega, ukazujemo na zvjezdane veličine planeta pri njihovom maksimalnom sjaju na Zemljinom nebu. Evo znaka.

Na nebu Zemlje:

Gledajući kroz njega, vidimo da je Venera sjajnija od Jupitera za skoro dve magnitude, odnosno 2,52 = 6,25 puta, a Sirijus 2,5-2,7 = 13 puta

(veličina Sirijusa je 1,6). Iz iste tablice jasno je da je tamna planeta Saturn i dalje svjetlija od svih fiksnih zvijezda osim Sirijusa i Canopusa. Ovdje nalazimo objašnjenje za činjenicu da su planete (Venera, Jupiter) ponekad vidljive golim okom tokom dana, dok su zvijezde na dnevnom svjetlu potpuno nedostupne golim okom.

Predstavljamo Vam nekoliko pojmova uz pomoć kojih će Vaše znanje o astronomiji postati dublje.

Prividna veličina

Broj zvijezda na noćnom nebu vidljivih golim okom nije tako velik kao što se čini. Ako imate dobru vidnu oštrinu i izađete iz grada, dalje od ulične rasvjete, tada će vam za posmatranje biti dostupno oko 6.000 zvijezda. Štaviše, polovina njih će uvek biti skrivena od posmatrača iza horizonta. Ali čak i ova količina je dovoljna da se uoči kako se zvijezde razlikuju po sjaju. To su primijetili i drevni naučnici. Drevni grčki matematičar i astronom Hiparh, koji je živeo u 2. veku pre nove ere, podelio je sve zvezde koje je posmatrao na šest magnituda. Najsjajnije je pripisao prvoj magnitudi, najsjajniju šestoj. Generalno, ovaj princip se i danas koristi. Ali danas nam astronomija omogućava da posmatramo bezbrojne zvezde, od kojih je većina toliko mutna da se ne mogu posmatrati golim okom. I sam koncept zvjezdane veličine koristi se ne samo za udaljene zvijezde, već i za druge objekte - Sunce, Mjesec, umjetni sateliti, planete i tako dalje. Stoga se vjeruje da je magnituda bezdimenzionalna numerička karakteristika svjetline objekta.

Kao što slijedi iz gore navedenog, prividna veličina najsjajnijih objekata bit će negativna. Poređenja radi, magnituda Sunca je –26,7, a magnituda zvijezde najbliže našoj zvijezdi, ali nije vidljiva golim okom, je +11,1. Maksimalna magnituda Marsa je? 2.91. Planirano je da satelit Mayak, koji su mladi ruski naučnici napravili i planiraju da ga pošalju u orbitu, ima magnitudu ne veću od £10. A ako sve uspije, na neko vrijeme će postati najsjajniji objekt na noćnom nebu, osim ako, naravno, ne računate Mjesec u punom mjesecu (? 12,74).

Apsolutna veličina

Deneb je jedan od njih velike zvezde, poznat nauci, ima magnitudu od +1,25. Njegov prečnik je približno jednak prečniku Zemljine orbite i 110 puta veći od prečnika Sunca. Udaljenost do ovog diva je 1.640 svjetlosnih godina. Iako se naučnici još uvijek raspravljaju o ovom pitanju, ovo je predaleko. Većina zvijezda na ovoj udaljenosti može se vidjeti samo kroz teleskop. Da smo bliže ovoj zvijezdi, tada bi sjaj Deneba na nebu bio mnogo veći. Dakle, prividna veličina zavisi i od osvetljenosti objekta i od udaljenosti do njega. Da bi se mogla uporediti sjaj različitih zvijezda jedna s drugom, koristi se apsolutna veličina. Za zvijezde se definira kao prividna veličina objekta ako se nalazi na udaljenosti od 10 parseka od posmatrača. Ako je udaljenost do zvijezde poznata, onda je apsolutnu magnitudu lako izračunati.

Apsolutna magnituda Sunca je +4,8 (vidljivo, podsjetimo, ?26,7). Sirijus, najsjajnija zvezda na noćnom nebu, ima prividnu magnitudu od ?1,46, ali apsolutnu magnitudu od samo +1,4. Što, međutim, nije iznenađujuće, jer je dijamant noćnog neba (kako se ova zvijezda zove) blizu nas: na udaljenosti od samo 8,6 svjetlosnih godina. Ali apsolutna magnituda već spomenutog Deneba je ?6,95.

Paralaksa

Jeste li se ikada zapitali kako naučnici određuju udaljenost do zvijezde? Na kraju krajeva, ova udaljenost se ne može izmjeriti laserskim daljinomjerom. U stvari, to je jednostavno. Tokom godine, položaj zvijezde na nebu se mijenja zbog Zemljine orbite oko Sunca. Ova promjena se naziva godišnja paralaksa zvijezde. Što nam je zvijezda bliža, to je veći njen pomak u odnosu na pozadinu zvijezda koje su dalje. Ali čak i za obližnje zvijezde ovaj pomak je izuzetno mali. Nemogućnost otkrivanja paralakse u zvijezdama je jedno vrijeme bila jedan od argumenata protiv heliocentričnog sistema svijeta. To je bilo moguće učiniti tek u 19. vijeku. Danas se specijalni svemirski teleskopi lansiraju u orbitu kako bi izmjerili paralakse, a time i udaljenosti do zvijezda. Teleskop Hiparkos Evropske svemirske agencije (nazvan po istom Hiparhu koji je klasifikovao zvezde po sjaju) izmerio je paralakse više od 100 hiljada zvezda. U decembru 2013. godine, njegov nasljednik Gaia je lansiran u orbitu.

Paralaktičko pomicanje obližnjih zvijezda u odnosu na pozadinu udaljenih

Zapravo, paralaksa (a ovo nije samo astronomski koncept) je promjena prividnog položaja objekta u odnosu na udaljenu pozadinu (u našem slučaju udaljenije zvijezde) ovisno o položaju promatrača. Koristi se i u geodeziji. Značajno za fotografiju. Paralaksa se mjeri u lučnim sekundama (lučnim sekundama).

Svjetlosna godina

Izmjerite udaljenosti u vanjski prostor kilometri nisu nimalo zgodni. Na primjer, udaljenost do nama najbliže zvijezde, Proxima Centauri? 4,01?1013 kilometara (40,1 triliona kilometara). Prilično je teško zamisliti ovu udaljenost. Ali ako izmjerite ovu udaljenost u svjetlosnim godinama, jedinicom dužine, jednaka udaljenosti pređeno svjetlošću u jednoj godini, rezultat je 4,2 svjetlosne godine. Svjetlu ovog crvenog patuljka potrebno je oko 4 godine i 3 mjeseca da stigne do nas. To je jednostavno.

Parsec

Ali s još jednom jedinicom dužine koja se koristi u astronomiji, nije sve tako jednostavno. Udaljenost do zvijezde Proxima Centauri, mjerena u parsekima, iznosi 1,3 jedinice. Sama riječ "parsec" nastala je od riječi "paralaksa" i "sekunda" (što znači lučna sekunda jednaka 1/3600 stepena, pomislite na školski kutomjer). Ista paralaksa zahvaljujući kojoj možemo mjeriti udaljenosti do zvijezda. Parsec (označen kao "pc")? Ovo je udaljenost sa koje je segment jedne astronomske jedinice (poluprečnik Zemljine orbite), okomit na liniju vida, vidljiv pod uglom od jedne lučne sekunde.

Galaxy rukav

Naš Mliječni put ima prečnik od 100.000 svjetlosnih godina. Pripada jednoj od glavnih vrsta galaksija. Mliječni put je spiralna galaksija s prečkama. Sve zvezde koje vidimo na nebu golim okom nalaze se u našoj galaksiji. Ukupno, Mliječni put sadrži različite procjene, od 200 do 400 milijardi zvijezda. Kako možete navigirati i saznati gdje je Sunce među ovim milijardama zvijezda?

Mliječni put je spiralna galaksija i ima spiralne galaktičke krakove smještene u ravni diska. Galaktički rukav je strukturni element spiralna galaksija. Najveći dio zvijezda, prašine i plina sadržan je u galaktičkim krakovima.

Galaktički krakovi Mliječnog puta

Postoji nekoliko takvih krakova, ali glavni su ruka Strijelca, ruka Labuda, ruka Perzeja, ruka Kentaura i ruka Oriona. Takva imena su dobili po nazivima sazvežđa u kojima se može posmatrati glavni niz krakova. Orionova ruka je mala u poređenju sa ostalima. Ponekad se čak naziva i Orionova ostruga. Dugačak je samo oko 11.000 svjetlosnih godina. Ali za nas je ovaj rukav značajan po tome što je Sunce i malo Plava planeta, koji se vrte oko njega i koji su naš dom, nalaze se upravo u njemu.

Apocentar i periapsis

Većina poznatih orbita umjetnih satelita i nebeskih tijela su eliptične. A za bilo koju eliptičnu orbitu uvijek možete naznačiti tačku koja je najbliža središnjem tijelu i najudaljenija od njega. Najbliža tačka se naziva periapsis, a najudaljenija tačka se naziva apcentar.

Apocentar (desno) i periapsis (lijevo)

Ali, u pravilu, umjesto riječi “centar”, iza “peri-” ili “apo-”, zamjenjuje se naziv tijela oko kojeg se odvija kretanje. Tako se za orbite umjetnih satelita Zemlje (Gaia - na starogrčkom) i orbitu Mjeseca koriste termini apogej i perigej. Za cislunarnu (Mjesec - Selene) orbitu ponekad se koriste populacije i periselenioni. Tačka u orbiti naše planete ili druge planete najbliže Suncu (Helios) nebesko telo Sunčev sistem je perihel, udaljeni je afel ili apohel. Za orbite oko drugih zvijezda (astron - zvijezda) - periastron i apoaster.

Astronomska jedinica

Perihel orbite naše planete (najbliža tačka orbite Suncu) je 147,098,290 km (0,983 astronomskih jedinica), afel - 152,098,232 km (1,017 astronomskih jedinica). Ali ako uzmete prosječnu udaljenost od Zemlje do Sunca, dobićete zgodnu jedinicu mjerenja u svemiru. Za one udaljenosti gdje je mjerenje u kilometrima već nezgodno, a u svjetlosnim godinama i parsekima još uvijek nezgodno. Ova mjerna jedinica naziva se "astronomska jedinica" (označena kao "au") i koristi se za određivanje udaljenosti između objekata u Sunčevom sistemu, ekstrasolarnih sistema i između komponenti dvostrukih zvijezda. Nakon nekoliko pojašnjenja, astronomska jedinica je prepoznata kao jednaka 149597870,7 kilometara.

Dakle, Zemlja je udaljena od Sunca na udaljenosti od 1 a. Odnosno, Neptun, najudaljenija planeta od Sunca, na udaljenosti od oko 30 a. e. Udaljenost od Sunca do njemu najbliže planete - Merkura - je samo 0,39 a. e. A u vrijeme sljedeće velike konfrontacije Marsa i Zemlje, 27. jula 2018. godine, razmak između planeta će se smanjiti na 0,386 AJ. e.

Roche limit

Ne postoji ništa trajno u svemiru. Samo su potrebni milioni godina da se promeni poredak na koji smo navikli. Dakle, ako posmatrač posmatra Mars za nekoliko miliona godina, možda neće otkriti jedan ili čak dva njegova satelita. Kao što je poznato, najveći od satelita crvene planete, Fobos, približava joj se za 1,8 metara po vijeku. Fobos se kreće na udaljenosti od samo oko 9.000 km od Marsa. Poređenja radi, orbite navigacijskih satelita su na visini od 19.400-23.222 km, geostacionarna orbita je 35.786 km, a Mjesec, prirodni satelit naše planete, nalazi se na udaljenosti od 385.000 km od Zemlje.

Proći će još 10-11 miliona godina, a Fobos će preći svoju Rocheovu granicu, što će rezultirati uništenjem. Rocheova granica, nazvana po Edouardu Rocheu, koji je prvi izračunao takve granice za neke satelite, je udaljenost od planete (zvijezde) do njenog satelita, bliže kojoj satelit uništavaju plimne sile. Utvrđeno je da je gravitaciona sila planete kompenzovana centrifugalna sila samo u centru mase satelita. Na ostalim tačkama na satelitu ne postoji takva jednakost sila, što je razlog za stvaranje plimnih sila. Kao rezultat djelovanja plimnih sila, satelit prvo poprima elipsoidni oblik, a kada prijeđe Rocheovu granicu, on biva rastrgan od njih. Ali orbita drugog satelita crvene planete - Deimosa (orbitalna visina je oko 23.500 km) - svaki put je sve veća i veća. Prije ili kasnije on će savladati gravitaciju Marsa i krenuti na samostalno putovanje Solarni sistem.

Laniakea

Možete li reći gdje se u svemiru nalazi naša planeta? Naravno, planeta Zemlja nalazi se u Sunčevom sistemu, koji se, pak, nalazi u Orionovom kraku - malom galaktičkom kraku Mliječnog puta. Pa šta dalje? Naša galaksija, najbliža galaksija Andromeda, galaksija Triangulum i više od 50 drugih galaksija dio su takozvane Lokalne grupe galaksija, koja je komponenta superjata Djevice.

Laniakea i Mliječni put

Ali superjato Djevice, koje se naziva i Lokalno superjato galaksija, Hydra-Centauri i Pavonis-Indijski superjato, kao i Južno superjato čine superjato galaksija nazvano Laniakea. Sadrži oko 100 hiljada galaksija. Prečnik Laniakee je 500 miliona svetlosnih godina. Poređenja radi, prečnik naše galaksije je samo 100 hiljada svetlosnih godina. U prijevodu s havajskog, Laniakea znači „ogromni raj“. Što, generalno, tačno odražava činjenicu da u doglednoj budućnosti teško da ćemo moći doletjeti do ruba ovih „nebesa“.

Laniakea i obližnja superjata galaksija Persej-Riba

Astronomi mjere sjaj, tačnije, sjaj zvijezda u njima zvezdane veličine. Prilično originalan termin, koji je još u drugom veku pre nove ere uveo grčki astronom Hiparh.

Hiparh je podelio zvezde prema sjaju na šest stepeni, na šest magnituda, nazivajući najsjajnije zvezde zvezdama prve veličine, a najslabije, jedva vidljive oku, odnosile su se na šestu magnitudu. Zvijezde srednjeg sjaja raspoređene su po magnitudama subjektivno, "na oko", tako da su "koraci" zvjezdanih veličina bili približno isti.

Kasnije se ispostavilo da subjektivno ujednačeni "koraci" od jedne veličine do druge odgovaraju eksponencijalnom povećanju fizičkog sjaja (svjetlosni tok). Drugim riječima, vidljivi sjaj se povećava on korak, i fizički sjaj - V više puta. Ovo je svojstvo svih fizioloških senzacija; oni se pokoravaju logaritamskom zakonu: intenzitet osjeta je proporcionalan logaritmu intenziteta stimulusa.

Prijatno je da razlika od 5 zvjezdanih jedinica (označenih 5 m) odgovara stostrukoj promjeni svjetlosnog toka. Prema tome, jedna veličina je promjena svjetlosnog toka od otprilike dva i po puta. Zvijezda Vega odabrana je za nultu magnitudu, ali najsjajnije zvijezde se nisu uklopile u ljestvicu i imaju negativnu magnitudu: Sirius, Canopus, Alpha Centauri i Arcturus.

Što je veća magnituda, odnosno što su zvezde slabije, to ih je više. Analiza Kataloga sjajnih zvijezda, koji uključuje sve zvijezde sjajnije od 6,5 m, daje dobar odnos: s povećanjem za jednu magnitudu, broj zvijezda se povećava za 3 puta. Imajte na umu: i ovdje se pojavljuje eksponencijalna ovisnost! Mnogi procesi u prirodi opisuju se eksponencijalima.

Da biste vidjeli ovaj eksponencijalni odnos, zgodno je koristiti grafikone sa logaritamskom skalom, što radim na drugoj slici. Tu su dodane i zvijezde Ptolomejevog kataloga Almagest (2. stoljeće nove ere), najstarijeg sačuvanog kataloga i kataloga Ugulbeka. U njima se zvjezdane veličine određuju hipparhovskom metodom „na oko“; ipak, jasno je da su, generalno, u skladu sa modernim. Višak zvijezda magnitude 3 i 4 objašnjava se precijenom sjaja prigušenih zvijezda. Osim toga, jasno je vidljivo da su drevni astronomi izostavili ogroman broj najslabijih zvijezda 5. i 6. magnitude.

Opis

×

Opis tabele

Table uključuje broj zvijezda sjajnijih od određene magnitude.

Zvjezdana magnituda Granicna zvjezdana magnituda. Katalog sjajne zvezde Broj zvijezda svjetlijih od date magnitude iz Kataloga sjajnih zvijezda. Almagest Broj zvijezda svjetlijih od naznačene magnitude iz Almagest kataloga. Ulugbek Broj zvijezda svjetlijih od navedene magnitude iz Ulugbekovog kataloga.

Prvi grafikon pokazuje zavisnost broja zvijezda sjajnijih od magnitude od magnitude.

Drugi grafikon prikazuje zavisnost broja zvijezda sjajnijih od magnitude od magnitude u logaritamskoj skali za različite kataloge.