---

<< 3.2 Телескопы и приемники | Оглавление | 3.4 Ограничения на точность >>

Разделы

• 3.3.1 Определение
• 3.3.2 Абсолютная звездная величина M

---

3.3 Астрономическое intermezzo: Звездные величины

Так как основная информация о небесных телах получается в оптичеcким и близком к нему диапазонах (ИК, УФ), остановимся на специфических единицах измерения потоков излучения на этих длинах волн ( А), которые повсеместно используются в астрофизике.

Сделаем простые оценки характерных потоков излучения, с которыми имеем дело в астрофизике. а) Поток энергии от Солнца. Болометрическая светимость Солнца эрг/с, расстояние до Земли см, откуда полный поток электромагнитной энергии Солнца на Земле эрг/см/c.

б) Звезда типа Солнца из центра Галактики ( кпк) (1пк= см). Из-за уменьшения принимаемого потока от источника обратно пропорционально квадрату расстояния до него поток на Земле от звезды типа Солнца с 10 кпк , почти на 19 порядков слабее!

Поэтому для удобства в астрономии используются логарифмическая шкала потоков (ср. децибелы в акустике). Это тесно связано с биологическими особенностями человеческих органов чувств. Человеческое восприятие (зрение, слух) реагирует на сигналы именно в логарифмическом отношении (т.н. психофизический закон Вебера-Фехнера: если раздражение возрастает в геометрической прогрессии, ощущение возрастает в арифметической прогрессии).

3.3.1 Определение

Исторически в астрономии приняты следующие единицы экспозиции (энергии, попадающей на детектор за время выдержки).

Звездные величины - мера относительного блеска звезд - введены Гиппархом Родосским во 2 в. до н.э., как 5 степеней блеска звезд. Математически определение звездных величин было сформулировано англ. астрономом Погсоном в 1859 г. для разницы двух звездных величин и :

где - освещенности, создаваемые источником на детекторе. Коэффициент в формуле (3.5) выбран таким образом, что освещенность от звезды 5-й величины в 100 раз слабее, чем от звезды 0-й величины. Знак минус в формуле  (3.5) - дань исторической традиции (яркие звезды имеют меньшую, в т.ч. отрицательную, звездную величину). Так как [освещенность] = [поток]x[время выдержки], то формулу Погсона можно переписать в терминах потоков излучения, принимаемых детектором. Очевидно, ослабление блеска источника на 5 звездных величин соответствует ослаблению потока в 100 раз.

За 0-пункт шкалы зв. величин принимают звезду спектрального класса А0 (в настоящее время это звезда Lyr Вега). "Цвет" звезды с распределением энергии в спектре определяется как разница звездных величин на разних длинах волн:

где -- постоянная, зависящая от конкретного приемника и полосы пропускания фильтра в данном диапазоне длин волн. В настоящее время часто употребляют систему цветов U (от "ultraviolet", ), B (от "blue", ), V (от "visual", ).

Отметим важное приближенное соотношение: Нуль-пункт (т.е. звезда 0-й зв. величины) соответствует определенному потоку квантов с длиной волны A

а так как характерная ширина полосы V A, то поток квантов от звезды нулевой величины в видимой области спектра

Современные крупные телескопы могут измерять потоки от звезд до 28 звездной величины.

3.3.2 Абсолютная звездная величина M

По определению это звездная величина, которую имел бы источник (звезда, галактика, и т.п.) на расстоянии в 10 пк. Пусть звезда находится на расстоянии и имеет видимую звездную величину . Учитывая зависимость изменения принимаемого потока излучения от источника с расстоянием , непосредственно из формулы Погсона получаем:

(здесь коэффициент учитывает межзвездное поглощение света). Пример: Солнце.

1. Сначала определим видимую звездную величину (сравнивая поток от Солнца, скажем, с Вегой)

2. из формулы  (3.9) получаем:

Физический смысл абсолютной звездной величины вытекает из ее связи со светимостью источника. Действительно, так как абсолютная звездная величина по определению всегда относится к стандартному расстоянию 10 пк, то

откуда

Если из каких-либо соображений известна абсолютная звездная величина светила и сделана оценка поглощения света в его направлении, то, измеряя видимую звездную величину, получаем оценку расстояния до него, т.к. правая часть формулы (3.9) есть функция расстояния. Абсолютные величины различных звезд лежат в широком диапазоне от -10 (яркие голубые сверхгиганты) до +18 (слабые коричневые карлики).

---

<< 3.2 Телескопы и приемники | Оглавление | 3.4 Ограничения на точность >>

Публикации с ключевыми словами: звезды - Межзвездная среда - Космология - теоретическая астрофизика - астрофизика Публикации со словами: звезды - Межзвездная среда - Космология - теоретическая астрофизика - астрофизика
См. также: W Кассиопеи Цвета звезд и колорадская сосна Сверхновая 1994D и неожиданная Вселенная Добро пожаловать на семинар теоретического отдела ИОФАН Охотник, Телец и комета Лавджоя 100 миллионов звезд в галактике Туманность Андромеды SH2 155: туманность Пещера Все публикации на ту же тему >>