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 1 Jednostki astronomicznej (AU).
−39,40 Rigel widziany z odległości 1 AU. Wyglądałby jak ogromna, jasna, niebieska kula o średnicy 35°.
−37,40 Betelgeza widziana 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
−21,70 Słońce widziane z Saturna w aphelium
−20,20 Słońce widziane z Urana w aphelium
−19,30 Słońce widziane z Neptuna
−19,00 Słońce widziane z pokładu sondy New Horizons (w dniu 1 stycznia 2016 roku)[4]
−18,20 Słońce widziane z Plutona w aphelium
−16,70 Słońce widziane z Eris w aphelium
−16,60 Słońce widziane z pokładu sondy Pioneer 10 (w dniu 1 stycznia 2016 roku)[4]
−16,50 Słońce widziane z pokładu sondy Voyager 2 (w dniu 1 stycznia 2016 roku)[5]
−15,95 Proxima Centauri widziana z odległości 1 AU.
−14,20 Stopień jasności jednego Luksa[6][7]
−13,38 Jasność Deneba, gdyby znajdował się odległości 1 parseka od Układu Słonecznego (byłby wtedy bliżej Słońca o ok. 1 rok świetlny niż Proxima Centauri.)[8]
−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[9], jednak w obu przypadkach Księżyc jest w rzeczywistości jaśniejszy o ok. 0,18 mag – przy uwzględnieniu efektu Opozycji)
−12,45 Proxima Centauri, widziana z powierzchni planety Proximy b
−11,20 Słońce widziane z Sedny w aphelium
−10,00 Kometa Ikeya-Seki (1965), będąca najjaśniejszą kometą z Grupy Kreutza z czasów współczesnych[10]
−7,50 Supernowa SN 1006 z roku 1006, najjaśniejsze zjawisko astronomiczne na niebie, odnotowane w historii (odległa o 7200 lat świetlnych)[11]
−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)[12]
−5,90 Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (gdy znajduje się najbliżej Ziemi i jest w pełni oświetlona przez Słońce)[13]
−4,89 Maksymalna jasność Wenus, gdy jest oświetlony jej Sierp (nastąpiło to np. 18 grudnia 2013)[14]
−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[15]
−2,91 Maksymalna jasność Marsa[16]
−2,50 Najsłabsze obiekty widzialne gołym okiem w ciągu dnia, gdy Słońce jest poniżej 10° nad horyzontem
−2,50 minimalna jasność Księżyca w nowiu
−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) obserwowalna w świetle widzialnym[17]
−0,83 eta Carinae – obserwowalna jasność jako Fałszywej supernowej w kwietniu 1843
−0,72 Kanopus, druga pod względem jasności gwiazda na niebie[18]
−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[19]
−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[20]
+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)[21]
4,50 Messier 41, gromada otwarta, którą prawdopodobnie znał Arystoteles[22]
4,61 Maksymalna jasność Ganimedesa (księżyc Jowisza i największy z księżyców w Układzie Słonecznym)
4,83 Absolutna wielkość gwiazdowa Słońca[23]
5,20 Maksymalna jasność asteroidy Westy
5,32 Maksymalna jasność Urana[24]
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[25][26]
5,73 minimalna jasność Merkurego
5,80 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[27].
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[28].
od 7 do 8 Ekstremalny limit "gołego oka". Klasa 1 w Skali Bortle'a, czyli najciemniejsze nieba, jakie można oglądać z Ziemi[29]
7,78 Maksymalna jasność Neptuna[30]
8,02 minimalna jasność Neptuna
8,28 Maksymalna jasność Tytana[31], największego księżyca Saturna, średnia jasność wynosi 8,4[32]
8,65 Jasność Syriusza B[33]
8,94 Maksymalna jasność asteroidy (10) Hygiea[34]
9,50 Najsłabsze obiekty, widoczne przy użyciu powszechnej lornetki 7x50 w warunkach nieba podmiejskiego[35][36]
10,20 Maksymalna jasność Japeta, księżyca Saturna (średnia jasność: 11 mag)[31].
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[37]
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[38]
14,70 Jasność galaktyki IC 1101, największej znanej galaktyki pod względem rozmiaru[39]
15,20 średni limit jasności obiektów, dostrzegalnych za pomocą teleskopu o średnicy 30 cm[40]
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[41]
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[42][43]
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)[44]
28,00 Jasność Jowisza, gdyby znajdował się w odległości 5000 AU od Słońca[45]
28,20 Kometa Halleya w 2003 roku, gdy była w odległości 28 AU od Słońca[46]
29,00 najsłabszy obiekt odkryty przy użyciu VLT[47]
31,50 najsłabsze obiekty obserwowane w świetle widzialnym za pomocą Teleskopu Hubble’a[48]
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)s[49]
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[50]

Zobacz też[edytuj]

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. http://www.ciemneniebo.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=179&Itemid=35.
  4. a b Pojazdy kosmiczne opuszczające Układ Słoneczny, www.heavens-above.com [dostęp 2016-01-02].
  5. http://heavens-above.com/SolarEscape.aspx
  6. Introduction to Astrophysics: The Stars – Jean Dufay, page 3
  7. Ian S. McLean, Electronic imaging in astronomy: detectors and instrumentation Springer, 2008, ​ISBN 3-540-76582-4​, str. 529
  8. 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. 
  9. Moon Fact Sheet. nssdc.gsfc.nasa.gov. [dostęp 2015-12-31].
  10. Brightest comets seen since 1935. International Comet Quarterly. [dostęp 18 grudnia 2011].
  11. 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”. DOI: 10.1086/345985. arXiv:astro-ph/0208415. ISSN 0004-637X (ang.). [dostęp 2015-12-31]. 
  12. Supernova 1054 – Creation of the Crab Nebula. messier.seds.org. [dostęp 2015-12-31].
  13. ISS Information – Heavens-above.com. Heavens-above. [dostęp 2007-12-22].
  14. HORIZONS Web Interface.
  15. Jupiter Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  16. Mars Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  17. Sirius, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  18. Canopus, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  19. Arcturus, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  20. Vega, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  21. M31, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  22. M41 possibly recorded by Aristotle. SEDS (Students for the Exploration and Development of Space), 2006-07-28. [dostęp 2009-11-29].
  23. http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/Slonce;3976530.html
  24. Uranus Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  25. SIMBAD-M33. SIMBAD Astronomical Database. [dostęp 2009-11-28].
  26. Jerry Lodriguss: M33 (Triangulum Galaxy). 1993. [dostęp 2009-11-27]. (shows b mag not v mag)
  27. SIMBAD query result, simbad.u-strasbg.fr [dostęp 2015-12-31].
  28. Messier 81. SEDS (Students for the Exploration and Development of Space), 2007-09-02. [dostęp 2009-11-28].
  29. John E. Bortle: The Bortle Dark-Sky Scale. Sky & Telescope, February 2001. [dostęp 2009-11-18].
  30. Neptune Fact Sheet, nssdc.gsfc.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  31. a b ARVAL – Classic Satellites of the Solar System, www.oarval.org [dostęp 2015-12-31].
  32. Planetary Satellite Physical Parameters, ssd.jpl.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  33. Syriusz, Encyklopedia PWN [dostęp 2016-01-31].
  34. AstDyS, hamilton.dm.unipi.it [dostęp 2015-12-31].
  35. Cloudy Nights Telescope Review.
  36. 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.
  37. Planetary Satellite Physical Parameters, ssd.jpl.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  38. Bill Newton, Philip Teece: The guide to amateur astronomy. 1995, s. 109. ISBN 978-0-521-44492-7.
  39. http://futurism.com/ic-1101-the-largest-galaxy-ever-found/
  40. na podstawie angielskiej wiki (artykuł o Skali Bortle'a)
  41. Steve Cullen (sgcullen): 17 New Asteroids Found by LightBuckets. LightBuckets, 2009-10-05. [dostęp 2009-11-15].
  42. Cooperation with Ken Crawford
  43. CRedshift 6 Quasar (CFHQS J1641 +3755).
  44. http://www2.keck.hawaii.edu/optics/lgsao/nirc2sens.html (retrieved Jan 28 2016)
  45. 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
  46. New Image of Comet Halley in the Cold. ESO, 2003-09-01. [dostęp 2009-02-22]. [zarchiwizowane z tego adresu (1 marzec 2009)].
  47. https://www.eso.org/sci/publications/messenger/archive/no.150-dec12/messenger-no150-53-55.pdf
  48. The HST eXtreme Deep Field XDF: Combining all ACS and WFC3/IR Data on the HUDF Region into the Deepest Field Ever
  49. http://authors.library.caltech.edu/36038/1/Beichman_2012p84422N.pdf
  50. Visual Observing, [w:] C.R. Kitchin, Telescopes and Techniques, wyd. 3rd, Springer, s. 170.