Absolutna wielkość gwiazdowa


Absolutna wielkość gwiazdowa w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Absolutna wielkość gwiazdowaobserwowana wielkość gwiazdowa (a zatem wyrażona w magnitudo), jaką miałby obiekt oglądany z pewnej ustalonej odległości przy braku pochłaniania światła w przestrzeni międzygwiezdnej. W przypadku obiektów poza Układem Słonecznym przyjęto jako odległość odniesienia 10 parseków.

Spis treści

Poszczególne wzory na obliczanie jasności absolutnej | edytuj kod

Przyjmijmy następujące oznaczenia:

M {\displaystyle M} – wielkość absolutna obiektu, zdefiniowana jako wielkość obserwowana z odległości 10 pc, m {\displaystyle m} – wielkość obserwowana, r {\displaystyle r} – odległość pomiędzy obserwatorem a obiektem, wyrażona w parsekach, p {\displaystyle p} – paralaksa obiektu, wyrażona w sekundach łuku, μ {\displaystyle \mu } – moduł odległości obiektu.

Wzór podstawowy | edytuj kod

Zależność pomiędzy wielkością obserwowaną a absolutną można wyrazić za pomocą wzoru:

M = m 5 ( log 10 r 1 ) . {\displaystyle M=m-5(\log _{10}r-1).}

Wzór z paralaksą | edytuj kod

W przypadku bliskich obiektów, wielkość absolutną M {\displaystyle M} oblicza się za pomocą ich widocznej jasności m {\displaystyle m} oraz paralaksy p {\displaystyle p} wyrażonej w sekundach łuku:

M = m + 5 ( 1 + log 10 p ) . {\displaystyle M=m+5(1+\log _{10}p).}

Wzór z modułem odległości | edytuj kod

Można również obliczyć jasność absolutną M {\displaystyle M} obiektu za pomocą jego jasności obserwowalnej m {\displaystyle m} oraz jego Modułu odległości μ {\displaystyle \mu } :

M = m μ . {\displaystyle M=m-\mu .}

Wzór dla dowolnej odległości | edytuj kod

Jeżeli znana jest absolutna wielkość gwiazdowa obiektu M , {\displaystyle M,} można obliczyć jego obserwowalną wielkość gwiazdową m {\displaystyle m} dla dowolnej odległości r {\displaystyle r} (w parsekach) między obserwatorem a obiektem za pomocą następującego wzoru (który można wyprowadzić, przekształcając wzór podstawowy):

m = M 5 ( 1 log 10 r ) . {\displaystyle m=M-5(1-\log _{10}r).}

Obserwując niebo z powierzchni Ziemi widzimy gwiazdy słabsze i jaśniejsze, ale nie znając odległości do nich, nie da się stwierdzić, które z nich są naprawdę bardzo jasne, a które widzimy jako jasne tylko dlatego, że znajdują się dostatecznie blisko. Tak więc aby określić absolutną wielkość gwiazdową, należy znać odległość do danej gwiazdy i jej obserwowaną wielkość. Np. nasze Słońce, którego wielkość obserwowana wynosi aż –26,73m ze względu na małą odległość, ma wielkość absolutną zaledwie +4,83m[1], podczas gdy np. Deneb (alfa Cygni – jeden z wierzchołków Trójkąta Letniego), ma wielkość absolutną aż –8,38[2]

Wielkość absolutna nigdy nie jest wyznaczana z bezpośredniego pomiaru. Zawsze oblicza się ją na podstawie pomiarów innych parametrów obiektu.

Gwiazdy świecą własnym światłem, dlatego ich wielkość absolutną (oznaczaną literą M) definiuje się jako obserwowaną wielkość gwiazdową, jaką miałyby znajdując się w odległości 10 parseków (32,6 lat świetlnych) od obserwatora. Natomiast dla ciał niebieskich, które tylko odbijają światło, jak planety, komety i planetoidy, przyjmuje się hipotetyczną sytuację, w której obserwator znajduje się w odległości 1 jednostki astronomicznej od danego obiektu, a miejscem obserwacji jest powierzchnia Słońca. Wielkość (H) zależy wtedy od albedo (zdolności odbijania światła) oraz od rozmiarów danego ciała.

Przykładowe obliczenia | edytuj kod

Wzór „podstawowy” (z użyciem odległości) | edytuj kod

Rigel ma jasność obserwowalną m V = 0 , 12 {\displaystyle m_{V}=0{,}12} i znajduje się w odległości ok. 860 lat świetlnych. Dystans ten wyrażony w parsekach wynosi 263,8. Jasność absolutną liczymy następująco:

M V = 0 , 12 5 ( log 10 263 , 8 1 ) = 0 , 12 5 ( 2 , 42 1 ) = 6 , 98. {\displaystyle M_{V}=0{,}12-5\cdot (\log _{10}263{,}8-1)=0{,}12-5\cdot (2{,}42-1)=-6{,}98.}

Słońce ma jasność obserwowalną -26,74. Jego odległość od Ziemi – wyrażona w parsekach – wynosi ok. 1 206   440 . {\displaystyle {\frac {1}{206\ 440}}.} Jego jasność absolutna wynosi:

M V = 26 , 74 5 ( log 10 1 206   440 1 ) = 26 , 74 5 ( 5 , 31 1 ) = 4 , 81. {\displaystyle M_{V}=-26{,}74-5\cdot (\log _{10}{\frac {1}{206\ 440}}-1)=-26{,}74-5\cdot (-5{,}31-1)=4{,}81.}

Wzór z paralaksą | edytuj kod

Paralaksa Wegi wynosi 0,129”, natomiast jasność obserwowalna wynosi +0,03. Jasność absolutna będzie wynosiła:

M V = 0 , 03 + 5 ( 1 + log 10 0,129 ) = + 0 , 6. {\displaystyle M_{V}=0{,}03+5\cdot (1+\log _{10}0{,}129)=+0{,}6.}

Paralaksa Alfy Centauri A wynosi 0,742″, jasność obserwowalna wynosi 0,01. Jasność absolutna będzie wynosiła:

M V = 0 , 01 + 5 ( 1 + log 10 0,742 ) = + 4 , 32. {\displaystyle M_{V}=0{,}01+5\cdot (1+\log _{10}{0{,}742})=+4{,}32.}

Wzór z modułem odległości | edytuj kod

Galaktyka Czarne Oko ma jasność obserwowalną m V = + 9 , 36 , {\displaystyle m_{V}=+9{,}36,} a jej Moduł odległości wynosi 31,06. Jasność absolutna galaktyki będzie wynosiła:

M V = 9 , 36 31 , 06 = 21 , 7. {\displaystyle M_{V}=9{,}36-31{,}06=-21{,}7.}

Wzór na obserwowaną jasność (dla dowolnej odległości) | edytuj kod

Deneb ma jasność absolutną M V = 8 , 38 {\displaystyle M_{V}=-8{,}38} [2] Gdyby umieścić go w odległości 1 parseka od Ziemi, wówczas jego obserwowana jasność wynosiłaby:

m = 8 , 38 5 ( 1 log 10 1 ) = 13 , 38. {\displaystyle m=-8{,}38-5\cdot (1-\log _{10}1)=-13{,}38.}

Słońce ma jasność absolutną 4,81. Na tej podstawie jego obserwowana jasność z odległości 1 AU (tj. z powierzchni Ziemi) będzie policzona następująco:

m = 4 , 81 5 ( 1 log 10 1 206   440 ) = 4 , 81 5 ( 1 + 5 , 31 ) = 4 , 81 5 6 , 31 = 4 , 81 31 , 55 = 26 , 74. {\displaystyle m=4{,}81-5\cdot (1-\log _{10}{\frac {1}{206\ 440}})=4{,}81-5\cdot (1+5{,}31)=4{,}81-5\cdot 6{,}31=4{,}81-31{,}55=-26{,}74.}

Z powyższego wzoru wynika, iż jasność dowolnej gwiazdy, obserwowanej z odległości 1 AU można policzyć, odejmując od jej jasności absolutnej wartość 31,55.

Zobacz też | edytuj kod

Przypisy | edytuj kod

  1. Słońce, encyklopedia.pwn.pl [dostęp 2017-11-21]  (pol.).
  2. a b F. Schiller, N. Przybilla. Quantitative spectroscopy of Deneb. „Astronomy & Astrophysics”. 479 (3), s. 849–858, 2008. DOI: 10.1051/0004-6361:20078590. arXiv:0712.0040. Bibcode2008A&A...479..849S
Na podstawie artykułu: "Absolutna wielkość gwiazdowa" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy