Obserwowana wielkość gwiazdowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Obserwowana wielkość gwiazdowa (także widzialna, pozorna lub widoma, oznaczana literą m) – wielkość gwiazdowa obiektu widzianego z Ziemi (przy założeniu braku atmosfery). Zależy od mocy promieniowania (jasności) gwiazdy i jej odległości od Ziemi.

Definicja[edytuj]

Obserwowaną wielkość gwiazdową można obliczyć ze wzoru

gdzie

  • Enatężenie światła emitowanego ze źródła wyrażone w luksach (mierzone bolometrycznie, fotometrycznie lub oceniane wizualnie);
  • C – stała zależna od rodzaju wielkości obserwowanej

Wzrost o 1 w skali magnitudo oznacza spadek jasności obiektu o wartość ok. . Na podstawie własności logarytmów, wzór na różnicę jasności można przekształcić na wzór do obliczania stosunku jasności: .

Dla wielkości wizualnej, stałą C dobiera się tak, by najsłabsze gwiazdy widoczne gołym okiem miały jasność równą 6 magnitudo[1]. Standardowo dla wielkości wizualnej: [2].

Przykładowe obliczenia – Słońce i Księżyc[edytuj]

Jaki jest stosunek jasności Słońca do jasności Księżyca w pełni?

Obserwowana jasność Słońca wynosi −26,74, a średnia jasność Księżyca w pełni wynosi −12,74.

Różnica jasności :

Stosunek jasności :

Słońce jest ok. 400 000 razy jaśniejsze od Księżyca w pełni.

Zakres fal[edytuj]

Wielkość obserwowana zależy także od długości fali, na jaką czuły jest odbiornik, dlatego zazwyczaj podaje się, w jakim zakresie prowadzono obserwacje:

Gołym okiem można w dobrych warunkach dostrzec maksymalnie gwiazdy do ok. 8m gwiazdowej wielkości wizualnej[3]. Jednak, w wyniku powszechnego zanieczyszczenia światłem w większości miejsc próg dostrzegalności jest obniżony – na niebie miejskim wynosi ok. 4m. W dobrych warunkach przez lornetkę można dostrzec obiekty do ok. 10m. Najsłabiej świecące obiekty obecnie obserwowane (przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a) mają jasność ok. 28m.

Wartości wielkości widzialnych[edytuj]

Maksymalne wielkości widzialne Słońca, Księżyca i planet[edytuj]

Najjaśniejsze gwiazdy i ich wielkości widzialne[edytuj]

(Nie uwzględniono α Ori (Betelgezy) – gwiazdy zmiennej o wielkości od 0,4m do 1,3m)

Tabela znanych obiektów na niebie[edytuj]

Większość wyników została obliczona na bazie wzorów, które opisano w artykule absolutna wielkość gwiazdowa. Do obliczeń przeważnie używane były jasności absolutne gwiazd z angielskiej wersji Wikipedii. Niektóre wyniki zostały zaokrąglone do wartości 0,1 mag.

Widoczna wielkość gwiazdowa znanych obiektów nieba
Wid. wielkość (V) Obiekt
−41,05 ro Cassiopeiae widziana z odległości 1 jednostki astronomicznej (au)
−39,40 Rigel widziany z odległości 1 au; wyglądałby jak ogromna, jasna, niebieska kula o średnicy 35°
−39,10 minimalna jasność Betelgezy widzianej z odległości 1 au
−36,83 Antares widziany z odległości 1 au.
−35,15 Gwiazda Polarna widziana z odległości 1 au
−32,25 Aldebaran widziany z odległości 1 au
−31,85 Arktur widziany z odległości 1 au
−30,95 Wega widziana z odległości 1 au
−30,10 Syriusz widziany z odległości 1 au
−29,30 Słońce widziane z Merkurego w peryhelium
−27,40 Słońce widziane z Wenus w peryhelium
−27,23 alfa Centauri A widziana z odległości 1 au
−26,74 Słońce widziane z Ziemi (ok. 400 000 razy jaśniejsze niż Księżyc w pełni)
−25,60 Słońce widziane z Marsa w aphelium
−23,00 Słońce widziane z Jowisza w aphelium
−22,45 Proxima Centauri widziana z powierzchni planety Proximy b
−21,7 Słońce widziane z Saturna w aphelium
−20,2 Słońce widziane z Urana w aphelium
−19,3 Słońce widziane z Neptuna
−18,8 Słońce widziane z pokładu sondy New Horizons (w dniu 1 czerwca 2017 roku, odległość 38,57 au)[4]
−18,2 Słońce widziane z Plutona w aphelium
−16,7 Słońce widziane z Eris w aphelium
−16,3 Słońce widziane z pokładu sondy Pioneer 10, z odległości 118,59 au (w dniu 1 czerwca 2017 roku)[4]
−16,0 Słońce widziane z pokładu sondy Voyager 1, z odległości 138,69 au (w dniu 1 czerwca 2017 roku)[4]
−16,0 Proxima Centauri widziana z odległości 1 au[a]
−14,20 stopień jasności jednego Luksa[5][6]
−13,38 jasność Deneba widzianego z odległości 1 parseka (odległość o ok. 1 rok świetlny mniejsza niż odległość od Słońca do gwiazdy Proxima Centauri)[7]
−12,90 maksymalna teoretyczna jasność Księżyca w pełni, będącego w perygeum i peryhelium jednocześnie (jasność Księżyca, będącego w średniej odległości 384 000 km od Ziemi, wynosi −12,74 mag[8], jednak w obu przypadkach Księżyc jest w rzeczywistości jaśniejszy o ok. 0,18 mag – przy uwzględnieniu efektu Opozycji)
−11,20 Słońce widziane z Sedny w aphelium
−10,00 Kometa Ikeya-Seki (1965), będąca najjaśniejszą kometą z Grupy Kreutza z czasów współczesnych[9]
−7,50 supernowa SN 1006 z roku 1006 w czasie największej jasności (odległa o 7200 lat świetlnych)[10]
−6,50 całkowita, zintegrowana jasność nocnego nieba widzianego z Ziemi
−6,27 alfa Centauri A widziana z powierzchni planety Proximy b
−6,00 supernowa (SN 1054), widziana w roku 1054 (odległa o 6500 lat świetlnych)[11]
−5,90 Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (gdy znajduje się najbliżej Ziemi i jest w pełni oświetlona przez Słońce)[12]
−4,89 maksymalna jasność Wenus, gdy jest oświetlony jej sierp (nastąpiło to np. 18 grudnia 2013)[13]
−4,00 najsłabsze obiekty widziane gołym okiem w ciągu dnia, gdy Słońce jest wysoko nad horyzontem
−3,99 maksymalna jasność Epsilon Canis Majoris 4,7 milionów lat temu, najjaśniejszej gwiazda w ciągu ostatnich oraz następnych 5 milionów lat
−3,82 minimalna jasność Wenus, gdy znajduje się po drugiej stronie Słońca
−2,94 maksymalna jasność Jowisza[14]
−2,91 maksymalna jasność Marsa[15]
−2,50 najsłabsze obiekty widzialne gołym okiem w ciągu dnia, gdy Słońce jest poniżej 10° nad horyzontem
−2,50 minimalna jasność Księżyca w nowiu[potrzebny przypis]
−2,45 maksymalna jasność Merkurego w super koniunkcji (w przeciwieństwie do Wenus, Merkury jest najjaśniejszy, gdy znajduje się po drugiej stronie Słońca)
−1,61 minimalna jasność Jowisza
−1,47 Syriusz, obecnie najjaśniejsza gwiazda (poza Słońcem) obserwowana w świetle widzialnym[16]
−0,83 eta Carinae – obserwowalna jasność jako Fałszywej supernowej w kwietniu 1843
−0,72 Kanopus, druga pod względem jasności gwiazda na niebie[17]
−0,49 maksymalna jasność Saturna będącego w opozycji (2003, 2018)
−0,27 całkowita jasność układu alfa Centauri; trzecia pod względem jasności gwiazda, obserwowalna gołym okiem
−0,04 Arktur, czwarta pod względem jasności gwiazda obserwowalna gołym okiem[18]
−0,01 czwarta pod względem jasności "pojedyncza" gwiazda widoczna za pomocą teleskopu – alfa Centauri A
+0,03 Wega, która była pierwotnie uznana za definicję "punktu zero" skali wielkości gwiazdowych[19]
+0,50 Słońce widziane z układu alfa Centauri
1,47 minimalna jasność Saturna
1,84 minimalna jasność Marsa
3,03 supernowa SN 1987A w Wielkim Obłoku Magellana w odległości 160 000 lat świetlnych
od 3 do 4 najsłabsze gwiazdy widzialne gołym okiem w środowisku miejskim
3,44 Galaktyka Andromedy (M31)[20]
4,50 Messier 41, gromada otwarta, którą prawdopodobnie znał Arystoteles[21]
4,61 maksymalna jasność Ganimedesa (księżyc Jowisza, największy z księżyców w Układzie Słonecznym)
4,83 absolutna wielkość gwiazdowa Słońca[22]
5,20 maksymalna jasność asteroidy Westa
5,32 maksymalna jasność Urana[23]
od 5,6 do 6 najsłabsze obiekty widzialne gołym okiem na niebie podmiejskim
5,72 galaktyka spiralna M33, używana jako obiekt do testowania tzw. gołego oka, widziana na ciemnym niebie[24][25]
5,73 minimalna jasność Merkurego
5,80 szacunkowa szczytowa widoczna jasność rozbłysku gamma GRB 080319B widzianego na Ziemi 19 marca 2008, z odległości 7,5 miliarda lat świetlnych
5,95 minimalna jasność Urana
6,49 maksymalna jasność asteroidy Pallas
6,50 przybliżona jasność gwiazd widocznych gołym okiem "przeciętnego obserwatora" w bardzo dobrych warunkach. Na niebie widocznych jest ok. 9500 obiektów jaśniejszych niż 6,5 mag[26].
od 6,6 do 7 najsłabsze obiekty, widzialne gołym okiem na niebie wiejskim
6,64 maksymalna jasność planety karłowatej Ceres, krążącej w pasie planetoid
6,75 maksymalna jasność asteroidy Iris
6,90 galaktyka spiralna M81, będąca ekstremalnym testem "gołego oka". Widziana na niebie najwyższej klasy w Skali Bortle’a, obserwacja tego obiektu jest najwyższą próbą wzroku człowieka[27].
od 7 do 8 ekstremalny limit "gołego oka". Klasa 1 w Skali Bortle’a, czyli najciemniejsze nieba, jakie można oglądać z Ziemi[28]
7,78 maksymalna jasność Neptuna[29]
8,02 minimalna jasność Neptuna
8,28 maksymalna jasność Tytana[30], największego księżyca Saturna, średnia jasność wynosi 8,4[31]
8,65 jasność Syriusza B[32]
8,94 maksymalna jasność asteroidy (10) Hygiea[33]
9,50 najsłabsze obiekty widoczne przy użyciu powszechnej lornetki 7x50 w warunkach nieba podmiejskiego[34][b]
10,20 maksymalna jasność Japeta, księżyca Saturna (średnia jasność: 11 mag)[30]
11,13 jasność Proximy Centauri, najbliższej gwiazdy
12,91 najjaśniejszy kwazar 3C 273 (Odległość jasnościowa rzędu 2,4 miliarda lat świetlnych)
13,47 maksymalna jasność Trytona[35]
13,65 maksymalna jasność Plutona (725 razy słabszy niż jasność 6,5 mag – średni limit jasności widzialnej gołym okiem)
13,90 jasność Tytanii, największego księżyca Urana[36]
14,70 jasność galaktyki IC 1101, największej znanej galaktyki pod względem rozmiarów[37]
15,20 średni limit jasności obiektów dostrzegalnych za pomocą teleskopu o średnicy 30 cm[c]
15,40 maksymalna jasność Chirona, należącego do planetoid z grupy centaurów
16,80 maksymalna jasność Charona, księżyca Plutona (średnia jasność: 17,24 mag)
16,80 jasność planety karłowatej Makemake, będącej w opozycji
17,27 jasność planety karłowatej Haumea, będącej w opozycji
18,70 jasność planety karłowatej Eris, będącej w opozycji
20,70 Callirrhoe, księżyc Jowisza o średnicy ok. 8 km
22,00 średni limit jasności obiektów widzianych za pomocą 24-calowego teleskopu Ritcheya–Chrétiena[38]
22,91 maksymalna jasność Hydry, księżyca Plutona
23,10 jasność Dysnomii, księżyca planety karłowatej Eris
23,38 maksymalna jasność Nixa, księżyca Plutona
24,80 najsłabszy obiekt uwieczniony na amatorskim zdjęciu: kwazar CFHQS J1641 +3755[39][40]
25,00 Fenrir, księżyc Saturna (średnica: ok. 4 km)
25,10 S/2015 (136472) 1, księżyc planety karłowatej Makemake (średnica: ok. 175 km)
26,00 najsłabsze obiekty widoczne w świetle widzialnym przez Teleskopy Kecka (o średnicy 10 metrów)[41]
28,00 jasność Jowisza, gdyby znajdował się w odległości 5000 au od Słońca[42]
28,20 Kometa Halleya w 2003 roku, gdy była w odległości 28 au od Słońca[43]
29,00 najsłabszy obiekt odkryty przy użyciu VLT[44]
31,50 najsłabsze obiekty obserwowane w świetle widzialnym za pomocą Teleskopu Hubble’a[45]
34,00 – 36,00 szacowany limit jasności obiektów, które będzie można obserwować za pomocą planowanego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (obiekty słabsze o ok. 8–10 mag niż w przypadku Teleskopów Kecka)[46]
35,00 szacowana jasność LBV 1806-20 w świetle widzialnym z uwzględnieniem Ekstynkcji międzygwiazdowej; obiekt ten jest niebieską gwiazdą zmienną i zarazem najjaśniejszą znaną gwiazdą
36,00 szacowany limit jasności obiektów, które będzie można obserwować za pomocą planowanego teleskopu E-ELT[47]

Zobacz też[edytuj]

Uwagi

  1. Obliczono na podstawie stosunku jasności wizualnej gwiazdy do jasności Słońca
  2. Lornetka ta pozwoli nam obserować obiekty ok. 49 razy słabsze niż te, obserwowane gołym okiem, gdyż jej jasność względna to (50/7)^2 = 49. Zgodnie ze wzorem na stosunek jasności obiektów: 2,512^4,2 = 49, zatem - w danych warunkach - lornetka pozwoli nam obserwować obiekty słabsze o ok. 4,2 magnitudo niż te, obserwowane gołym okiem.
  3. Na podstawie angielskiej Wikipedii (artykuł o Skali Bortle’a).

Przypisy

  1. Jasność. W: Encyklopedia WIEM [on-line]. [dostęp 2012-06-27].
  2. Tablice matematyczne, fizyczne, chemiczne, astronomiczne. Bielsko-Biała: PPU PARK, 2001, s. 382. ISBN 83-7266-054-9.
  3. Ciemne Niebo
  4. a b c Pojazdy kosmiczne opuszczające Układ Słoneczny, www.heavens-above.com [dostęp 2017-06-01].
  5. Introduction to Astrophysics: The Stars – Jean Dufay, page 3
  6. Ian S. McLean, Electronic imaging in astronomy: detectors and instrumentation Springer, 2008, ​ISBN 3-540-76582-4​, str. 529
  7. F. Schiller, N. Przybilla. Quantitative spectroscopy of Deneb. , s. 849–858, 2008. DOI: 10.1051/0004-6361:20078590. arXiv:0712.0040. Bibcode2008A&A...479..849S. 
  8. Moon Fact Sheet. nssdc.gsfc.nasa.gov. [dostęp 2015-12-31].
  9. Brightest comets seen since 1935. International Comet Quarterly. [dostęp 18 grudnia 2011].
  10. P. Frank Winkler, Gaurav Gupta, Knox S. Long. The SN 1006 Remnant: Optical Proper Motions, Deep Imaging, Distance, and Brightness at Maximum. „The Astrophysical Journal”. s. 324–335. DOI: 10.1086/345985. arXiv:astro-ph/0208415. ISSN 0004-637X (ang.). [dostęp 2015-12-31]. 
  11. Supernova 1054 – Creation of the Crab Nebula. messier.seds.org. [dostęp 2015-12-31].
  12. ISS Information – Heavens-above.com. Heavens-above. [dostęp 2007-12-22].
  13. Horizons Web Interface.
  14. Jupiter Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  15. Mars Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  16. Sirius, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  17. Canopus, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  18. Arcturus, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  19. Vega, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  20. M31, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  21. M41 possibly recorded by Aristotle. SEDS (Students for the Exploration and Development of Space), 2006-07-28. [dostęp 2009-11-29].
  22. Słońce - Encyklopedia PWN - źródło wiarygodnej i rzetelnej wiedzy
  23. Uranus Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  24. SIMBAD-M33. SIMBAD Astronomical Database. [dostęp 2009-11-28].
  25. Jerry Lodriguss: M33 (Triangulum Galaxy). 1993. [dostęp 2009-11-27]. (shows b mag not v mag)
  26. SIMBAD query result, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  27. Messier 81. SEDS (Students for the Exploration and Development of Space), 2007-09-02. [dostęp 2009-11-28].
  28. John E. Bortle: The Bortle Dark-Sky Scale. Sky & Telescope, February 2001. [dostęp 2009-11-18].
  29. Neptune Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  30. a b ARVAL – Classic Satellites of the Solar System, www.oarval.org [dostęp 2015-12-31].
  31. Planetary Satellite Physical Parameters, ssd.jpl.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  32. Syriusz, Encyklopedia PWN [dostęp 2016-01-31].
  33. AstDyS, hamilton.dm.unipi.it [dostęp 2015-12-31].
  34. Cloudy Nights Telescope Review.
  35. Planetary Satellite Physical Parameters, ssd.jpl.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  36. Bill Newton, Philip Teece: The guide to amateur astronomy. 1995, s. 109. ISBN 978-0-521-44492-7.
  37. The Largest Galaxy In the Known Universe: IC 1101
  38. Steve Cullen (sgcullen): 17 New Asteroids Found by LightBuckets. LightBuckets, 2009-10-05. [dostęp 2009-11-15].
  39. Cooperation with Ken Crawford
  40. CRedshift 6 Quasar (CFHQS J1641 +3755).
  41. http://www2.keck.hawaii.edu/optics/lgsao/nirc2sens.html (retrieved Jan 28 2016)
  42. Różnica magnitudo wynosi 2,512*log10[(5000/5)^2 X (4999/4)^2] ≈ 30,6, zatem Jowisz będzie słabszy o 30,6 mag, będąc w odległości 5000 au.
  43. New Image of Comet Halley in the Cold. ESO, 2003-09-01. [dostęp 2009-02-22]. [zarchiwizowane z tego adresu (1 marzec 2009)].
  44. https://www.eso.org/sci/publications/messenger/archive/no.150-dec12/messenger-no150-53-55.pdf
  45. The HST eXtreme Deep Field XDF: Combining all ACS and WFC3/IR Data on the HUDF Region into the Deepest Field Ever
  46. http://authors.library.caltech.edu/36038/1/Beichman_2012p84422N.pdf
  47. Visual Observing [w:] C.R. Kitchin, Telescopes and Techniques, wyd. 3rd, Springer, s. 170.