(dilambangkan dengan m - dari bahasa Inggris. besarnya) - kuantitas tak berdimensi yang mencirikan kecerahan benda langit (jumlah cahaya yang datang darinya) dari sudut pandang pengamat duniawi. Semakin terang suatu objek, semakin kecil magnitudo tampak.

Kata "jelas" dalam namanya hanya berarti bahwa besarnya diamati dari Bumi, dan digunakan untuk membedakannya dari besarnya mutlak. Nama ini tidak hanya mengacu pada cahaya tampak. Kuantitas yang ditangkap oleh mata manusia (atau penerima lain dengan sensitivitas spektral yang sama) disebut visual.

Besarnya dilambangkan dengan huruf kecil m sebagai superskrip untuk nilai numerik. Misalnya, 2 m berarti besaran kedua.

Cerita

Konsep magnitudo diperkenalkan oleh astronom Yunani kuno Hipparchus pada abad ke-2 SM. Dia mendistribusikan semua bintang yang dapat diakses dengan mata telanjang menjadi enam magnitudo: dia menyebut bintang terang dengan magnitudo pertama, naytmyanish - keenam. Untuk magnitudo menengah, diyakini bahwa, katakanlah, bintang dengan magnitudo ketiga, sama redupnya dengan bintang magnitudo kedua, karena mereka lebih terang daripada bintang magnitudo keempat. Metode pengukuran kecemerlangan ini mendapatkan popularitas berkat Almagest, katalog bintang Claudius Ptolemy.

Skala klasifikasi seperti itu digunakan hampir tidak berubah sampai pertengahan abad ke-19. Orang pertama yang memperlakukan magnitudo bintang sebagai karakteristik kuantitatif daripada kualitatif adalah Friedrich Argelander. Dialah yang mulai dengan percaya diri menerapkan pecahan desimal dari besaran bintang.

1856 Norman Pogson meresmikan skala magnitudo, menetapkan bahwa bintang magnitudo pertama tepat 100 kali lebih terang daripada bintang magnitudo keenam. Karena, sesuai dengan hukum Weber-Fechner, perubahan iluminasi jumlah yang sama berkali-kali dirasakan oleh mata sebagai perubahan dengan jumlah yang sama maka perbedaan satu magnitudo sama dengan perubahan intensitas cahaya dengan faktor 2.512. Ini adalah bilangan irasional yang disebut nomor pogson.

Jadi, skala besaran bintang adalah logaritmik: perbedaan besaran bintang dari dua benda ditentukan oleh persamaan:

, , Adalah magnitudo bintang benda, , adalah iluminasi yang diciptakan oleh mereka.

Rumus ini memungkinkan untuk menentukan hanya perbedaan besaran bintang, tetapi bukan besaran itu sendiri. Untuk membangun skala absolut dengan bantuannya, perlu untuk menetapkan titik nol — penerangan, yang sesuai dengan besarnya nol (0 m). Pada awalnya, Pogson menggunakan Bintang Utara sebagai standar, dengan asumsi bahwa ia memiliki magnitudo kedua. Setelah menjadi jelas bahwa Polaris adalah bintang variabel, skala mulai diikat ke Vega (yang diberi nilai nol), dan kemudian (ketika Vega juga dicurigai variabilitas), titik nol skala didefinisikan ulang dengan bantuan beberapa bintang lainnya. Namun, untuk pengamatan visual, Vega dapat berfungsi sebagai standar magnitudo nol lebih jauh, karena magnitudonya dalam cahaya tampak adalah 0,03 m, yang tidak berbeda dari nol oleh mata.

Skala magnitudo modern tidak terbatas pada enam magnitudo atau hanya cahaya tampak. Besarnya benda yang sangat terang adalah negatif. Misalnya, Sirius, bintang paling terang di langit malam, memiliki magnitudo semu -1,47m. Teknologi modern juga memungkinkan untuk mengukur kecerahan Bulan dan Matahari: Bulan purnama memiliki magnitudo semu -12,6 m, dan Matahari -26,8 m. Teleskop Orbital Hubble dapat mengamati bintang hingga 31,5 m dalam rentang yang terlihat.

Ketergantungan spektral

Magnitudo bintang tergantung pada rentang spektral di mana pengamatan dilakukan, karena fluks cahaya dari objek apa pun dalam rentang yang berbeda berbeda.

• Besaran bolometrik menunjukkan daya radiasi total objek, yaitu, fluks total di semua rentang spektral. Bolometer diukur.

Sistem fotometrik yang paling umum, sistem UBV, memiliki 3 pita (rentang spektral di mana pengukuran dilakukan). Dengan demikian, ada:

• magnitudo ultraviolet (U)- ditentukan dalam kisaran ultraviolet;

• Besaran "Biru" (B) — ditentukan dalam kisaran biru;

• besaran visual (V)- ditentukan dalam rentang yang terlihat; kurva respons spektral dipilih agar lebih sesuai dengan penglihatan manusia. Mata paling sensitif terhadap cahaya kuning-hijau dengan panjang gelombang sekitar 555 nm.

Selisih (U-B atau B-V) antara besaran benda yang sama pada pita yang berbeda menunjukkan warnanya dan disebut indeks warna. Semakin tinggi indeks warna, semakin merah objek tersebut.

Ada sistem fotometrik lain, yang masing-masing memiliki pita yang berbeda dan, karenanya, jumlah yang berbeda dapat diukur. Misalnya, dalam sistem fotografi lama, jumlah berikut digunakan:

• besaran fotovisual (m pv)- ukuran menghitamkan gambar suatu objek pada pelat fotografi dengan filter cahaya oranye;

• besarnya fotografi (m hal)- diukur pada pelat fotografi konvensional, yang peka terhadap rentang spektrum biru dan ultraviolet.

Magnitudo bintang yang tampak dari beberapa objek

Sebuah Objek	m
Matahari	-26,73
Bulan purnama	-12,92
Iridium flare (maksimum)	-9,50
Venus (maksimum)	-4,89
Venus (minimal)	-3,50
Yupiter (maksimum)	-2,94
Mars (maksimum)	-2,91
Merkuri (maksimum)	-2,45
Yupiter (minimal)	-1,61
Sirius (bintang paling terang di langit)	-1,47
Canopus (bintang paling terang ke-2 di langit)	-0,72
Saturnus (maksimum)	-0,49
Kecerahan kumulatif Alpha Centauri A, B	-0,27
Arcturus (bintang paling terang ke-3 di langit)	0,05
Alpha Centauri A (bintang paling terang ke-4 di langit)	-0,01
Vega (bintang paling terang ke-5 di langit)	0,03
Saturnus (minimal)	1,47
Mars (minimal)	1,84
SN 1987A - supernova 1987 di Awan Magellan Besar	3,03
Nebula Andromeda	3,44
Bintang samar yang terlihat di area metropolitan	3 … + 4
Ganymede adalah bulan Jupiter, bulan terbesar di tata surya (maksimum)	4,38
4 Vesta (asteroid terang), maksimal	5,14
Uranus (maksimum)	5,32
Galaksi Triangulum (M33), terlihat dengan mata telanjang di langit yang cerah	5,72
Merkuri (minimal)	5,75
Uranus (minimal)	5,95
Bintang Naymanishi terlihat dengan mata telanjang di pedesaan	6,50
Ceres (maksimum)	6,73
NGC 3031 (M81), terlihat dengan mata telanjang di bawah langit yang sempurna	6,90
Bintang-bintang mimpi buruk terlihat dengan mata telanjang di langit yang sempurna (Observatorium Mauna Kea, Gurun Atacama)	7,72
Neptunus (maksimum)	7,78
Neptunus (minimal)	8,01
Titan adalah bulan Saturnus, bulan terbesar ke-2 di tata surya (maksimum)	8,10
Proxima Centauri	11,10
quasar paling terang	12,60
Pluto (maksimum)	13,65
Makemake di oposisi	16,80
Haumea di oposisi	17,27
Eris di oposisi	18,70
Bintang samar terlihat dalam gambar CCD 24" dengan eksposur 30 menit	22
Objek terkecil yang tersedia di teleskop berbasis darat 8 meter	27
Objek terkecil yang tersedia di Teleskop Luar Angkasa Hubble	31,5
Objek terkecil yang akan tersedia di teleskop berbasis darat 42 meter	36
Objek terkecil yang akan tersedia di teleskop yang mengorbit OWL (peluncuran dijadwalkan pada tahun 2020)	38

Masing-masing bintang ini memiliki magnitudo tertentu yang memungkinkan Anda untuk melihatnya.

Magnitudo adalah kuantitas tak berdimensi numerik yang mencirikan kecerahan bintang atau benda kosmik lainnya dalam kaitannya dengan area yang tampak. Dengan kata lain, nilai ini mencerminkan jumlah gelombang elektromagnetik yang dicatat oleh tubuh oleh pengamat. Oleh karena itu, nilai ini tergantung pada karakteristik objek yang diamati dan jarak dari pengamat ke objek tersebut. Istilah ini hanya mencakup spektrum radiasi elektromagnetik yang terlihat, inframerah dan ultraviolet.

Sehubungan dengan sumber cahaya titik, istilah "kecemerlangan" juga digunakan, dan untuk yang diperpanjang - "kecerahan".

Seorang sarjana Yunani kuno yang tinggal di Turki pada abad ke-2 SM. e., dianggap sebagai salah satu astronom kuno yang paling berpengaruh. Dia menyusun volumetrik, yang pertama di Eropa, menggambarkan lokasi lebih dari seribu benda langit. Hipparchus juga memperkenalkan karakteristik seperti besaran. Mengamati bintang-bintang dengan mata telanjang, astronom memutuskan untuk membaginya berdasarkan kecerahan menjadi enam magnitudo, di mana magnitudo pertama adalah objek paling terang, dan magnitudo keenam adalah yang paling redup.

Pada abad ke-19, astronom Inggris Norman Pogson meningkatkan skala untuk mengukur magnitudo bintang. Dia memperluas jangkauan nilainya dan memperkenalkan ketergantungan logaritmik. Artinya, dengan peningkatan besaran satu, kecerahan objek berkurang dengan faktor 2,512. Kemudian bintang dengan magnitudo pertama (1 m) seratus kali lebih terang daripada bintang dengan magnitudo ke-6 (6 m).

Standar besaran

Standar benda langit dengan magnitudo nol pada awalnya diambil sebagai kecemerlangan titik paling terang. Agak kemudian, definisi yang lebih akurat tentang objek dengan magnitudo nol disajikan - iluminasinya harus 2,54 10 6 lux, dan fluks bercahaya dalam rentang yang terlihat adalah 10 6 kuanta / (cm² s).

Besarnya tampak

Karakteristik yang dijelaskan di atas, yang diidentifikasi oleh Hipparchus dari Nicea, kemudian dikenal sebagai "terlihat" atau "visual". Ini berarti bahwa ia dapat diamati baik dengan bantuan mata manusia dalam jangkauan yang terlihat, dan menggunakan berbagai instrumen seperti teleskop, termasuk jangkauan ultraviolet dan inframerah. Besarnya rasi bintang adalah 2 m. Namun, kita tahu bahwa Vega dengan magnitudo nol (0 m) bukanlah bintang paling terang di langit (kecerahan kelima, yang ketiga untuk pengamat dari wilayah CIS). Oleh karena itu, bintang yang lebih terang dapat memiliki magnitudo negatif, misalnya (-1,5 m). Hari ini juga diketahui bahwa di antara benda-benda langit tidak hanya ada bintang, tetapi juga benda-benda yang memantulkan cahaya bintang - planet, komet, atau asteroid. Besarnya total adalah 12,7 m.

Magnitudo mutlak dan luminositas

Untuk dapat membandingkan kecerahan sebenarnya dari benda-benda kosmik, karakteristik seperti magnitudo mutlak dikembangkan. Menurutnya, nilai magnitudo bintang semu objek dihitung jika objek ini berada 10 (32,62) dari Bumi. Dalam hal ini, tidak ada ketergantungan pada jarak ke pengamat ketika membandingkan bintang yang berbeda.

Magnitudo mutlak untuk benda luar angkasa menggunakan jarak yang berbeda dari benda ke pengamat. Yakni, 1 unit astronomi, sedangkan secara teori, pengamat harus berada di pusat Matahari.

Kuantitas yang lebih modern dan berguna dalam astronomi telah menjadi "luminositas". Karakteristik ini menentukan total yang dipancarkan benda kosmik selama periode waktu tertentu. Untuk perhitungannya, magnitudo bintang mutlak digunakan.

Ketergantungan spektral

Seperti disebutkan sebelumnya, besarnya dapat diukur untuk berbagai jenis radiasi elektromagnetik, dan karena itu memiliki nilai yang berbeda untuk setiap rentang spektrum. Untuk mendapatkan gambar objek luar angkasa apa pun, para astronom dapat menggunakan, yang lebih sensitif terhadap bagian frekuensi tinggi dari cahaya tampak, dan bintang-bintang berubah menjadi biru dalam gambar. Magnitudo bintang seperti itu disebut "fotografi", m Pv . Untuk mendapatkan nilai yang mendekati visual ("fotovisual", m P), pelat fotografi ditutupi dengan emulsi ortokromatik khusus dan filter cahaya kuning digunakan.

Para ilmuwan telah menyusun apa yang disebut sistem rentang fotometrik, berkat itu dimungkinkan untuk menentukan karakteristik utama benda kosmik, seperti: suhu permukaan, tingkat pantulan cahaya (albedo, bukan untuk bintang), tingkat penyerapan cahaya, dan lain-lain. Untuk melakukan ini, termasyhur difoto dalam spektrum radiasi elektromagnetik yang berbeda dan perbandingan hasilnya selanjutnya. Untuk fotografi, filter berikut paling populer: ultraviolet, biru (magnitudo fotografis) dan kuning (dekat dengan rentang fotovisual).

Sebuah foto dengan energi yang ditangkap dari semua rentang gelombang elektromagnetik menentukan apa yang disebut magnitudo bolometrik (m b). Dengan bantuannya, mengetahui jarak dan tingkat kepunahan antarbintang, para astronom menghitung luminositas benda kosmik.

Magnitudo bintang dari beberapa objek

• Matahari = -26,7 m
• Bulan Purnama = -12,7 m
• Flash Iridium = -9,5 m. Iridium adalah sistem 66 satelit yang mengorbit Bumi dan berfungsi untuk mengirimkan suara dan data lainnya. Secara berkala, permukaan masing-masing dari tiga kendaraan utama memantulkan sinar matahari ke arah Bumi, menciptakan kilatan halus paling terang di langit hingga 10 detik.

Bintang adalah jenis benda langit yang paling umum di alam semesta. Ada sekitar 6000 bintang hingga magnitudo ke-6, sekitar satu juta hingga magnitudo ke-11, dan sekitar 2 miliar di antaranya di seluruh langit hingga magnitudo ke-21.

Semuanya, seperti Matahari, adalah bola gas bercahaya diri yang panas, di dalamnya energi besar dilepaskan. Namun, bintang-bintang, bahkan di teleskop yang paling kuat sekalipun, terlihat sebagai titik bercahaya, karena jaraknya sangat jauh dari kita.

1. Paralaks tahunan dan jarak ke bintang

Jari-jari Bumi ternyata terlalu kecil untuk digunakan sebagai dasar untuk mengukur perpindahan paralaktik bintang-bintang dan untuk menentukan jarak ke mereka. Bahkan di zaman Copernicus, jelas bahwa jika Bumi benar-benar berputar mengelilingi Matahari, maka posisi bintang-bintang di langit harus berubah. Dalam enam bulan, Bumi bergerak dengan diameter orbitnya. Arah ke bintang dari titik yang berlawanan dari orbit ini harus berbeda. Dengan kata lain, bintang-bintang harus memiliki paralaks tahunan yang nyata (Gbr. 72).

Paralaks tahunan bintang adalah sudut di mana seseorang dapat melihat sumbu semi-mayor orbit bumi (sama dengan 1 SA) dari bintang jika tegak lurus terhadap garis pandang.

Semakin besar jarak D ke bintang, semakin kecil paralaksnya. Pergeseran paralaktik posisi bintang di langit sepanjang tahun terjadi di sepanjang elips atau lingkaran kecil jika bintang berada di kutub ekliptika (lihat Gambar 72).

Copernicus mencoba tetapi gagal mendeteksi paralaks bintang. Dia dengan benar menegaskan bahwa bintang-bintang terlalu jauh dari Bumi untuk instrumen yang ada saat itu untuk mendeteksi perpindahan paralaktik mereka.

Pengukuran pertama yang dapat diandalkan dari paralaks tahunan bintang Vega dilakukan pada tahun 1837 oleh akademisi Rusia V. Ya. Struve. Hampir bersamaan dengan dia di negara lain, paralaks dua bintang lagi ditentukan, salah satunya adalah Centauri. Bintang ini, yang tidak terlihat di Uni Soviet, ternyata paling dekat dengan kita, paralaks tahunannya adalah = 0,75". Pada sudut ini, kawat setebal 1 mm terlihat dengan mata telanjang dari jarak 280 m. perpindahan sudut kecil.

Jarak ke bintang di mana a adalah sumbu semi-mayor orbit bumi. Pada sudut kecil jika p dinyatakan dalam detik busur. Maka diambil a = 1 a. e., kita peroleh:

Jarak ke bintang terdekat Centauri D \u003d 206 265 ": 0.75" \u003d 270.000 a. e. Cahaya menempuh jarak ini dalam 4 tahun, sementara itu hanya membutuhkan waktu 8 menit dari Matahari ke Bumi, dan sekitar 1 detik dari Bulan.

Jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun disebut tahun cahaya.. Satuan ini digunakan untuk mengukur jarak beserta parsec (pc).

Parsec adalah jarak dari mana sumbu semi-mayor orbit bumi, tegak lurus terhadap garis pandang, terlihat pada sudut 1".

Jarak dalam parsec sama dengan kebalikan dari paralaks tahunan, yang dinyatakan dalam detik busur. Misalnya, jarak ke bintang Centauri adalah 0,75" (3/4"), atau 4/3 pc.

1 parsec = 3,26 tahun cahaya = 206.265 AU e. = 3 * 10 13 km.

Saat ini, pengukuran paralaks tahunan adalah metode utama untuk menentukan jarak ke bintang. Paralaks telah diukur untuk banyak bintang.

Dengan mengukur paralaks tahunan, seseorang dapat dengan andal menentukan jarak ke bintang-bintang yang terletak tidak lebih dari 100 pc, atau 300 tahun cahaya.

Mengapa tidak mungkin mengukur paralaks tahunan lebih dari satu bintang jauh secara akurat?

Jarak ke bintang yang lebih jauh saat ini ditentukan dengan metode lain (lihat 25.1).

2. Besaran semu dan mutlak

Luminositas bintang-bintang. Setelah para astronom dapat menentukan jarak ke bintang-bintang, ditemukan bahwa bintang-bintang berbeda dalam kecerahan yang tampak, bukan hanya karena perbedaan jarak mereka, tetapi juga karena perbedaan mereka. kilau.

Luminositas bintang L adalah kekuatan emisi energi cahaya dibandingkan dengan kekuatan emisi cahaya oleh Matahari.

Jika dua bintang memiliki luminositas yang sama, maka bintang yang terjauh dari kita memiliki kecerahan semu yang lebih rendah. Membandingkan bintang dengan luminositas hanya mungkin jika kecerahan nyata (magnitudo) dihitung untuk jarak standar yang sama. Jarak seperti itu dalam astronomi dianggap 10 pc.

Magnitudo bintang semu yang dimiliki sebuah bintang jika berada pada jarak standar D 0 = 10 pc dari kita disebut magnitudo bintang absolut M.

Mari kita pertimbangkan rasio kuantitatif dari magnitudo bintang yang tampak dan mutlak dari sebuah bintang pada jarak D yang diketahui (atau paralaks p). Ingat dulu bahwa perbedaan 5 magnitudo sama dengan perbedaan kecerahan tepat 100 kali. Akibatnya, perbedaan magnitudo bintang yang tampak dari dua sumber sama dengan satu, ketika salah satunya lebih terang dari yang lain tepat satu kali (nilai ini kira-kira sama dengan 2,512). Semakin terang sumbernya, semakin kecil magnitudo yang terlihat. Dalam kasus umum, rasio kecerahan semu dari dua bintang I 1:I 2 terkait dengan perbedaan magnitudo semu m 1 dan m 2 dengan hubungan sederhana:

Misalkan m adalah magnitudo semu dari sebuah bintang yang terletak pada jarak D. Jika diamati dari jarak D 0 = 10 pc, magnitudo semu m 0 akan, menurut definisi, sama dengan magnitudo mutlak M. Maka kecerahan semunya akan berubah dengan

Pada saat yang sama, diketahui bahwa kecerahan semu bintang berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Jadi

(2)

Karena itu,

(3)

Mengambil logaritma dari ekspresi ini, kami menemukan:

(4)

di mana p dinyatakan dalam detik busur.

Rumus-rumus ini memberikan besaran mutlak M dari yang diketahui besarnya tampak m pada jarak nyata ke bintang D. Dari jarak 10 pc, Matahari kita akan terlihat kira-kira seperti bintang dengan magnitudo tampak ke-5, yaitu untuk Matahari M 5.

Mengetahui magnitudo mutlak M sebuah bintang, mudah untuk menghitung luminositasnya L. Dengan mengambil luminositas Matahari L = 1, menurut definisi luminositas, kita dapat menulis bahwa

Nilai M dan L dalam satuan yang berbeda menyatakan kekuatan radiasi bintang.

Studi tentang bintang menunjukkan bahwa mereka dapat berbeda dalam luminositas hingga puluhan miliar kali. Dalam magnitudo bintang, perbedaan ini mencapai 26 satuan.

Nilai mutlak bintang dengan luminositas sangat tinggi adalah negatif dan mencapai M = -9. Bintang-bintang seperti itu disebut raksasa dan supergiants. Radiasi bintang S Doradus 500.000 kali lebih kuat daripada radiasi Matahari kita, luminositasnya L=500.000, katai dengan M=+17 (L=0.000013) memiliki daya radiasi terendah.

Untuk memahami alasan perbedaan signifikan dalam luminositas bintang, perlu untuk mempertimbangkan karakteristik lain mereka, yang dapat ditentukan berdasarkan analisis radiasi.

3. Warna, spektrum, dan suhu bintang

Selama pengamatan Anda, Anda memperhatikan bahwa bintang-bintang memiliki warna yang berbeda, yang terlihat jelas di antara mereka yang paling terang. Warna benda yang dipanaskan, termasuk bintang, tergantung pada suhunya. Hal ini memungkinkan untuk menentukan suhu bintang dari distribusi energi dalam spektrum kontinu mereka.

Warna dan spektrum bintang berhubungan dengan suhunya. Pada bintang yang relatif dingin, radiasi di wilayah spektrum merah mendominasi, itulah sebabnya mereka memiliki warna kemerahan. Suhu bintang merah rendah. Itu naik secara berurutan saat berubah dari merah menjadi oranye, lalu menjadi kuning, kekuningan, putih, dan kebiruan. Spektrum bintang sangat beragam. Mereka dibagi menjadi beberapa kelas, dilambangkan dengan huruf dan angka Latin (lihat halaman belakang). Dalam spektrum bintang merah keren kelas M dengan suhu sekitar 3000 K, pita serapan molekul diatomik paling sederhana, paling sering titanium oksida, terlihat. Spektrum bintang merah lainnya didominasi oleh oksida karbon atau zirkonium. Bintang merah dari kelas magnitudo pertama M - Antares, Betelgeuse.

Dalam spektrum bintang G kuning, yang meliputi Matahari (dengan suhu 6000 K di permukaan), garis tipis logam mendominasi: besi, kalsium, natrium, dll. Sebuah bintang seperti Matahari dalam hal spektrum, warna dan suhu adalah Kapel terang di konstelasi Auriga.

Dalam spektrum bintang putih kelas A, seperti Sirius, Vega dan Deneb, garis hidrogen adalah yang terkuat. Ada banyak garis lemah logam terionisasi. Suhu bintang-bintang seperti itu sekitar 10.000 K.

Dalam spektrum bintang kebiruan terpanas dengan suhu sekitar 30.000 K, garis helium netral dan terionisasi terlihat.

Suhu sebagian besar bintang antara 3.000 dan 30.000 K. Beberapa bintang memiliki suhu sekitar 100.000 K.

Dengan demikian, spektrum bintang sangat berbeda satu sama lain, dan mereka dapat digunakan untuk menentukan komposisi kimia dan suhu atmosfer bintang. Studi spektrum menunjukkan bahwa hidrogen dan helium dominan di atmosfer semua bintang.

Perbedaan spektrum bintang dijelaskan tidak begitu banyak oleh keragaman komposisi kimianya, melainkan oleh perbedaan suhu dan kondisi fisik lainnya di atmosfer bintang. Pada suhu tinggi, molekul terurai menjadi atom. Pada suhu yang lebih tinggi, atom yang kurang tahan lama dihancurkan, mereka berubah menjadi ion, kehilangan elektron. Atom terionisasi dari banyak unsur kimia, seperti atom netral, memancarkan dan menyerap energi dengan panjang gelombang tertentu. Dengan membandingkan intensitas garis serapan atom dan ion dari unsur kimia yang sama, jumlah relatifnya ditentukan secara teoritis. Ini adalah fungsi dari suhu. Jadi, dari garis gelap spektrum bintang, Anda dapat menentukan suhu atmosfernya.

Bintang-bintang dengan suhu dan warna yang sama, tetapi luminositas yang berbeda, memiliki spektrum yang sama secara umum, tetapi orang dapat melihat perbedaan dalam intensitas relatif dari beberapa garis. Ini disebabkan oleh fakta bahwa pada suhu yang sama tekanan di atmosfer mereka berbeda. Misalnya, di atmosfer bintang-bintang raksasa, tekanannya lebih kecil, mereka lebih jarang. Jika ketergantungan ini dinyatakan secara grafis, maka magnitudo mutlak bintang dapat ditemukan dari intensitas garis, dan kemudian, dengan menggunakan rumus (4), jaraknya dapat ditentukan.

Contoh solusi masalah

Tugas. Berapa luminositas bintang Scorpio, jika magnitudo tampak 3, dan jaraknya 7500 sv. bertahun-tahun?

Latihan 20

1. Berapa kali Sirius lebih terang dari Aldebaran? Apakah matahari lebih terang dari Sirius?

2. Satu bintang 16 kali lebih terang dari yang lain. Apa perbedaan antara besaran mereka?

3. Paralaks Vega adalah 0,11". Berapa lama waktu yang dibutuhkan cahaya untuk mencapai Bumi?

4. Berapa tahun yang dibutuhkan untuk terbang menuju konstelasi Lyra dengan kecepatan 30 km/s agar Vega menjadi dua kali lebih dekat?

5. Berapa kali bintang dengan magnitudo 3,4 lebih redup dari Sirius, yang memiliki magnitudo semu -1,6? Berapakah besar mutlak bintang-bintang tersebut jika jarak keduanya adalah 3 pc?

6. Sebutkan warna masing-masing bintang pada Lampiran IV menurut jenis spektralnya.

(dari Wikipedia)

Magnitudo - karakteristik numerik dari suatu objek di langit, paling sering bintang, menunjukkan berapa banyak cahaya yang datang darinya ke titik di mana pengamat berada.

Terlihat (penglihatan)

Konsep modern magnitudo bintang semu dibuat sedemikian rupa sehingga sesuai dengan magnitudo yang dikaitkan dengan bintang-bintang oleh astronom Yunani kuno Hipparchus pada abad ke-2 SM. e. Hipparchus membagi semua bintang menjadi enam magnitudo. Dia menyebut bintang-bintang paling terang dari magnitudo pertama, yang paling redup - bintang-bintang dengan magnitudo keenam. Nilai-nilai menengah ia mendistribusikan secara merata di antara bintang-bintang yang tersisa.

Magnitudo bintang yang tampak tidak hanya bergantung pada seberapa banyak cahaya yang dipancarkan suatu objek, tetapi juga pada seberapa jauh jaraknya dari pengamat. Magnitudo bintang yang tampak dianggap sebagai unit pengukuran bersinar bintang, dan semakin besar kecemerlangannya, semakin kecil magnitudonya, dan sebaliknya.

Pada tahun 1856, N. Pogson mengusulkan formalisasi skala besaran. Magnitudo bintang yang tampak ditentukan oleh rumus:

Di mana Saya- fluks bercahaya dari objek, C- konstan.

Karena skala ini relatif, titik nolnya (0 m ) didefinisikan sebagai kecerahan bintang tersebut, di mana fluks bercahaya adalah 10³ kuanta / (cm² s ) dalam lampu hijau (skala UBV) atau 10 6 kuanta / ( cm² ) s·Å) di seluruh rentang cahaya tampak. Sebuah bintang 0 m di luar atmosfer bumi menciptakan penerangan sebesar 2,54 10 6 lux.

Skala magnitudo bintang adalah logaritmik, karena perubahan kecerahan dengan jumlah yang sama dianggap sama (hukum Weber-Fechner). Selain itu, karena Hipparchus memutuskan bahwa besarnya topik lebih kecil daripada bintang lebih cerah, maka ada tanda minus dalam rumus.

Dua sifat berikut membantu untuk menggunakan magnitudo bintang nyata dalam praktik:

1. Peningkatan fluks bercahaya dengan faktor 100 sesuai dengan penurunan magnitudo bintang yang tampak tepat 5 unit.
2. Penurunan besarnya satu unit berarti peningkatan fluks cahaya sebesar 10 1/2,5 = 2,512 kali.

Saat ini, magnitudo bintang yang tampak digunakan tidak hanya untuk bintang, tetapi juga untuk objek lain, misalnya, untuk Bulan dan Matahari serta planet-planet. Karena mereka bisa lebih terang daripada bintang paling terang, mereka bisa memiliki magnitudo semu negatif.

Magnitudo bintang yang tampak tergantung pada sensitivitas spektral penerima radiasi (mata, detektor fotolistrik, pelat fotografi, dll.)

• visual besarnya ( V atau m v ) ditentukan oleh spektrum sensitivitas mata manusia (cahaya tampak), yang memiliki sensitivitas maksimum pada panjang gelombang 555 nm. atau fotografi dengan filter oranye.

• fotografi atau magnitudo "biru" ( B atau m p ) ditentukan dengan fotometer gambar bintang pada pelat fotografi yang peka terhadap sinar biru dan ultraviolet, atau menggunakan photomultiplier antimon-cesium dengan filter biru.

• ultraungu besarnya ( kamu) memiliki maksimum dalam ultraviolet pada panjang gelombang sekitar 350 nm.

Perbedaan besaran suatu benda pada jarak yang berbeda U−B dan BV adalah indikator integral dari warna objek, semakin besar mereka, semakin merah objek tersebut.

• Bolometrik besarnya sesuai dengan total daya radiasi bintang, yaitu, daya yang dijumlahkan di seluruh spektrum radiasi. Untuk mengukurnya, alat khusus digunakan - bolometer.

mutlak

Besaran mutlak (M ) didefinisikan sebagai magnitudo semu suatu benda jika terletak pada jarak 10 parsec dari pengamat. Magnitudo mutlak bolometrik Matahari adalah +4,7. Jika magnitudo bintang yang tampak dan jarak ke objek diketahui, magnitudo bintang mutlak dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

di mana d 0 = 10 pc 32,616 tahun cahaya.

Dengan demikian, jika magnitudo bintang yang tampak dan mutlak diketahui, jarak dapat dihitung dengan menggunakan rumus

Magnitudo mutlak terkait dengan luminositas dengan hubungan berikut: di mana dan adalah luminositas dan magnitudo mutlak Matahari.

Magnitudo bintang dari beberapa objek

Sebuah Objek	m
Matahari	−26,7
bulan di bulan purnama	−12,7
Iridium Meledak (maksimum)	−9,5
Supernova 1054 (maksimum)	−6,0
Venus (maksimum)	−4,4
Bumi (dilihat dari Matahari)	−3,84
Mars (maksimum)	−3,0
Yupiter (maksimum)	−2,8
Stasiun Luar Angkasa Internasional (maksimum)	−2
Merkuri (maksimum)	−1,9
Galaksi Andromeda	+3,4
Proxima Centauri	+11,1
quasar paling terang	+12,6
Bintang paling redup yang terlihat dengan mata telanjang	+6 hingga +7
Objek paling redup yang ditangkap oleh teleskop berbasis darat 8 meter	+27
Objek paling redup yang ditangkap oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble	+30

Sebuah Objek	Konstelasi	m
Sirius	anjing besar	−1,47
kanopus	Lunas	−0,72
Centauri	Centaurus	−0,27
Arcturus	sepatu bot	−0,04
vega	Lyra	0,03
Kapel	auriga	+0,08
Rigel	orion	+0,12
Procyon	anjing kecil	+0,38
Achernar	erdanus	+0,46
Betelgeuse	orion	+0,50
Altair	Burung rajawali	+0,75
Aldebaran	Taurus	+0,85
Antares	Kalajengking	+1,09
Pollux	Saudara kembar	+1,15
Fomalhaut	ikan selatan	+1,16
Deneb	Angsa	+1,25
Regulus	singa	+1,35

Matahari dari jarak yang berbeda

Memecahkan masalah dengan topik: "Kemilau bintang dan magnitudo bintang."

#1 Berapa kali lebih terang Sirius daripada Aldebaran? Apakah matahari lebih terang dari Sirius?

https://pandia.ru/text/78/246/images/image002_37.gif" width="158" height="2 src=">

I1 / I2 - ? !!! msaya –magnitudo bintang.

I3 / I1 - ? II- kecerahan bintang, kecemerlangan bintang.

No. 2 Berapa kali bintang dengan magnitudo 3,4 lebih redup dari Sirius, yang memiliki magnitudo -1,6?

https://pandia.ru/text/78/246/images/image004_26.gif">M1=3, 4 I1/I2= 1/2,512 5 =1/100.

M2= - 1, 6 Jawaban: Sirius 100 lebih terang dari bintang ini

Selesaikan sendiri masalah berikutnya.

No. 3 Berapa kali Sirius (m1 \u003d -1.6) Polaris

(m2 = + 2, 1)?

Selesaikan tugas tes.

Kami berharap Anda sukses!!!

Tugas tes dalam astronomi. Topik: “Subjek dan pentingnya astronomi. Langit berbintang. »

1. Studi astronomi:

a) hukum surgawi;

b) bintang dan benda langit lainnya;

c) hukum struktur, gerakan dan evolusi benda langit.

2. Fisikawan memberi astronomi:

a) alat untuk eksplorasi ruang angkasa;

b) formulir untuk menghitung dan memecahkan masalah;

c) metode mempelajari alam semesta.

3. Astronomi yang perlu Anda ketahui:

a) untuk menavigasi oleh bintang-bintang;

b) untuk membentuk pandangan dunia ilmiah;

c) karena menarik untuk mengetahui bagaimana dunia bekerja.

4. Lensa teleskop diperlukan untuk:

a) mengumpulkan cahaya dari benda langit dan mendapatkan bayangannya;

b) mengumpulkan cahaya dari benda langit dan meningkatkan sudut pandang di mana benda itu terlihat;

c) mendapatkan bayangan benda langit yang diperbesar.

5. Lensa mata teleskop diperlukan untuk:

a) mendapatkan gambar benda langit yang diperbesar;

b) melihat bayangan benda langit yang diperoleh dengan bantuan lensa;

c) untuk melihat pada sudut yang besar bayangan benda langit yang diperoleh dengan bantuan lensa.

6. Astrograf berbeda dari teleskop yang dirancang untuk visual pengamatan:

a) peningkatan yang lebih kecil;

b) peningkatan yang besar;

c) tidak adanya lensa mata.

7. Apakah mungkin untuk mengkarakterisasi astrograf yang dirancang untuk memotret dalam fokus lensa dengan perbesarannya?

a) ya, karena astrograf memiliki lensa;

b) tidak, karena astrograf tidak memiliki lensa okuler;

c) ya, karena karakteristik penting dari teleskop apa pun adalah perbesarannya.

8. Saat mengamati, perbesaran lebih dari 500 kali jarang digunakan, karena:

a) gambar terdistorsi karena atmosfer;

b) gambar terdistorsi karena lensa;

c) kombinasi faktor a) dan b).

9. Perbedaan antara sistem refraktor dan sistem reflektor adalah:

a) yang pertama memiliki lensa okuler terhadap lensa, dan yang kedua memilikinya di samping;

b) reflektor memiliki lensa-lensa, dan refraktor memiliki cermin;

c) di refraktor, lensa adalah lensa, dan di reflektor, cermin.

10. Untuk melihat objek jarak jauh lebih detail, Anda perlu:

a) memperbesar diameter lensa teleskop;

b) meningkatkan perbesaran teleskop;

c) memanfaatkan pengamatan secara lebih luas dalam jangkauan radio;

d) secara agregat a) - c);

e) mengangkat instrumen penelitian ke luar angkasa.

11. Astronomi muncul:

a) karena penasaran;

b) untuk menavigasi sepanjang sisi cakrawala;

c) untuk memprediksi nasib orang dan bangsa;

d) untuk mengukur waktu dan navigasi

12. Lanjutkan pesan tentang langit berbintang 1)-4), menggunakan fragmen A-D.

1) Kita melihat dunia di sekitar kita dari Bumi, dan selalu tampak bagi kita bahwa kubah bulat yang dipenuhi bintang membentang di atas kita.

2) Di langit berbintang, bintang-bintang mempertahankan posisi relatifnya untuk waktu yang lama. Untuk keanehan yang tampak ini, pada zaman kuno bintang-bintang disebut tetap.

3) Jumlah total bintang yang terlihat dengan mata telanjang di seluruh langit adalah sekitar 6000, dan di setengahnya kita melihat sekitar 3000 bintang. Bintang-bintang berbeda dalam kecemerlangan, dan yang paling terang dan berwarna.

4) Nama-nama banyak rasi bintang telah dilestarikan sejak zaman kuno. Di antara nama-nama rasi bintang adalah nama-nama benda yang menyerupai sosok yang dibentuk oleh bintang-bintang terang dari rasi bintang.

1. Kecemerlangan bintang dipahami sebagai iluminasi yang diciptakan oleh cahaya bintang di Bumi. Kecemerlangan bintang diukur dalam besaran bintang.

2. Pisahkan bintang konstelasi dari abad ke-17. mulai dilambangkan dengan huruf-huruf alfabet Yunani: "alpha", "beta", "gamma", dll., Sebagai aturan, dalam urutan kecemerlangan.

3. Itulah sebabnya ide kubah kristal muncul di zaman kuno.

4. Pada kenyataannya, semua bintang bergerak, memiliki gerakannya sendiri, tetapi karena jaraknya sangat jauh dari kita, perpindahan tahunan mereka di langit hanya sepersekian detik busur.

1. Bintang-bintang yang kita amati terletak pada berbagai jarak dari kita, secara signifikan melebihi setengah kilometer

2. Jika perlu untuk menunjuk lebih banyak bintang di konstelasi, tetapi tidak ada cukup huruf alfabet Yunani, maka untuk bintang-bintang berikut mereka menggunakan huruf alfabet Latin, dan kemudian nomor seri.

3.Sekarang rasi bintang dipahami sebagai area langit tertentu dengan bintang-bintang yang terlihat, batas-batas rasi bintang ditentukan secara ketat.

4. Kecerahan bintang magnitudo pertama 2,512 kali lebih besar dari kecerahan bintang magnitudo kedua, 2,512 kali kecerahan bintang magnitudo ke-3, dst.

1. Karena bintang-bintang mempertahankan posisi relatifnya, sudah pada zaman kuno orang menggunakannya sebagai tengara, sehubungan dengan itu mereka mengidentifikasi kombinasi karakteristik bintang di langit dan menyebutnya rasi bintang.

2. Pada zaman kuno, semua bintang dibagi menjadi enam kelompok sesuai dengan kecerahannya: yang paling terang ditugaskan ke bintang-bintang dengan magnitudo pertama, yang terlemah - ke bintang-bintang dengan magnitudo keenam.

3. Oleh karena itu, bintang "alfa" untuk sebagian besar rasi bintang adalah bintang paling terang di rasi ini.

4. Pada kenyataannya, tidak ada kubah, dan kesan langit dalam bentuk bola dijelaskan oleh kekhasan mata kita untuk tidak menangkap perbedaan jarak, jarak ini melebihi 0,5 km.

1. Bintang paling terang atau paling luar biasa, selain penunjukan huruf, diberi nama sendiri (biasanya Arab, Yunani, dan Romawi). Jadi, bintang "alpha" dari rasi Canis Major disebut Sirius, "alpha" dari rasi Lyra - Vega, "theta" Ursa Major - Alkor, dll.

2. Dengan bantuan magnitudo, seseorang dapat mengekspresikan kecemerlangan setiap termasyhur, dan benda langit lebih terang daripada bintang dengan magnitudo pertama, memiliki magnitudo nol atau negatif. Kecemerlangan benda-benda langit yang tidak terlihat dengan mata telanjang dinyatakan dengan magnitudo lebih besar dari enam.

3. Di seluruh langit, 88 rasi bintang ditandai, yang sepenuhnya menempati langit berbintang.

4. Oleh karena itu, bagi kita tampaknya semua bintang dan benda langit lainnya terletak pada jarak yang sama, yaitu, seolah-olah di permukaan bola tertentu di pusat tempat pengamat selalu berada.

13. Lanjutkan pernyataan 1.-4 menggunakan fragmen:

1) Astronomi adalah ilmu tentang benda-benda langit. Astronomi modern mempelajari pergerakan, struktur, interkoneksi, pembentukan dan perkembangan benda langit dan sistemnya ...

2).Astronomi adalah ilmu tertua di Bumi. Astronomi muncul dari kebutuhan praktis manusia ...

3). Dan di zaman kita, astronomi memecahkan sejumlah masalah praktis.

4) Perkembangan ilmu falak memberikan sumbangan bagi kemajuan ilmu fisika, matematika, kimia dan teknologi...

5). Astronomi sangat penting untuk pembentukan pandangan dunia ilmiah. Pengamatan langit berbintang, pergerakan Matahari, Bulan, dan benda langit lainnya tanpa pengetahuan ilmiah dapat menyebabkan (dan benar-benar mengarah) pada pandangan yang salah tentang struktur dunia sekitarnya dan semua jenis takhayul ...

TETAPI . Tugas-tugas ini termasuk waktu yang akurat, perhitungan dan penyusunan kalender, penentuan koordinat geografis di Bumi.

B. . Sebagai contoh, cukup untuk menunjukkan prestasi di asti teknologi roket, penciptaan satelit buatan dan pesawat ruang angkasa. Prestasi ini, pada gilirannya, menyebabkan perkembangan pesat elektronik radio. Ini adalah arti praktis dari astronomi.

PADA. Astronomi, mempelajari sifat fisik benda langit, mengungkapkan hukum sebenarnya dari struktur dan pergerakan mereka dan sistemnya, menegaskan kesatuan dunia, membuktikan bahwa dunia adalah material, bahwa semua proses di Semesta berlangsung sebagai hasil dari perkembangan alam tanpa campur tangan kekuatan supranatural. Berdasarkan materi faktual yang luas tentang dunia di sekitar kita, astronomi menegaskan pandangan dunia ilmiah.

G. Sebagai hasilnya, kami mendapatkan gambaran tentang struktur dan perkembangan bagian Semesta yang dapat diakses oleh pengamatan kami.

E. Di mana tidak ada perubahan musim yang nyata (misalnya, di Mesir), hanya dengan mengamati langit berbintang, dimungkinkan untuk menentukan kapan mulai menabur; penggembala dan pelaut membutuhkan orientasi baik di gurun maupun di laut - ini juga memaksa mereka untuk mengamati pergerakan benda-benda angkasa; perkembangan masyarakat memunculkan kalender.

Tuliskan pekerjaan rumah Anda:

1) Tugas: Bintang mana yang lebih terang - bintang 2 m atau bintang 5 m?

(2 m adalah bintang dengan magnitudo kedua, ...)

2) ??? : sebuah ) Bagaimana menurut Anda, apakah mungkin untuk terbang ke konstelasi apa pun?

b) Berapa lama waktu yang dibutuhkan cahaya dari Sirius untuk mencapai kita (jarak 8.1 * 1016 m)?

literatur:

1. "Astronomi-11", Moskow, "Pencerahan", 1994, paragraf 1, 2.

2., "Astronomi-11", Moskow, "Pencerahan", 1993, paragraf 1, 2 (2.1), 13.

Periksa kebenaran tugas:

No. 3. Jawaban: Sirius 30 kali lebih terang dari Bintang Utara.

Kode jawaban untuk tugas tes:

1-B 6-B 11-D 13:

2-B 7-B 12:1-D

3-B 8-B 1) A3-B4-B1-G4. 2-D

4-B 9-B 2) A4-B1-B3-G3. 3-A

5-B 10-D 3) A1-B2-B4-G2. 4-B

4) A2-B3-B2-G1. 5-B.

Lelah? Santai! Lihat!

Betapa indahnya dunia ini!

SELAMAT TINGGAL!!!

Jawaban pekerjaan rumah:

1) bintang 2m 2.5123 kali lebih terang dari bintang 5m.

2) Rasi bintang adalah bagian langit yang ditentukan secara kondisional, di mana terdapat tokoh-tokoh yang terletak pada jarak yang berbeda dari kita. Oleh karena itu, ungkapan "terbang ke rasi bintang" tidak ada artinya.