من المحتمل أن يكون السطوع (أو اللمعان) غير المتكافئ للأجسام المختلفة في السماء هو أول ما يلاحظه الشخص عند المراقبة؛ لذلك، فيما يتعلق بهذا، منذ فترة طويلة، نشأت الحاجة إلى تقديم قيمة مناسبة من شأنها أن تجعل من الممكن تصنيف النجوم الساطعة.

قصة

ولأول مرة، تم استخدام هذه القيمة لملاحظاته بالعين المجردة من قبل عالم الفلك اليوناني القديم، مؤلف أول كتالوج للنجوم الأوروبية، هيبارخوس. لقد صنف جميع النجوم في كتالوجه حسب السطوع، وحدد ألمعها كنجوم من القدر الأول، وأخفها كنجوم من القدر السادس منتصف التاسع عشر- تم تحسين القرن إلى ما كان عليه نظرة حديثةعالم الفلك الإنجليزي نورمان بوجسون.

وهكذا، حصلنا على كمية فيزيائية بلا أبعاد، مرتبطة لوغاريتميًا بالإضاءة الناتجة عن النجوم الساطعة (الحجم النجمي الفعلي):

م1-م2 =-2.5*إل جي (L1/L2)

حيث m1 وm2 هما مقدار النجوم المضيئة، وL1 وL2 هما الإضاءة باللوكس (lx هي وحدة الإضاءة في النظام الدولي للوحدات) التي تم إنشاؤها بواسطة هذه الأجسام. إذا قمت باستبدال القيمة m1-m2 = 5 في الجانب الأيسر من هذه المعادلة، فبعد إجراء عملية حسابية بسيطة، ستجد أن الإضاءة في هذه الحالة مرتبطة بـ 1/100، بحيث يكون الفرق في السطوع قدره 5 درجات يتوافق مع اختلاف في الإضاءة عن الأشياء بمقدار 100 مرة.

بالاستمرار في حل هذه المشكلة، نستخرج الجذر الخامس لـ 100 ونحصل على تغيير في الإضاءة مع اختلاف في السطوع بمقدار واحد، سيكون التغيير في الإضاءة 2.512 مرة.

هذا هو الأساس كله جهاز رياضي، ضروري للتوجيه في مقياس سطوع معين.

مقياس الحجم

مع إدخال هذا النظام، كان من الضروري أيضًا تحديد نقطة البداية لمقياس الحجم. لهذا الغرض، تم اعتبار سطوع النجم فيغا (alpha Lyrae) في البداية بقيمة صفر (0m). في الوقت الحاضر، النقطة المرجعية الأكثر دقة هي سطوع النجم، وهو أكثر سطوعًا بمقدار 0.03 متر من فيجا. ومع ذلك، فإن العين لن تلاحظ مثل هذا الاختلاف، لذلك بالنسبة للملاحظات البصرية، لا يزال من الممكن اعتبار السطوع المقابل لحجم صفر على أنه Vega.

شيء آخر مهم يجب أن تتذكره فيما يتعلق بهذا المقياس هو أنه كلما انخفض الحجم، كلما كان الجسم أكثر سطوعًا. على سبيل المثال، نفس فيجا الذي يبلغ حجمه +0.03 م سيكون أكثر سطوعًا بحوالي 100 مرة من نجم يبلغ حجمه +5 م. سيكون كوكب المشتري، بأقصى سطوع له -2.94 مترًا، أكثر سطوعًا من كوكب فيجا في:

2.94-0.03 = -2.5*إل جي (L1/L2)
L1/L2 = 15.42 مرة

يمكنك حل هذه المشكلة بطريقة أخرى - ببساطة عن طريق رفع 2.512 إلى قوة تساوي الفرق في مقادير الأشياء:

2,512^(-2,94-0,03) = 15,42

تصنيف الحجم

الآن، وبعد أن تعاملنا أخيرًا مع الأجهزة، دعونا نفكر في تصنيف مقادير النجوم المستخدمة في علم الفلك.

يعتمد التصنيف الأول على الحساسية الطيفية لمستقبل الإشعاع. في هذا الصدد، يمكن أن يكون الحجم النجمي: مرئي (يؤخذ السطوع في الاعتبار فقط في نطاق الطيف المرئي للعين)؛ Bolometric (يتم أخذ السطوع في الاعتبار على كامل نطاق الطيف، وليس فقط الضوء المرئي، ولكن أيضًا الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء والأطياف الأخرى مجتمعة)؛ التصوير الفوتوغرافي (السطوع مع مراعاة الحساسية لطيف الخلايا الكهروضوئية).

ويشمل ذلك أيضًا مقادير النجوم في جزء معين من الطيف (على سبيل المثال، في نطاق الضوء الأزرق أو الأصفر أو الأحمر أو الأشعة فوق البنفسجية).

وبناء على ذلك، يهدف الحجم البصري إلى تقييم سطوع النجوم أثناء الملاحظات البصرية؛ Bolometric - لتقدير التدفق الكلي لجميع الإشعاعات الصادرة عن النجم؛ والكميات الفوتوغرافية والضيقة النطاق - لتقييم مؤشرات الألوان للنجوم في أي نظام ضوئي.

المقادير الظاهرة والمطلقة

يعتمد النوع الثاني من تصنيف الأحجام النجمية على عدد المعلمات الفيزيائية التابعة. في هذا الصدد، يمكن أن يكون الحجم النجمي مرئيًا ومطلقًا. الحجم الظاهري هو تألق الجسم الذي تراه العين (أو أي جهاز استقبال إشعاعي آخر) مباشرة منه الوضع الحاليفي الفضاء.

يعتمد هذا السطوع على معلمتين في وقت واحد - قوة إشعاع النجم والمسافة إليه. ويعتمد الحجم المطلق فقط على قوة الإشعاع ولا يعتمد على المسافة إلى الجسم، حيث يفترض أن يكون الأخير عامًا بالنسبة لفئة معينة من الأجسام.

يتم تعريف الحجم المطلق للنجوم على أنه حجمها الظاهري إذا كانت المسافة إلى النجم 10 فرسخ فلكي (32.616 سنة ضوئية). الحجم المطلق للأشياء النظام الشمسييتم تعريفها على أنها حجمها الظاهري إذا كانت على مسافة 1 AU. من الشمس وسيظهر مرحلته الكاملة للراصد، وسيكون الراصد نفسه أيضًا على بعد 1 AU. (149.6 مليون كم) عن الجسم (أي في مركز الشمس).

يتم تعريف الحجم المطلق للنيازك على أنه حجمها الظاهري إذا كانت موجودة على مسافة 100 كيلومتر من الراصد وعند نقطة السمت.

تطبيق المقادير

ويمكن استخدام هذه التصنيفات معًا. على سبيل المثال، الحجم البصري المطلق للشمس هو M(v) = +4.83. والقياس البوليمري المطلق M(bol) = +4.75، لأن الشمس لا تشرق فقط في النطاق المرئي من الطيف. اعتمادًا على درجة حرارة الغلاف الضوئي (السطح المرئي) للنجم، بالإضافة إلى فئة لمعانه (التسلسل الرئيسي، العملاق، العملاق الفائق، وما إلى ذلك).

هناك اختلافات بين الحجم المطلق البصري والبلومتري للنجم. على سبيل المثال، النجوم الساخنة ( الطبقات الطيفية B وO) يلمع بشكل رئيسي في نطاق الأشعة فوق البنفسجية غير المرئية للعين. لذا فإن تألقهم البوليمري أقوى بكثير من تألقهم البصري. وينطبق الشيء نفسه على النجوم الباردة (الفئات الطيفية K وM)، والتي تتألق بشكل رئيسي في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

الحجم البصري المطلق لأقوى النجوم (النجوم العملاقة ونجوم وولف رايت) هو في حدود -8، -9. يمكن أن يصل القياس البوليمري المطلق إلى -11، -12 (وهو ما يتوافق مع الحجم الظاهري للقمر المكتمل).

قوة الإشعاع (اللمعان) أعلى بملايين المرات من قوة إشعاع الشمس. القدر البصري الظاهري للشمس من مدار الأرض هو -26.74 م؛ وفي منطقة مدار نبتون سيكون -19.36 م. القدر البصري الظاهري لألمع نجم وهو سيريوس هو -1.5م، والقدر البصري المطلق لهذا النجم هو +1.44، أي. سيريوس ما يقرب من 23 مرة أكثر إشراقا من الشمسفي الطيف المرئي.

كوكب الزهرة في السماء دائمًا أكثر سطوعًا من جميع النجوم (يتراوح سطوعه المرئي من -3.8 م إلى -4.9 م)؛ كوكب المشتري أقل سطوعًا إلى حد ما (من -1.6 م إلى -2.94 م)؛ أثناء التقابل، يكون للمريخ قدر ظاهري يبلغ حوالي -2 متر أو أكثر سطوعًا. بشكل عام، معظم الكواكب هي ألمع الأجسام في السماء بعد الشمس والقمر في معظم الأوقات. لأنه لا توجد نجوم ذات لمعان عالي في محيط الشمس.

حتى الأشخاص البعيدين عن علم الفلك يعرفون أن النجوم لها سطوع مختلف. يمكن رؤية ألمع النجوم بسهولة في سماء المدينة المعرضة للضوء بشكل مفرط، في حين أن النجوم الأضعف بالكاد تكون مرئية في ظل ظروف المشاهدة المثالية.

لتوصيف سطوع النجوم والأجرام السماوية الأخرى (على سبيل المثال، الكواكب والنيازك والشمس والقمر)، طور العلماء مقياسًا لمقادير النجوم.

حجم ظاهري(م؛ غالبًا ما يطلق عليه ببساطة "الحجم") يشير إلى تدفق الإشعاع بالقرب من الراصد، أي السطوع المرصود للمصدر السماوي، والذي لا يعتمد فقط على قوة الإشعاع الفعلية للكائن، ولكن أيضًا على المسافة إليه.

هذه كمية فلكية بلا أبعاد تميز الإضاءة الناتجة عن جسم سماوي بالقرب من الراصد.

إضاءة- كمية خفيفة تساوي النسبة تدفق مضيئةالسقوط على مساحة صغيرة من السطح، إلى منطقته.
وحدة الإضاءة في النظام الدولي للوحدات (SI) هي لوكس (1 لوكس = 1 لومن لكل متر مربع)، في GHS (سنتيمتر-جرام-ثانية) – فوت (فوت واحد يساوي 10000 لوكس).

تتناسب الإضاءة بشكل مباشر مع شدة الإضاءة لمصدر الضوء. ومع تحرك المصدر بعيدا عن السطح المضاء، تتناقص إضاءته بنسبة عكسية مع مربع المسافة (قانون التربيع العكسي).

يُنظر إلى الحجم النجمي المرئي ذاتيًا على أنه سطوع (للمصادر النقطية) أو سطوع (للمصادر الممتدة).

في هذه الحالة، تتم الإشارة إلى سطوع مصدر واحد من خلال مقارنته بسطوع مصدر آخر، والذي يتم اعتباره كمعيار. عادةً ما تكون هذه المعايير بمثابة نجوم ثابتة مختارة خصيصًا.

تم تقديم الحجم لأول مرة كمؤشر على السطوع المرئي للنجوم في النطاق البصري، ولكنه امتد لاحقًا إلى نطاقات إشعاعية أخرى: الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.

وبالتالي، فإن القدر الظاهري m أو السطوع هو مقياس للإضاءة E الناتجة عن المصدر على السطح المتعامد مع أشعته في موقع الرصد.

تاريخيًا، بدأ كل شيء منذ أكثر من 2000 عام، عندما اكتشف عالم الفلك والرياضيات اليوناني القديم هيبارخوس(القرن الثاني قبل الميلاد) قسم النجوم المرئية للعين إلى 6 مقادير.

الأكثر النجوم الساطعةعيّن هيبارخوس الحجم الأول، وبالعين الخافتة التي لا تكاد ترى، عيّن الحجم السادس، ووزع الباقي بالتساوي بين المقادير المتوسطة. علاوة على ذلك، قام هيبارخوس بالتقسيم إلى مقادير نجمية بحيث تبدو النجوم ذات القدر الأول أكثر سطوعًا من النجوم ذات القدر الثاني بقدر ما تبدو أكثر سطوعًا من النجوم ذات القدر الثالث، وما إلى ذلك. أي من تدرج إلى تدرج سطوع النجم تغيرت النجوم بمقدار واحد وبنفس الحجم.

كما اتضح لاحقًا، فإن ربط هذا المقياس بالواقع الكميات الفيزيائيةلوغاريتمي ، نظرًا لأن العين تنظر إلى التغيير في السطوع بنفس العدد من المرات على أنه تغيير بنفس المقدار - القانون الفسيولوجي النفسي التجريبي لـ Weber-Fechner، والتي بموجبها تتناسب شدة الإحساس بشكل مباشر مع لوغاريتم شدة التحفيز.

ويرجع ذلك إلى خصوصيات الإدراك البشري، على سبيل المثال، إذا تم إضاءة 1، 2، 4، 8، 16 مصباح كهربائي متطابق في الثريا بشكل متسلسل، يبدو لنا أن الإضاءة في الغرفة تتزايد باستمرار بنفس القدر. كمية. أي أن عدد المصابيح التي يتم تشغيلها يجب أن يزيد بنفس عدد المرات (مرتين في المثال) بحيث يبدو لنا أن الزيادة في السطوع ثابتة.

يتم التعبير عن الاعتماد اللوغاريتمي لقوة الإحساس E على الكثافة الجسدية للمحفز P بالصيغة:

E = ك سجل P + أ، (1)

حيث k و a ثوابت معينة يحددها نظام حسي معين.

في منتصف القرن التاسع عشر. قام عالم الفلك الإنجليزي نورمان بوجسون بإضفاء الطابع الرسمي على مقياس الحجم، والذي أخذ في الاعتبار قانون الرؤية النفسي الفسيولوجي.

وبناء على نتائج المراقبة الفعلية، افترض ذلك

إن النجم ذو القدر الأول أكثر سطوعًا بمقدار 100 مرة من النجم السادس.

وفي هذه الحالة، ووفقاً للعبارة (1)، يتحدد القدر الظاهر بالمساواة:

م = -2.5 سجل E + أ، (2)

2.5 – معامل بوجسون، علامة الطرح – الجزية التقليد التاريخي(النجوم الأكثر سطوعًا لها حجم أقل، بما في ذلك الحجم السلبي)؛
a هي نقطة الصفر لمقياس الحجم، والتي تم تحديدها بموجب اتفاقية دولية تتعلق باختيار نقطة الأساس لمقياس القياس.

إذا كانت E 1 و E 2 تتوافقان مع الحجمين m 1 و m 2، فمن (2) يتبع ذلك:

ه 2 / ه 1 = 10 0.4(م 1 - م 2) (3)

يؤدي انخفاض الحجم بمقدار واحد م1 - م2 = 1 إلى زيادة الإضاءة E بحوالي 2.512 مرة. عندما يكون m 1 - m 2 = 5، والذي يتوافق مع النطاق من الحجم الأول إلى الحجم السادس، فإن التغيير في الإضاءة سيكون E 2 / E 1 = 100.

صيغة بوغسون في شكلها الكلاسيكييحدد العلاقة بين مقادير النجم الظاهرة:

م 2 - م 1 = -2.5 (سجل 2 - سجل ه 1) (4)

تسمح لك هذه الصيغة بتحديد الفرق في مقادير النجوم، وليس في المقادير نفسها.

لاستخدامها في البناء النطاق المطلق، تحتاج إلى تعيين نقطة فارغة- السطوع الذي يقابل مقدار صفر (0 m). في البداية، تم اعتبار تألق Vega على أنه 0 متر. ثم تم إعادة تعريف النقطة الفارغة، ولكن بالنسبة للملاحظات البصرية، لا يزال فيجا بمثابة معيار للقدر الظاهري صفر (وفقًا لـ النظام الحديث، في النطاق V لنظام UBV، سطوعه هو +0.03 م، وهو لا يمكن تمييزه عن الصفر بالعين المجردة).

عادة، يتم أخذ نقطة الصفر لمقياس القدر بشكل مشروط بناءً على مجموعة من النجوم، والتي تم إجراء قياس ضوئي دقيق لها باستخدام طرق مختلفة.

أيضًا، يتم أخذ الإضاءة المحددة جيدًا على أنها 0 م، أي ما يعادل قيمة الطاقة E = 2.48 * 10 -8 وات/م². في الواقع، هو الإضاءة التي يحددها علماء الفلك أثناء عمليات الرصد، وعندها فقط يتم تحويلها بشكل خاص إلى مقادير نجمية.

إنهم يفعلون ذلك ليس فقط لأنه "أكثر شيوعًا"، ولكن أيضًا لأن الحجم أصبح مفهومًا مناسبًا للغاية.

تبين أن الحجم مفهوم مناسب للغاية

يعد قياس الإضاءة بالواط لكل متر مربع أمرًا مرهقًا للغاية: بالنسبة للشمس، تكون القيمة كبيرة، وبالنسبة للنجوم التلسكوبية الخافتة فهي صغيرة جدًا. في الوقت نفسه، من الأسهل بكثير العمل مع الأحجام النجمية، لأن المقياس اللوغاريتمي مناسب للغاية لعرض نطاقات كبيرة جدًا من قيم الحجم.

أصبح إضفاء الطابع الرسمي على بوغسون فيما بعد هو الطريقة القياسية لتقدير حجم النجوم.

صحيح أن المقياس الحديث لم يعد يقتصر على ستة مقادير أو الضوء المرئي فقط. يمكن أن يكون للأجسام الساطعة جدًا حجم سلبي. على سبيل المثال، سيريوس، النجم اللامع المجال السماوي، قوته ناقص 1.47 م. يتيح لنا المقياس الحديث أيضًا الحصول على قيم للقمر والشمس: يبلغ حجم البدر -12.6 مترًا، والشمس -26.8 مترًا. التلسكوب المدارييستطيع هابل رصد الأجسام التي يصل حجمها إلى 31.5 مترًا تقريبًا.

مقياس الحجم
(يتم عكس المقياس: القيم الأقل تتوافق مع كائنات أكثر سطوعًا)

المقادير الظاهرية لبعض الأجرام السماوية

الشمس: -26.73
القمر (البدر): -12.74
الزهرة (بأقصى سطوع): -4.67
كوكب المشتري (في أقصى سطوع): -2.91
سيريوس: -1.44
فيجا: 0.03
أضعف النجوم التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة: حوالي 6.0
الشمس من على بعد 100 سنة ضوئية: 7.30
بروكسيما سنتوري: 11.05
ألمع كوازار: 12.9
أضعف الأجسام التي تم تصويرها بواسطة تلسكوب هابل: 31.5

إذا رفعت رأسك في ليلة صافية صافية، يمكنك رؤية العديد من النجوم. كثيرة جدًا لدرجة أنه يبدو من المستحيل إحصاؤها على الإطلاق. وتبين أن الأجرام السماوية المرئية للعين لا تزال تحسب. يوجد حوالي 6 آلاف منهم. وهذا هو العدد الإجمالي لكل من نصفي الكرة الشمالي والجنوبي لكوكبنا. من الناحية المثالية، أنت وأنا، على سبيل المثال، في نصف الكرة الشمالي، سنرى ما يقرب من نصفهم العدد الإجماليأي حوالي 3 آلاف نجم.

عدد لا يحصى من نجوم الشتاء

ولسوء الحظ، يكاد يكون من المستحيل النظر في جميع النجوم المتاحة، لأن هذا يتطلب ظروفا ذات جو شفاف تماما والغياب الكامل لأي مصادر للضوء. حتى لو وجدت نفسك في حقل مفتوح بعيدًا عن ضوء المدينة العميق ليلة الشتاء. لماذا في الشتاء؟ نعم، لأن ليالي الصيف أخف بكثير! ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الشمس لا تغرب بعيدًا عن الأفق. ولكن حتى في هذه الحالة، لن يكون أكثر من 2.5-3 ألف نجم متاحا لأعيننا. لماذا هذا؟

والحقيقة هي أن تلميذ العين البشرية، إذا كنت تتخيل ذلك، يجمع كمية معينة من الضوء من مصادر مختلفة. في حالتنا، مصادر الضوء هي النجوم. يعتمد عدد الأشخاص الذين نراهم بشكل مباشر على قطر عدسة الجهاز البصري. من الطبيعي أن يكون قطر عدسة المنظار أو التلسكوب أكبر من قطر بؤبؤ العين. ولذلك، فإنه سيتم جمع المزيد من الضوء. ونتيجة لذلك، بمساعدة الأدوات الفلكية، يمكنك رؤية الكثير أكثرالنجوم

السماء المرصعة بالنجوم من خلال عيون هيبارخوس

وبالطبع لاحظتم أن النجوم تختلف في السطوع، أو كما يقول علماء الفلك في السطوع الظاهري. في الماضي البعيد، اهتم الناس أيضًا بهذا. قام عالم الفلك اليوناني القديم هيبارخوس بتقسيم جميع الأجرام السماوية المرئية إلى مقادير نجمية من الدرجة السادسة. ألمعهم "كسب" I، ووصف الأكثر تعبيرًا بنجوم الفئة السادسة. وتم تقسيم الباقي إلى فئات متوسطة.

وفي وقت لاحق، اتضح أن الأحجام المختلفة لها علاقة خوارزمية معينة مع بعضها البعض. وتنظر أعيننا إلى تشويه السطوع بعدد متساو من المرات على أنه الابتعاد إلى نفس المسافة. وهكذا أصبح من المعروف أن إشعاع نجوم الفئة الأولى أكثر سطوعًا بنحو 2.5 مرة من إشعاع الفئة الثانية.

نجم الدرجة الثانية أكثر سطوعًا من الدرجة الثالثة بنفس عدد المرات، وبالتالي فإن الجسم السماوي من الدرجة الثالثة أكثر سطوعًا من الدرجة الرابعة. ونتيجة لذلك، فإن الفرق بين لمعان النجوم ذات الحجم I و VI يختلف بعامل 100. وبالتالي فإن الأجرام السماوية من الفئة السابعة تتجاوز عتبة الرؤية البشرية. ومن المهم أن نعرف أن الحجم ليس حجم النجم، بل سطوعه الظاهري.

ما هو الحجم المطلق؟

إن حجم النجوم ليس مرئيًا فحسب، بل هو مطلق أيضًا. يستخدم هذا المصطلح عندما يكون من الضروري مقارنة نجمين من خلال لمعانهما. وللقيام بذلك، يتم وضع كل نجم على مسافة قياسية تقليدية تبلغ 10 فرسخ فلكي. بمعنى آخر، هذا هو حجم الجسم النجمي الذي سيكون عليه لو كان على مسافة 10 أجهزة كمبيوتر من الراصد.

على سبيل المثال، حجم شمسنا هو -26.7. لكن من مسافة 10 أجهزة كمبيوتر، سيكون نجمنا جسمًا بالكاد يمكن رؤيته بدرجة خامسة. ويترتب على ذلك: كلما زاد لمعان الجسم السماوي، أو، كما يقولون، الطاقة التي ينبعث منها النجم لكل وحدة زمنية، كلما زاد احتمال أن الحجم المطلق للكائن سيستغرق قيمة سلبية. والعكس صحيح: كلما انخفض اللمعان، زادت القيم الإيجابية للكائن.

ألمع النجوم

جميع النجوم لها سطوع ظاهري مختلف. بعضها أكثر سطوعًا قليلاً من الحجم الأول، والبعض الآخر أكثر خفوتًا. وفي ضوء ذلك، تم تقديم القيم الكسرية. على سبيل المثال، إذا كان القدر الظاهري في سطوعه يقع في مكان ما بين الفئتين الأولى والثانية، فإنه عادة ما يعتبر نجمًا من الدرجة 1.5. هناك أيضًا نجوم تبلغ قوتها 2.3...4.7...إلخ. على سبيل المثال، يكون نجم Procyon، وهو جزء من الكوكبة الاستوائية Canis Minor، مرئيًا بشكل أفضل في جميع أنحاء روسيا في شهر يناير أو فبراير. لمعانه المرئي هو 0.4.

من الجدير بالذكر أن الحجم I هو مضاعف 0. نجم واحد فقط يتوافق معه تمامًا تقريبًا - هذا هو Vega ، النجم اللامع في تألقه يبلغ حوالي 0.03 درجة. إلا أن هناك أنواراً أكثر سطوعاً منه ولكن حجمها سلبي. على سبيل المثال، سيريوس، والتي يمكن ملاحظتها في نصفي الكرة الأرضية في وقت واحد. لمعانه -1.5 درجة.

لا يتم تعيين المقادير السالبة للنجوم فحسب، بل أيضًا للأجرام السماوية الأخرى: الشمس والقمر وبعض الكواكب والمذنبات والأجرام السماوية. محطات فضائية. ومع ذلك، هناك نجوم يمكنها تغيير سطوعها. من بينها هناك العديد من النجوم النابضة ذات سعة سطوع متغيرة، ولكن هناك أيضًا تلك التي يمكن فيها ملاحظة عدة نبضات في وقت واحد.

قياس المقادير

في علم الفلك، يتم قياس جميع المسافات تقريبًا بمقياس حجم هندسي. يتم استخدام طريقة القياس الضوئي للمسافات الطويلة، وكذلك إذا كنت بحاجة إلى مقارنة لمعان جسم ما مع سطوعه الظاهري. في الأساس، يتم تحديد المسافة إلى أقرب النجوم من خلال اختلاف المنظر السنوي - المحور شبه الرئيسي للقطع الناقص. ستعمل الأقمار الصناعية الفضائية التي سيتم إطلاقها في المستقبل على زيادة الدقة البصرية للصور عدة مرات على الأقل. ولسوء الحظ، لا تزال هناك طرق أخرى تستخدم للمسافات التي تزيد عن 50-100 جهاز كمبيوتر.

ضخامة

© المعرفة قوة

بطليموس والمجسطي

المحاولة الأولى لتجميع كتالوج النجوم بناءً على مبدأ درجة لمعانها تمت بواسطة عالم الفلك الهيليني هيبارخوس من نيقية في القرن الثاني قبل الميلاد. من بين أعماله العديدة (للأسف، فقدت جميعها تقريبا). ""كتالوج النجوم""يحتوي على وصف لـ 850 نجمًا مصنفة حسب الإحداثيات واللمعان. البيانات التي جمعها هيبارخوس، الذي اكتشف أيضًا ظاهرة المبادرة، تم تطويرها وتطويرها بفضل كلوديوس بطليموس من الإسكندرية (مصر) في القرن الثاني. إعلان لقد ابتكر عملاً أساسيًا "المجسطي"في ثلاثة عشر كتابا. قام بطليموس بجمع كل المعارف الفلكية في ذلك الوقت، وصنفها وقدمها في شكل يسهل الوصول إليه وفهمه. يتضمن المجسطي أيضًا كتالوج النجوم. وقد استند إلى الملاحظات التي أدلى بها هيبارخوس قبل أربعة قرون. لكن "كتالوج النجوم" الخاص ببطليموس كان يحتوي بالفعل على حوالي ألف نجمة أخرى.

تم استخدام كتالوج بطليموس في كل مكان تقريبًا لمدة ألف عام. وقد قسم النجوم إلى ستة أقسام حسب لمعانها: ألمعها صنف في الدرجة الأولى، وأقلها سطوعا في الدرجة الثانية، وهكذا. أما الطبقة السادسة فتشمل النجوم التي لا تكاد ترى بالعين المجردة. مصطلح "القوة المضيئة" الأجرام السماوية"، أو "القدر النجمي"، لا يزال يستخدم حتى يومنا هذا لتحديد مقياس تألق الأجرام السماوية، وليس النجوم فقط، ولكن أيضًا السدم والمجرات والظواهر السماوية الأخرى.

سطوع النجوم والحجم البصري

النظر إلى السماء المرصعة بالنجوميمكنك ملاحظة أن النجوم تختلف في سطوعها أو في سطوعها الظاهري. ألمع النجوم تسمى النجوم ذات الحجم الأول. تلك النجوم التي يكون سطوعها أضعف بمقدار 2.5 مرة من النجوم ذات الحجم الأول، يكون لها القدر الثاني. النجوم من الدرجة الثالثة تشمل تلك النجوم. وهي أضعف بمقدار 2.5 مرة من النجوم ذات الحجم الثاني وما إلى ذلك. تُصنف النجوم الخافتة التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة على أنها نجوم من الدرجة السادسة. ويجب أن نتذكر أن اسم "الحجم النجمي" لا يشير إلى حجم النجوم، بل يشير فقط إلى سطوعها الظاهري.

في المجمل، هناك 20 نجمًا من ألمع النجوم في السماء، والتي يقال عادةً إنها نجوم من الدرجة الأولى. ولكن هذا لا يعني أن لديهم نفس السطوع. في الواقع، بعضها أكثر سطوعًا إلى حد ما من القدر الأول، والبعض الآخر أكثر خفوتًا إلى حد ما، وواحد منهم فقط هو نجم من القدر الأول بالضبط. وينطبق نفس الوضع على النجوم من الدرجة الثانية والثالثة والمقادير اللاحقة. لذلك، للإشارة بشكل أكثر دقة إلى سطوع نجم معين، يستخدمون القيم الكسرية. لذلك، على سبيل المثال، تلك النجوم التي تقع في وسط سطوعها بين النجوم ذات الحجم الأول والثاني، تعتبر تنتمي إلى القدر 1.5. هناك نجوم بمقادير 1.6؛ 2.3؛ 3.4؛ 5.5، الخ. تظهر العديد من النجوم الساطعة بشكل خاص في السماء، والتي تتجاوز في تألقها تألق النجوم ذات الحجم الأول. لهذه النجوم، صفر و مقادير سلبية. لذلك، على سبيل المثال، الأكثر نجم ساطع نصف الكرة الشماليالسماء - فيجا - تبلغ قوتها 0.03 (0.04) درجة، وألمع نجم - سيريوس - تبلغ قوته 1.47 (1.46) درجة تحت الصفر، في نصف الكرة الجنوبيألمع نجم هو كانوب(يقع كانوب في كوكبة كارينا. مع قدر ظاهري يبلغ سالب 0.72، يتمتع كانوب بأعلى لمعان لأي نجم على بعد 700 سنة ضوئية من الشمس. وللمقارنة، فإن سيريوس أكثر سطوعًا بـ 22 مرة فقط من شمسنا، لكنه أكبر كثيرًا أقرب إلينا من كانوب بالنسبة للعديد من النجوم من بين أقرب جيران الشمس، فإن كانوب هو ألمع نجم في سمائهم.)

العظمة في العلم الحديث

في منتصف القرن التاسع عشر. عالم الفلك الإنجليزينورمان بوجسون

وقام بتحسين طريقة تصنيف النجوم على أساس مبدأ اللمعان الذي كان موجودا منذ زمن هيبارخوس وبطليموس. وقد أخذ بوغسون في الاعتبار أن الفرق في اللمعان بين الفئتين هو 2.5 (على سبيل المثال، لمعان نجم الدرجة الثالثة أكبر 2.5 مرة من لمعان نجم الدرجة الرابعة). قدم بوغسون مقياسًا جديدًا يبلغ بموجبه الفرق بين نجوم الفئتين الأولى والسادسة 100 إلى 1 (يتوافق الفرق بمقدار 5 درجات مع تغير في سطوع النجوم بعامل 100). وبالتالي، فإن الفرق من حيث اللمعان بين كل فئة ليس 2.5، بل 2.512 إلى 1.

النظام الذي طوره عالم الفلك الإنجليزي جعل من الممكن الحفاظ على المقياس الحالي (التقسيم إلى ستة فئات)، لكنه أعطاه أقصى قدر من الدقة الرياضية. أولاً، تم اختيار النجم القطبي ليكون نقطة الصفر لنظام المقادير النجمية؛ وتم تحديد مقداره وفقًا للنظام البطلمي بـ 2.12. لاحقًا، عندما أصبح من الواضح أن نجم الشمال هو نجم متغير، تم تعيين النجوم ذات الخصائص الثابتة بشكل مشروط لدور نقطة الصفر. مع تحسن التكنولوجيا والمعدات، تمكن العلماء من تحديد مقادير النجوم بدقة أكبر: إلى أعشار، وبعد ذلك إلى أجزاء من مئات من الوحدات. يتم التعبير عن العلاقة بين الأحجام النجمية الظاهرة من خلال صيغة بوجسون: 2 -يتم التعبير عن العلاقة بين الأحجام النجمية الظاهرة من خلال صيغة بوجسون: 1 =م(-2.5سجل 2 /-2.5سجل 1) .

ه

ل	ن	ل	ن	ل	ن
1	13	8	4.2*10 4	15	3.2*10 7
2	40	9	1.25*10 5	16	7.1*10 7
3	100	10	3.5*10 5	17	1.5*10 8
4	500	11	9*10 5	18	3*10 8
5	1.6*10 3	12	2.3*10 6	19	5.5*10 8
6	4.8*10 3	13	5.7*10 6	20	10 9
7	1.5*10 4	14	1.4*10 7	21	2*10 9

الحجم النسبي والمطلق

يشير الحجم النجمي، الذي يتم قياسه باستخدام أدوات خاصة مثبتة في التلسكوب (مقاييس الضوء)، إلى مقدار الضوء الصادر من النجم الذي يصل إلى مراقب على الأرض. يسافر الضوء مسافة من النجم إلينا، وبالتالي، كلما كان النجم بعيدًا، بدا أكثر خفوتًا. وبعبارة أخرى، حقيقة أن النجوم تختلف في السطوع لا يعطي معلومات كاملةعن النجم. يمكن أن يكون للنجم الساطع جدًا لمعان كبير، ولكنه يكون بعيدًا جدًا، وبالتالي يكون له حجم كبير جدًا. لمقارنة سطوع النجوم، بغض النظر عن بعدها عن الأرض، تم تقديم هذا المفهوم "الحجم المطلق". لتحديد الحجم المطلق، عليك أن تعرف المسافة إلى النجم. يميز الحجم المطلق M سطوع النجم على مسافة 10 فرسخ فلكي من الراصد. (1 بارسيك = 3.26 سنة ضوئية.). العلاقة بين الحجم المطلق M والحجم الظاهري m والمسافة إلى النجم R بالفراسخ الفلكية: M = m + 5 – 5 log R.

بالنسبة للنجوم القريبة نسبيًا، البعيدة على مسافة لا تتجاوز عدة عشرات من الفراسخ الفلكية، يتم تحديد المسافة عن طريق المنظر بطريقة معروفة منذ مائتي عام. في هذه الحالة، يتم قياس الإزاحات الزاويّة التي لا تذكر للنجوم عند ملاحظتها من نقاط مختلفة من مدار الأرض، أي في أوقات مختلفة من السنة. إن اختلاف المنظر حتى في أقرب النجوم يكون أقل من 1". ويرتبط مفهوم المنظر باسم إحدى الوحدات الأساسية في علم الفلك - الفرسخ الفلكي. البارسيك هو المسافة إلى نجم وهمي، المنظر السنوي له يساوي 1".

عزيزي الزوار!

عملك معطل جافا سكريبت. يرجى تمكين البرامج النصية في متصفحك وسيتم فتح الوظائف الكاملة للموقع لك!