![]() |
Астронет: К. А. Постнов/ГАИШ Лекции по Общей Астрофизике для Физиков http://variable-stars.ru/db/msg/1170612/node17.html |
<< 3.2 Телескопы и приемники | Оглавление | 3.4 Ограничения на точность >>
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
:

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:




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

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:

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
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 >>