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 | edytuj kod]

Obserwowaną wielkość gwiazdową można obliczyć ze wzoru

m = -2{,}5 \log_{10} E + C

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.  \approx 2.512 . Na podstawie własności logarytmów, wzór na różnicę jasności m_1 - m_2 = \Delta m można przekształcić na wzór do obliczania stosunku jasności:  F_2/F_1 \approx 2.512^{\Delta m} .

Dla wielkości wizualnej, stałą C dobiera się tak, by najsłabsze gwiazdy widoczne gołym okiem miały jasność równą 6 magnitudo[1]. Standardowo dla wielkości wizualnej: C = -14{,}05[2].

Przykładowe obliczenia - Słońce i Księżyc[edytuj | edytuj kod]

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 :

 {\Delta m} = m_1 - m_2 = (-12.74) - (-26.74) = 14.00

Stosunek jasności :

 v_b = 2.512^{\Delta m} = 2.512^{14} \approx 398400

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

Zakres fal[edytuj | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

Maksymalne wielkości widzialne Słońca, Księżyca i planet[edytuj | edytuj kod]

Najjaśniejsze gwiazdy i ich wielkości widzialne[edytuj | edytuj kod]

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

Tabela znanych obiektów na niebie[edytuj | edytuj kod]

Widoczna wielkość gwiazdowa znanych obiektów nieba
Wid. wielkość (V) Obiekt
-40.98 ro Cassiopeiae widziana z 1 Jednostki astronomicznej (AU).
−38.00 Rigel widziany z odległości 1 AU. Wyglądałby jak ogromna, jasna, niebieska kula o średnicy 35°.
−30.30 Syriusz widziany z odległości 1 AU
−29.30 Słońce widziane z Merkurego w Peryhelium
−27.40 Słońce widziane z Wenus w Peryhelium
−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]
−14.20 Stopień jasności jednego Luksa[5][6]
−13.73 Jasność Deneba, gdyby znajdował się odległości 1 parseka od układu Słonecznego (byłby wtedy bliżej Słońca o ok. 1 rok świetlny niż Proxima Centauri.)[7][8]
−12.90 Maksymalna 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 obie wartości są jaśniejsze o ok. 0.18 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[10]
−7.50 Supernowa SN 1006 z roku 1006, najjaśniejsze zjawisko na niebie, odnotowane w historii (odległa o 7200 lat świetlnych)[11]
−6.50 Całkowita, zintegrowana jasność nocnego nieba widzianego z Ziemi
−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, najjaśniejsza 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, 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 najjaśniejsza gwiazda na niebie[18]
−0.49 Maksymalna jasność Saturna będącego w opozycji (2003, 2018)
−0.27 Całkowita jasność układu alfa Centauri. Trzecia najjaśniejsza gwiazda, obserwowalna gołym okiem.
−0.04 Arktur, Czwarta najjaśniejsza gwiazda obserwowalna gołym okiem[19]
−0.01 Czwarta najjaśniejsza "pojedyncza" gwiazda widoczna za pomocą teleskopu - alfa Centauri A
+0.03 Wega, która była pierwotnie uznana za definicję "punktu zero"[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, widziane gołym okiem w środowisku miejskim
3.44 Galaktyka Andromedy (M31)[21]
4.38 Maksymalna jasność Ganimedesa (księżyc Jowisza i największy z księżyców w Układzie Słonecznym)
4.50 Messier 41, gromada otwarta, którą prawdopodobnie znał Arystoteles[22]
4.83 Absolutna wielkość gwiazdowa Słońca[23]
5.20 Maksymalna jasność asteroidy Westy
5.32 Maksymalna jasność Urana[24]
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]
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
8.10 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 standardowych warunkach[35]
10.20 Maksymalna jasność Japeta, księżyca Saturna[31].
12.91 Najjaśniejszy Kwazar 3C 273 (Odległość jasnościowa rzędu 2,4 miliarda lat świetlnych)
13.42 Maksymalna jasność Trytona[36]
13.65 Maksymalna jasność Plutona (725 razy słabszy niż jasność 6.5 mag - średni limit jasności, widzialnej gołym okiem)
14.70 Jasność galaktyki IC 1101, największej znanej galaktyki pod względem rozmiaru[37]
15.40 Maksymalna jasność Chirona, należącego do planetoid z grupy centaurów
15.55 Maksymalna jasność Charona, księżyca Plutona
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 c.a. 8 km
22.00 Średni limit jasności obiektów, widzianych za pomocą 24 calowego Teleskopu Ritcheya–Chrétiena[38]
22.91 Maksymalna jasność Hydry, księżyca Plutona
23.38 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: c.a. 4 km)
27.00 najsłabsze obiekty widoczne w świetle widzialnym przez naziemne teleskopy o średnicy 8 metrów
28.00 Jasność Jowisza, gdyby znajdował się w odległości 5000 AU od Słońca[41]
28.20 Kometa Halleya w 2003 roku, gdy była w odległości 28 AU od Słońca[42]
31.50 najsłabsze obiekty widziane w widocznym świetle za pomocą Teleskopu Hubble'a[43]
35.00 LBV 1806-20, niebieska gwiazda zmienna - szacowana jasność w świetle widzialnym ze względu na Ekstynkcję międzygwiazdową
36.00 Szacowany limit jasności obiektów, które będzie można obserwować za pomocą planowanego Teleskopu E-ELT[44]

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Jasność. W: Encyklopedia WIEM [on-line]. [dostęp 2012-06-27].
  2. Tomasz Szymczyk, et al.: 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. 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 page 529
  7. http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/Deneb;3891775.html
  8. Obliczono ze wzoru: M - 5*(1- log10d) = -13,73, gdzie d to odległość od obiektu w parsekach, natomiast M to absolutna wielkość gwiazdowa obiektu, która w tym przypadku wynosi -8,73.
  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. ISSN 0004-637X. arXiv:astro-ph/0208415 (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 - źródło wiarygodnej i rzetelnej wiedzy, „encyklopedia.pwn.pl”, encyklopedia.pwn.pl [dostęp 2016-01-31].
  34. AstDyS, hamilton.dm.unipi.it [dostęp 2015-12-31].
  35. Cloudy Nights Telescope Review.
  36. Planetary Satellite Physical Parameters, ssd.jpl.nasa.gov [dostęp 2015-12-31].
  37. http://futurism.com/ic-1101-the-largest-galaxy-ever-found/
  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. 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
  42. New Image of Comet Halley in the Cold. ESO, 2003-09-01. [dostęp 2009-02-22]. [zarchiwizowane z tego adresu (1 Marzec 2009)].
  43. The HST eXtreme Deep Field XDF: Combining all ACS and WFC3/IR Data on the HUDF Region into the Deepest Field Ever
  44. Visual Observing, [w:] C. R.C. R. Kitchin C. R.C. R., Telescopes and Techniques, wyd. 3rd, Springer, s. 170.