pohled na noční oblohu nad zemí ukazuje, že některé hvězdy jsou mnohem jasnější než jiné. Jas hvězdy však závisí na jejím složení a na tom, jak daleko je od planety.
Astronomové definují hvězda jas, pokud jde o zdánlivé velikosti — to, jak jasná hvězda se objeví od Země — a absolutní velikosti — to, jak jasná hvězda se zobrazí na standardní vzdálenosti na 32,6 světelných let, nebo 10 parseků. (Světelný rok je vzdálenost, kterou světlo cestuje za jeden rok-asi 6 bilionů mil, nebo 10 bilionů kilometrů.,) Astronomové také měří svítivost-množství energie (světla), které hvězda vyzařuje ze svého povrchu.
měření jasu hvězdy je starodávná myšlenka, ale dnes astronomové používají přesnější nástroje k získání výpočtu.
Z řečtiny do moderních časů
před Více než 2000 lety řecký astronom Hipparchos byl první katalog hvězd podle jejich jasu, podle Davea Rothstein, kteří se podíleli na Cornell University je „Zeptejte se Astronom“, webové stránky v roce 2003.,
„v podstatě se podíval na hvězdy na obloze a klasifikoval je podle toho, jak jasné se objevují — nejjasnější hvězdy byly „magnitude 1“, další nejjasnější byly „magnitude 2″ atd., až na ‚magnitudu 6‘, což byly nejslabší hvězdy, které viděl, “ napsal Rothstein.
lidské oči však nejsou příliš náročné. Velké rozdíly v jasu se v tomto měřítku skutečně objevují mnohem menší, řekl Rothstein., Světelně citlivá nabitá zařízení (CCDs) uvnitř digitálních fotoaparátů měří množství světla pocházejícího z hvězd a mohou poskytnout přesnější definici jasu.
pomocí této stupnice astronomové nyní definují rozdíl pěti veličin jako poměr jasu 100. Vega byla použita jako referenční hvězda pro měřítko. Zpočátku měla velikost 0, ale přesnější instrumentace to změnila na 0,3.
Zdánlivá velikost vs. absolutní velikost
Když se vezme Země jako referenční bod, nicméně, rozsah velikosti nebere v úvahu skutečné rozdíly v jasu mezi hvězdy. Zdánlivý jas nebo zdánlivá velikost závisí na umístění pozorovatele., Různí pozorovatelé přijdou s jiným měřením, v závislosti na jejich umístění a vzdálenosti od hvězdy. Hvězdy, které jsou blíže k zemi, ale slabší, by se mohly objevit jasnější než mnohem světlejší, které jsou daleko.
„je to“ skutečný „jas-s odstupovou závislostí, která je pro nás jako astronomy nejzajímavější,“ uvedl online kurz astronomie z University of Tennessee.,
„proto je užitečné vytvořit úmluvu, podle níž můžeme porovnat dvě hvězdy na stejné úrovni, bez změn jasu v důsledku rozdílných vzdáleností komplikujících problém.“
řešením je realizovat absolutní rozsah stupnice poskytnout reference mezi hvězdy. K tomu astronomové vypočítají jas hvězd, jak by se zdálo, kdyby to bylo 32, 6 světelných let nebo 10 parseků ze země.
dalším měřítkem jasu je svítivost, což je síla hvězdy-množství energie (světla), které hvězda vyzařuje z jejího povrchu., Obvykle se vyjadřuje ve wattech a měří se z hlediska svítivosti Slunce. Například svítivost slunce je 400 bilionů bilionů wattů. Jedna z nejbližších hvězd na Zemi, Alpha Centauri A, je asi 1,3 krát svítivější než Slunce.
zjistit, světelnost od absolutní velikosti, musí se spočítat, že rozdíl pěti na absolutní rozsah stupnice je ekvivalentní faktor 100 na světelnost měřítku — například, hvězda s absolutní velikosti 1 je 100 krát jako zářící jako hvězda s absolutní velikosti 6.,
Omezení absolutní velikost
Zatímco absolutní rozsah stupnice je astronomů nejlepší úsilí, aby porovnat jas hvězd, existuje několik hlavních omezení, které souvisí s nástroji, které se používají k měření.
nejprve musí astronomové definovat, kterou vlnovou délku světla používají k měření. Hvězdy mohou vyzařovat záření ve formách od rentgenových paprsků s vysokou energií až po infračervené záření s nízkou energií. V závislosti na typu hvězdy mohou být v některých z těchto vlnových délek jasné a v jiných stmívač.,
aby se to vyřešilo, musí vědci určit, kterou vlnovou délku používají k provedení měření absolutní velikosti.
dalším klíčovým omezením je citlivost přístroje použitého k měření. Obecně platí, že jak počítače mají pokročilé a zrcadlo dalekohledu technologie zlepšila v průběhu let, měření, která jsou v posledních letech více hmotnosti mezi vědci, než ty, které jsou vyrobeny dávno.
paradoxně nejjasnější hvězdy patří mezi nejméně studované astronomy, ale existuje alespoň jedna nedávná snaha katalogizovat jejich svítivost., Souhvězdí satelitů zvaných BRITE (BRight Target Explorer) bude měřit variabilitu jasu mezi hvězdami. Mezi účastníky projektu se šesti satelity patří Rakousko, Kanada a Polsko. První dva satelity byly úspěšně spuštěny v roce 2013.
variabilní hvězdy
zatímco mnoho hvězd má konzistentní jas, existuje více než 100 000 známých a katalogizovaných proměnných hvězd. (I naše vlastní slunce je proměnlivé, mění svůj energetický výkon asi o 0, 1 procenta, nebo o tisícinu své velikosti, během svého 11letého slunečního cyklu.,) Proměnné hvězdy jsou buď vnitřní (ve smyslu jejich svítivost se mění v důsledku funkce, jako je expanze, kontrakce, erupce nebo pulsace), nebo vnější (to znamená, že hvězda nebo planeta přechází před hvězdou a blokuje světlo, nebo, že změna je v důsledku hvězdné rotace.)
hvězdy se také mohou v průběhu času měnit světelnost. Například severní hvězda nebo Polaris mohla být ve starověku až 4, 6krát jasnější než dnes. Studie z roku 2014 poznamenala, že hvězda za posledních několik desetiletí ztlumila, ale pak se drasticky znovu rozjasnila., Polaris je součástí třídy proměnných Cepheid, což jsou extrémně světelné hvězdy, které mají krátké pulsační období. Rozdíly ve svítivosti umožňují astronomům spočítat, jak daleko tyto Cefeidy jsou, což je užitečné „měření hole“, pokud jsou hvězdy vložené do galaxie nebo mlhoviny.
Další typy vnitřních proměnných hvězd patří kataklyzmatické proměnné (které rozjasní vzhledem k výlevy, například při explozích supernov) nebo eruptic proměnných (jejichž jasnost se mění během erupce na povrchu, nebo kombinace s mezihvězdné hmoty.,) Vnější proměnné patří zákrytových dvojhvězd a rotující hvězdy (jako jsou pulsary, jádra supernovy, jehož elektromagnetické záření je viditelné pouze, když paprsek je směrován na Zemi.)