¿Qué tan brillantes son las estrellas en el cielo?
La definición de magnitud aparente
Todo aquel que ha visto estrellas en el cielo sabe que hay estrellas brillantes y oscuras. Debido a que parecen variar en brillo, se ha intentado clasificar el brillo de estas estrellas. Para examinar el brillo visual de las estrellas, la estrella más brillante se considera 1 y la estrella apenas visible a simple vista se considera 6. Esta es la magnitud aparente. Con la magnitud como unidad de rango, aparecen los nombres magnitud 1 y magnitud 3. Cuanto menor sea la magnitud, mayor será el brillo.
Altair es 1. Vega es más brillante que Altair y tiene una calificación de 0. Las estrellas más brillantes que la magnitud 0 son -1 y -2. Sirio es la estrella más brillante de todo el cielo, con una magnitud de -1,6. Por otro lado, las estrellas más débiles que la sexta magnitud son séptima, octava, novena... Deben observarse con un telescopio. Cuanto mayor es la apertura del objetivo de un telescopio, más débiles son las estrellas que se pueden observar. Después de medir la magnitud de cada estrella en el cielo, se puede contar el número de estrellas dentro de un cierto rango de magnitud. Por ejemplo, clasificamos las estrellas mayores a 1,5 como "1", las estrellas de 1,6 a 2,4 como "2,4", las estrellas de 2,5 a 3,4 como "3,4", y así sucesivamente, podemos obtener otros rangos de magnitud.
La magnitud aparente fue propuesta por primera vez por el antiguo astrónomo griego Hipócrates. Dividió las 1.022 estrellas de su catálogo en seis niveles según su brillo, es decir, de 1 a 6 estrellas. En 1850, el astrónomo británico Thompson descubrió que 1 estrella es 100 veces más brillante que 6 estrellas. A partir de esta relación se cuantifica la magnitud. Después de redefinir la magnitud, la diferencia de brillo entre cada nivel es 2.512 veces. Entonces la diferencia es 1 magnitud, la diferencia de brillo es 2.512 veces; la diferencia es 2 magnitudes, la diferencia de brillo es 2.5122≈6.5 veces la diferencia es 3 magnitudes, la diferencia de brillo es 2.5123≈16 veces; la diferencia de brillo es 2,5124≈40 veces; ¿Cuáles son las diferencias entre las cinco magnitudes? La diferencia de brillo es 2,5125 = 100 veces. La magnitud aparente de 1 lux (una unidad de brillo) es -13,98. Pero las magnitudes 1 a 6 no pueden describir el brillo de todos los objetos celestes descubiertos en aquella época. Los astrónomos introdujeron el concepto de magnitud negativa, donde las estrellas más brillantes que las de primera magnitud tienen magnitud 0. Los más brillantes están representados por números negativos, como -1, -2, -3, etc. De esta manera, todo el sistema de magnitud visual todavía se utiliza en la actualidad.
Más tarde, algunas personas subdividieron cada magnitud en 10 o 100 magnitudes. De esta forma, la magnitud tiene decimales. Por ejemplo, la magnitud de Altair en la orilla este de la Vía Láctea (Galaxia) es 0,77. , si se redondea a un decimal, es 0,8, y así sucesivamente. , entonces, simplemente hablando, es 1.
Altair tiene 0,77, Vega tiene 0,03, la estrella más brillante Sirio tiene -1,45, el sol tiene -26,7, la luna llena tiene -12,8 y Venus en su punto más brillante tiene -4,6. Los telescopios terrestres más grandes ahora pueden ver 24 estrellas y el Hubble puede ver 28 estrellas.
Debido a que la magnitud aparente es una medida del brillo de las estrellas cuando las personas las observan desde la Tierra, en realidad solo es equivalente a la iluminación en óptica porque diferentes estrellas están a diferentes distancias de la Tierra; La magnitud aparente no puede ser Representa la intensidad luminosa de la propia estrella.
Si estamos en una noche clara y sin luna, hay unas 3.000 estrellas que se pueden observar a simple vista, y hay unas 6.000 estrellas que se pueden ver a simple vista en toda la esfera celeste. El Telescopio Espacial Hubble puede ver 28 estrellas.
Definición de magnitud absoluta
En astronomía, la magnitud absoluta (M) se refiere a la magnitud aparente (M) de un cuerpo celeste cuando se coloca a una distancia específica de la tierra. Este método permite una comparación objetiva de las luminosidades de los objetos celestes, que no se ven afectadas por diferentes distancias.
Solo observando el brillo de una estrella desde la misma distancia se puede determinar su propia intensidad luminosa y compararla con la de otras estrellas. Nos referimos al brillo visual (es decir, magnitud aparente) visto a una distancia de 10 pársecs (es decir, 32,6 años luz, el pársec también es una unidad de distancia comúnmente utilizada en astronomía, 1 pársec = 3,26 años luz) como la magnitud absoluta de una estrella. esperar. Según este método de medición, Altair mide 2,19, Vega mide 0,5, Sirio mide 1,43 y el Sol mide 4,8.
Debido a que los cuerpos celestes como los planetas y los asteroides solo se pueden ver a través de la luz reflejada de las estrellas, y el brillo variará incluso cuando se observan desde una distancia fija, la magnitud absoluta solo se usa para las estrellas.
La relación entre magnitud aparente y magnitud absoluta
La magnitud es un valor numérico que indica el brillo relativo de un cuerpo celeste.
La magnitud que observamos directamente se llama magnitud aparente.
Por analogía, si situamos la estrella a una distancia de 10 parsecs, entonces la magnitud aparente que medimos se llama magnitud absoluta. Existe una relación simple entre la magnitud aparente (m) y la magnitud absoluta (m):
5lg r=m-M+5
Esto significa que si podemos conocer la magnitud aparente (M) y magnitud absoluta (M) de una estrella, entonces podemos calcular su distancia (R). No hace falta decir que la magnitud aparente es fácil de medir, pero ¿qué pasa con la magnitud absoluta? Afortunadamente, podemos obtener la magnitud absoluta de una estrella analizando su espectro. De esta forma se mide la distancia. A esto se le suele llamar método de paralaje espectral.
Como se mencionó anteriormente, la magnitud es solo el brillo relativo de las estrellas en el cielo, por lo que el punto cero de la escala de magnitud está determinado por el equivalente estelar de una determinada estrella. Al igual que el concepto de "objeto de referencia en un sistema en movimiento" o "superficie de energía potencial cero en energía de campo", en física difiere según el estándar del objeto de referencia.
La fórmula para calcular la magnitud aparente y la magnitud absoluta
Magnitud aparente mV:
Los astrónomos suelen cuantificar la magnitud aparente con mayor precisión en función del brillo de la estrella, por lo que Para estrella A y estrella B:
IB/IA = 100(mv, A - mv, B)/5 = 10(mv, A - mv, B)*2/5
mv, A - mv, B = 5/2 log (IB/IA)
Con Vega como estrella de referencia y la magnitud aparente como 0, la magnitud aparente de cualquier estrella se define como
mv, estrella = mv, estrella - mv, Vega = 5/2 log (IVega/Istar)
Entonces la diferencia de brillo es 100 veces y la diferencia de magnitud es 5. Cuanto menor es la magnitud aparente, más brillante es la estrella. Por ejemplo, el sol tiene -26,8, Betelgeuse (βOri) tiene 0,14 y Polaris tiene 2. La magnitud visual representa la observación visual subjetiva del brillo de una estrella, ignorando por completo el importante factor de la distancia de la estrella.
El Observatorio de la Universidad de Harvard en Estados Unidos estipula que la estrella λ Ursa Minor m tiene una magnitud +6,55. , determinando así el punto cero de la magnitud visual. Por ejemplo, la magnitud visual del sol es -26,74. La magnitud visual de Sirio es -1,6. Para una estrella con magnitud aparente 1, la iluminación del suelo es de aproximadamente 8,3×10-9 lux.
Magnitud absoluta (brillo absoluto, Mv)
Cuando todas las estrellas se mueven a una posición a 10 pc de la tierra, el brillo obtenido en ese momento se llama magnitud absoluta, que se puede utilizar comparar y medir el verdadero "poder luminoso" de las estrellas. Asimismo, la diferencia de brillo por cada cinco magnitudes es 100 veces. Si el brillo de una estrella a 10 pc es L/(4π102) y el brillo a la distancia original de D es L/(4πd2), entonces
mv-mv = 5/2 log( [L /(4πD2)]/[L/(4π102)])
Por ejemplo, la magnitud absoluta del Sol es +4,74, la magnitud absoluta de Betelgeuse es -7,1 y la magnitud absoluta de Polaris es -4.6.
Según la fórmula anterior, la magnitud aparente, la magnitud absoluta y la distancia tienen la siguiente relación:
Módulo de distancia mv-Mv=5 log d-5
d es la distancia de la estrella a la tierra (la unidad es pc). En general, la luminosidad y la magnitud absoluta se utilizan a menudo indistintamente debido a la siguiente relación entre luminosidad y magnitud absoluta.
log(Lstar/Lsun)= 2/5 *(Msun-Mstar)
Porque la luminosidad del sol (L sun = 3.826 x 1026 J/seg) y la absoluta Se conocen estrellas Etc. (M Sol = +4,74), por lo que conociendo la luminosidad de un cuerpo celeste se puede determinar la magnitud absoluta del cuerpo celeste, y viceversa.
Lista de las cincuenta estrellas más brillantes:
Sol Sol -26,72
1 Sirio -1,46 8,6
2 Ridge Crown Tubula-0,72 80
3 Rigel Centauri-0,30 4,3
4 Arcturus Arcturus-0,04 30
5 Vega Lyra 0,03 25
6 Capella Auriga 0,08 40
Rigel Orion Rigel 0,12 700
8 Procyon 0,38 11
Betelgeuse Orion Betelgeuse 0,50 500
10 Comisión del Agua - Torre Archenal Bojan 0,46 80
11 Cola de Caballo - Centauri Dal 0,61 330
12 Águila de Altair 0,77 16
13 Cruz II Acrux Cruz del Sur 0,80 450
Arudiba Tauro 0,85 60
15 Capricornio Piscis Virgo 0,97 350
16 Antares Escorpio 0,96 500
17 Pólux Géminis 1,14 35
18 Fomalhaut Sur Acuario 1.16 22
19 Deneb 1.25 1800
20 Cruz Tres Mimosa Cruz del Sur 1.25 500
21 Regulus Regulus Leo 1.35 70
22 Sagitario VII Adhara Canis 1,50 600
23 Pólux Géminis 1,58 50
24 Encrucijada Encrucijada Sur 1,63 80
25 Subashaura Escorpio 1,63 300
26 Betelgeuse Bellatrix Orion 1,64 400
27 Cinco Coches y Cinco Ernas Taurus 1,65 130
28 Barco del Sur Cinco Base de Barcos Miaplasidus 1,68 50
29 Simio Acuático Orión 1,70 1300
30 Constelación de la Grulla Crane-Al Nair 1,74 70
31 Yuheng Alioth Osa Mayor 1,77 60
32 Shutian Dubuch Osa Mayor 1,79 70
33 Sky Ship Sanmir Fakpol Jisu 1,80 500
34 Granja 1 Regor Canvas 1,82 1000
35 Jisu San Kaus Australis 1,85 120
36 Arrow Dog 1,86 2800
37 Shihai-Avio Base 1.86 80
38 Shake Ursa Major 1.86 150
39 Suvsargas Scorpio 1.87 200
40 Puertas Cali Puerta Sur Cali Sur Auriga 1.90 60
41 Triángulo Tres Habitaciones Triángulo Sur 1.92 100
42 Su Jing Santa Hena Géminis 1.93 80
43 cabezas Pavo Real 1.94 Pavo Real 300
44 Ciudad Militar----Mirzam Karnis 1,98 700
45 Estrellas-Alfa Ofiuco 1,98 110
46 Lousu Sanhamar Aries 2,00 70
47 Osa Menor Polaris 2.02 400
48 Dooku Sinuki Sagitario 2.02 200
49 Tostada Vacía Aceite de Ballena Diphda 2.04 60
50 Rigel Orion 2.05 1300