Nejednaka svjetlina (ili sjaj) različitih objekata na nebu je vjerovatno prva stvar koju osoba primijeti kada posmatra; stoga se, u vezi s tim, davno javila potreba za uvođenjem pogodne vrijednosti koja bi omogućila klasifikaciju svjetiljki prema svjetlini.
Priča
Prvi put je takvu vrijednost za svoja zapažanja golim okom upotrijebio starogrčki astronom, autor prvog evropskog kataloga zvijezda, Hiparh. On je klasifikovao sve zvezde u svom katalogu prema sjaju, označivši najsjajnije kao zvezde 1. magnitude, a najsjajnije kao zvezde 6. magnitude sredinom 19-tog veka je poboljšan na svoj moderan izgled Engleski astronom Norman Pogson.
Tako smo dobili fizičku veličinu bez dimenzija, logaritamski povezanu sa osvjetljenjem koje stvaraju svjetiljke (stvarna zvjezdana veličina):
m1-m2 =-2,5*lg(L1/L2)
gdje su m1 i m2 veličine svjetiljki, a L1 i L2 su osvjetljenje u luksima (lx je SI jedinica osvjetljenja) koje stvaraju ovi objekti. Ako zamijenite vrijednost m1-m2 = 5 u lijevu stranu ove jednačine, tada ćete nakon jednostavne računice pronaći da je osvjetljenje u ovom slučaju korelirano kao 1/100, tako da je razlika u svjetlini od 5 magnituda odgovara razlici u osvjetljenju od objekata od 100 jednom.
Nastavljajući rješavanje ovog problema, izdvajamo 5. korijen od 100 i dobijamo promjenu osvjetljenja s razlikom u svjetlini od jedne magnitude, promjena osvjetljenja će biti 2.512 puta.
Ovo je sve osnovno matematički aparat, neophodno za orijentaciju u datoj skali osvjetljenja.
Skala magnituda
Uvođenjem ovog sistema bilo je potrebno postaviti i polaznu tačku za magnitudnu skalu. U tu svrhu, sjaj zvijezde Vega (alfa Lyrae) je prvobitno uzet kao nula magnituda (0m). Trenutno, najpreciznija referentna tačka je sjaj zvezde, koja je 0,03 m sjajnija od Vege. Međutim, oko neće primijetiti takvu razliku, pa se za vizualna promatranja svjetlina koja odgovara nultoj magnitudi i dalje može uzeti kao Vega.
Još jedna važna stvar koju treba zapamtiti u vezi sa ovom skalom je da što je niža magnituda, to je objekt svjetliji. Na primjer, ista Vega sa svojom magnitudom od +0,03m bit će skoro 100 puta sjajnija od zvijezde veličine +5m. Jupiter, sa svojim maksimalnim sjajem od -2,94m, bit će svjetliji od Vega na:
2,94-0,03 = -2,5*lg(L1/L2)
L1/L2 = 15,42 puta
Ovaj problem možete riješiti na drugi način - jednostavnim podizanjem 2,512 na stepen jednaku razlici veličina objekata:
2,512^(-2,94-0,03) = 15,42
Klasifikacija magnitude
Sada, nakon što smo se konačno pozabavili hardverom, razmotrimo klasifikaciju zvjezdanih veličina koja se koristi u astronomiji.
Prva klasifikacija je zasnovana na spektralnoj osjetljivosti prijemnika zračenja. S tim u vezi, zvezdana veličina može biti: vizuelna (svetlina se uzima u obzir samo u opsegu spektra vidljivog oku); bolometrijski (svjetlina se uzima u obzir u cijelom rasponu spektra, ne samo vidljiva svjetlost, već i ultraljubičasti, infracrveni i drugi spektri zajedno); fotografski (osvjetljenje uzimajući u obzir osjetljivost na spektar fotoćelija).
Ovo takođe uključuje zvjezdane magnitude u određenom dijelu spektra (na primjer, u rasponu plavog svjetla, žutog, crvenog ili ultraljubičastog zračenja).
Shodno tome, vizuelna veličina je namenjena za procenu osvetljenosti svetiljki tokom vizuelnog posmatranja; bolometrijski - za procjenu ukupnog fluksa svih zračenja iz zvijezde; i fotografske i uskopojasne veličine - za procjenu indikatora boja svjetiljki u bilo kojem fotometrijskom sistemu.
Prividne i apsolutne veličine
Druga vrsta klasifikacije zvezdanih veličina zasniva se na broju zavisnih fizičkih parametara. U tom smislu, zvezdana veličina može biti vidljiva i apsolutna. Prividna veličina je sjaj objekta koji oko (ili drugi prijemnik zračenja) percipira direktno iz svog trenutnoj situaciji u svemiru.
Ova svjetlina ovisi o dva parametra odjednom - o snazi zračenja svjetiljke i udaljenosti do nje. Apsolutna veličina ovisi samo o snazi zračenja i ne ovisi o udaljenosti do objekta, jer se pretpostavlja da je ovo drugo općenito za određenu klasu objekata.
Apsolutna magnituda zvijezda definira se kao njihova prividna veličina ako je udaljenost do zvijezde 10 parseka (32.616 svjetlosnih godina). Apsolutna veličina za objekte solarni sistem definira se kao njihova prividna veličina da su na udaljenosti od 1 AJ. od Sunca i pokazivao bi svoju punu fazu posmatraču, a sam posmatrač bi takođe bio na 1 AJ. (149,6 miliona km) od objekta (tj. u centru Sunca).
Apsolutna magnituda meteora se definiše kao njihova prividna veličina ako su se nalazili na udaljenosti od 100 km od posmatrača i u zenitnoj tački.
Primjena veličina
Ove klasifikacije se mogu koristiti zajedno. Na primjer, apsolutna vizuelna magnituda Sunca je M(v) = +4,83. a apsolutna bolometrija M(bol) = +4,75, pošto Sunce sija ne samo u vidljivom opsegu spektra. U zavisnosti od temperature fotosfere (vidljive površine) zvezde, kao i od njene klase sjaja (glavni niz, džin, superdžin, itd.).
Postoje razlike između vizuelnih i bolometrijskih apsolutnih veličina zvijezde. Na primjer, vruće zvijezde ( spektralne klase B i O) sijaju uglavnom u ultraljubičastom opsegu nevidljivom za oko. Dakle, njihov bolometrijski sjaj je mnogo jači od njihovog vizuelnog. Isto važi i za hladne zvezde (spektralne klase K i M), koje sijaju pretežno u infracrvenom opsegu.
Apsolutna vizuelna magnituda najmoćnijih zvijezda (hipergiganti i zvijezde Wolf-Rayet) je reda -8, -9. Apsolutna bolometrija može doseći -11, -12 (što odgovara prividnoj magnitudi punog Mjeseca).
Snaga zračenja (svjetlina) je milione puta veća od snage zračenja Sunca. Prividna vizuelna magnituda Sunca sa Zemljine orbite je -26,74m; u području Neptunove orbite iznosiće -19,36m. Prividna vizuelna magnituda najsjajnije zvezde Sirijusa je -1,5m, a apsolutna vizuelna magnituda ove zvezde je +1,44, tj. Sirius je skoro 23 puta svetlije od sunca u vidljivom spektru.
Planeta Venera na nebu je uvek svetlija od svih zvezda (njen vidljivi sjaj se kreće od -3,8m do -4,9m); Jupiter je nešto manje svetao (od -1,6m do -2,94m); Tokom opozicije, Mars ima prividnu magnitudu od oko -2m ili svjetliju. Općenito, većina planeta su najsjajniji objekti na nebu nakon Sunca i Mjeseca većinu vremena. Budući da u blizini Sunca nema zvijezda sa velikim sjajem.
Čak i ljudi daleko od astronomije znaju da zvijezde imaju različite svjetline. Najsjajnije zvezde su lako vidljive na preeksponiranom gradskom nebu, dok su najslabije zvezde jedva vidljive u idealnim uslovima gledanja.
Da bi okarakterizirali sjaj zvijezda i drugih nebeskih tijela (na primjer, planeta, meteora, Sunca i Mjeseca), naučnici su razvili skalu zvjezdanih veličina.
Prividna veličina(m; često se naziva jednostavno "veličina") označava fluks zračenja u blizini posmatrača, odnosno posmatrani sjaj nebeskog izvora, koji ne zavisi samo od stvarne snage zračenja objekta, već i od udaljenosti do njega.
Ovo je bezdimenzionalna astronomska veličina koja karakterizira osvjetljenje koje stvara nebeski objekt u blizini posmatrača.
Iluminacija– količina svjetlosti jednaka omjeru svjetlosni tok pada na malu površinu površine, na njegovu površinu.
Jedinica za osvetljenje u Međunarodnom sistemu jedinica (SI) je luks (1 luks = 1 lumen po kvadratni metar), u GHS (centimetar-gram-sekunda) – fotografija (jedna fotografija je jednaka 10.000 luksa).
Osvetljenje je direktno proporcionalno intenzitetu svetlosti izvora svetlosti. Kako se izvor udaljava od osvijetljene površine, njegovo osvjetljenje opada obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti (zakon inverznog kvadrata).
Subjektivno vidljiva zvezdana veličina se percipira kao sjaj (za tačkaste izvore) ili sjaj (za proširene izvore).
U ovom slučaju, svjetlina jednog izvora se pokazuje upoređivanjem sa svjetlinom drugog, uzetog kao standard. Takvi standardi obično služe kao posebno odabrane fiksne zvijezde.
Magnituda je prvo uvedena kao indikator vidljivog sjaja zvijezda u optičkom rasponu, ali je kasnije proširena na druge opsege zračenja: infracrveno, ultraljubičasto.
Dakle, prividna veličina m ili svjetlina je mjera osvjetljenja E koju stvara izvor na površini okomitoj na njegove zrake na mjestu posmatranja.
Istorijski gledano, sve je počelo prije više od 2000 godina, kada je starogrčki astronom i matematičar Hiparh(2. vek pre nove ere) podelio je zvezde vidljive oku na 6 magnituda.
Najviše sjajne zvezde Hiparh je dodelio prvu magnitudu, a najmračnijim, jedva vidljivim okom šestu, a ostatak je ravnomerno rasporedio među srednjim veličinama. Štaviše, Hiparh je napravio podelu na zvezdane magnitude tako da su zvezde 1. magnitude izgledale isto toliko sjajnije od zvezda 2. magnitude koliko su izgledale sjajnije od zvezda 3. magnitude, itd. To jest, od gradacije do gradacije sjaj zvijezde promijenjene za jednu te istu veličinu.
Kako se kasnije ispostavilo, veza takve skale sa stvarnim fizičke veličine logaritamski, budući da promjenu svjetline isti broj puta oko percipira kao promjenu iste količine - empirijski psihofiziološki zakon Weber–Fechner, prema kojem je intenzitet osjeta direktno proporcionalan logaritmu intenziteta stimulusa.
To je zbog posebnosti ljudske percepcije, na primjer, ako se 1, 2, 4, 8, 16 identičnih sijalica upalja uzastopno u lusteru, onda nam se čini da se osvjetljenje u prostoriji stalno povećava za isti iznos. Odnosno, broj upaljenih sijalica trebao bi se povećati za isti broj puta (u primjeru dva puta) tako da nam se čini da je povećanje svjetline konstantno.
Logaritamska zavisnost jačine osjeta E od fizičkog intenziteta stimulusa P izražava se formulom:
E = k log P + a, (1)
gdje su k i a određene konstante određene datim senzornim sistemom.
Sredinom 19. vijeka. Engleski astronom Norman Pogson je formalizirao skalu magnituda, koja je uzela u obzir psihofiziološki zakon vida.
Na osnovu stvarnih rezultata posmatranja, on je to pretpostavio
ZVEZDA PRVE MAGNITUDE JE TAČNO 100 PUTA SJAJNIJA OD ZVEZDE ŠESTE MAGNITUDE.
U ovom slučaju, u skladu s izrazom (1), prividna veličina određena je jednakošću:
m = -2,5 log E + a, (2)
2,5 – Pogsonov koeficijent, znak minus – danak istorijska tradicija(svjetlije zvijezde imaju nižu, uključujući negativnu, magnitudu);
a je nulta tačka skale magnitude, utvrđena međunarodnim sporazumom u vezi sa izborom bazne tačke merne skale.
Ako E 1 i E 2 odgovaraju veličinama m 1 i m 2, onda iz (2) slijedi da:
E 2 /E 1 = 10 0,4 (m 1 - m 2) (3)
Smanjenje veličine za jedan m1 - m2 = 1 dovodi do povećanja osvjetljenja E za približno 2.512 puta. Kada je m 1 - m 2 = 5, što odgovara rasponu od 1. do 6. magnitude, promjena osvjetljenja će biti E 2 / E 1 = 100.
Pogsonova formula u svom klasičnom obliku uspostavlja odnos između prividnih zvezdanih veličina:
m 2 - m 1 = -2,5 (logE 2 - logE 1) (4)
Ova formula vam omogućava da odredite razliku u zvjezdanim veličinama, ali ne i samim magnitudama.
Da ga koristim za izgradnju apsolutnu skalu, morate podesiti null point– osvetljenost, koja odgovara nultoj magnitudi (0 m). U početku je sjaj Vege uzet kao 0 m. Tada je nulta tačka redefinisana, ali za vizuelna posmatranja Vega i dalje može poslužiti kao standard nulte prividne veličine (prema savremeni sistem, u V opsegu UBV sistema, njegova svjetlina je +0,03 m, što se okom ne razlikuje od nule).
Obično se nulta tačka skale magnituda uzima uslovno na osnovu skupa zvijezda, čija je pažljiva fotometrija provedena različitim metodama.
Takođe, dobro definisano osvetljenje se uzima kao 0 m, što je jednako energetskoj vrednosti E = 2,48 * 10 -8 W/m². Zapravo, to je osvjetljenje koje astronomi određuju tokom posmatranja, a tek onda se posebno pretvara u zvjezdane veličine.
Oni to rade ne samo zato što je „češće“, već i zato što se pokazalo da je veličina vrlo zgodan koncept.
veličina se pokazala kao vrlo zgodan koncept
Mjerenje osvjetljenja u vatima po kvadratnom metru izuzetno je glomazno: za Sunce je ta vrijednost velika, a za slabe teleskopske zvijezde vrlo mala. Istovremeno, mnogo je lakše raditi sa zvjezdanim veličinama, budući da je logaritamska skala izuzetno pogodna za prikaz vrlo velikih raspona vrijednosti magnitude.
Pogsonova formalizacija je kasnije postala standardna metoda za procjenu zvjezdane magnitude.
Istina, moderna skala više nije ograničena na šest magnituda ili samo vidljivo svjetlo. Vrlo svijetli objekti mogu imati negativnu magnitudu. Na primjer, Sirijus, najsjajnija zvijezda nebeska sfera, ima magnitudu od minus 1,47 m. Savremena skala nam takođe omogućava da dobijemo vrednosti za Mesec i Sunce: pun mesec ima magnitudu od -12,6 m, a Sunce -26,8 m. Orbitalni teleskop Hubble može posmatrati objekte veličine do približno 31,5 m.
Skala magnituda
(skala je obrnuta: niže vrijednosti odgovaraju svjetlijim objektima)
Prividne veličine nekih nebeskih tijela
Ned: -26.73
Mjesec (pun mjesec): -12.74
Venera (pri maksimalnom sjaju): -4,67
Jupiter (pri maksimalnom sjaju): -2,91
Sirijus: -1,44
Vega: 0.03
Najslabije zvezde vidljive golim okom: oko 6,0
Sunce udaljeno 100 svjetlosnih godina: 7.30
Proxima Centauri: 11.05
Najsjajniji kvazar: 12.9
Najslabiji objekti snimljeni teleskopom Hubble: 31.5
Ako podignete glavu u vedroj noći bez oblaka, možete vidjeti mnogo zvijezda. Toliko da je nemoguće izbrojati. Ispostavilo se da se nebeska tijela vidljiva oku još uvijek broje. Ima ih oko 6 hiljada To je ukupan broj i za sjevernu i za južnu hemisferu naše planete. U idealnom slučaju, vi i ja bismo, na primjer, na sjevernoj hemisferi, vidjeli otprilike polovinu njih ukupan broj, odnosno oko 3 hiljade zvjezdica.
Bezbroj zimskih zvijezda
Nažalost, gotovo je nemoguće uzeti u obzir sve dostupne zvijezde, jer bi za to bili potrebni uvjeti sa savršeno prozirnom atmosferom i potpunim odsustvom bilo kakvih izvora svjetlosti. Čak i ako se nađete na otvorenom polju daleko od dubokog gradskog svjetla zimske noći. Zašto zimi? Da, jer su letnje noći mnogo svetlije! To je zbog činjenice da sunce ne zalazi daleko ispod horizonta. Ali čak i u ovom slučaju, našim očima neće biti dostupno više od 2,5-3 hiljade zvijezda. Zašto je to tako?
Stvar je u tome da zjenica ljudskog oka, ako to zamislite, prikuplja određenu količinu svjetlosti iz različitih izvora. U našem slučaju izvori svjetlosti su zvijezde. Koliko ih vidimo direktno zavisi od prečnika sočiva optičkog uređaja. Naravno, staklo sočiva dvogleda ili teleskopa ima veći prečnik od zjenice oka. Stoga će prikupiti više svjetla. Kao rezultat toga, uz pomoć astronomskih instrumenata može se vidjeti mnogo više zvijezde
Zvezdano nebo kroz oči Hiparha
Naravno, primijetili ste da se zvijezde razlikuju po sjaju, ili, kako astronomi kažu, po prividnom sjaju. U davnoj prošlosti ljudi su takođe obraćali pažnju na to. Starogrčki astronom Hiparh podelio je sva vidljiva nebeska tela na zvezdane veličine VI klase. Najsjajniji od njih "zaradio" je I, a najneizražajnije je okarakterisao kao zvijezde VI kategorije. Ostali su podijeljeni u srednje razrede.
Nakon toga se pokazalo da različite veličine imaju određenu algoritamsku vezu jedna s drugom. A izobličenje svjetline za jednak broj puta naše oko percipira kao udaljavanje na istu udaljenost. Tako je postalo poznato da je sjaj zvijezde kategorije I otprilike 2,5 puta svjetliji od sjaja kategorije II.
Zvijezda klase II je isti broj puta sjajnija od klase III, a nebesko tijelo klase III je, shodno tome, svjetlije od klase IV. Kao rezultat toga, razlika između sjaja zvijezda magnitude I i VI razlikuje se za faktor od 100. Dakle, nebeska tijela kategorije VII su izvan praga ljudskog vida. Važno je znati da magnituda nije veličina zvijezde, već njen prividni sjaj.
Koja je apsolutna veličina?
Zvezdane veličine nisu samo vidljive, već i apsolutne. Ovaj izraz se koristi kada je potrebno uporediti dvije zvijezde po njihovom sjaju. Da biste to učinili, svaka zvijezda je postavljena na uobičajenu standardnu udaljenost od 10 parseka. Drugim riječima, ovo je veličina zvjezdanog objekta koju bi imao da se nalazi na udaljenosti od 10 PC-a od posmatrača.
Na primjer, magnituda našeg Sunca je -26,7. Ali sa udaljenosti od 10 računara, naša zvezda bi bila jedva vidljiv objekat pete magnitude. Slijedi: što je veća svjetlost nebeskog objekta, ili, kako još kažu, energija koju zvijezda emituje u jedinici vremena, veća je vjerovatnoća da će apsolutna veličina objekta poprimiti negativnu vrijednost. I obrnuto: što je niža svjetlost, to će biti veće pozitivne vrijednosti objekta.
Najsjajnije zvezde
Sve zvijezde imaju različit prividni sjaj. Neki su nešto sjajniji od prve magnitude, drugi su mnogo slabiji. S obzirom na to, uvedene su frakcijske vrijednosti. Na primjer, ako je prividna veličina u njenom sjaju negdje između kategorija I i II, tada se obično smatra zvijezdom klase 1,5. Postoje i zvezde magnitude 2,3...4,7...itd. Na primer, Procion, deo ekvatorijalnog sazvežđa Mali psi, najbolje je vidljiv u celoj Rusiji u januaru ili februaru. Vidljivi sjaj mu je 0,4.
Važno je napomenuti da je magnituda I umnožak 0. Samo jedna zvijezda joj odgovara gotovo potpuno - ovo je Vega, najsjajnija svjetiljka po svom sjaju je otprilike 0,03 magnituda. Međutim, postoje svjetiljke koje su svjetlije od njega, ali njihova veličina je negativna. Na primjer, Sirius, koji se može promatrati na dvije hemisfere odjednom. Njegov sjaj je -1,5 magnituda.
Negativne magnitude se ne dodeljuju samo zvezdama, već i drugim nebeskim objektima: Suncu, Mesecu, nekim planetama, kometama i svemirske stanice. Međutim, postoje zvijezde koje mogu promijeniti svoj sjaj. Među njima ima mnogo pulsirajućih zvijezda s promjenjivim amplitudama sjaja, ali ima i onih kod kojih se može uočiti nekoliko pulsacija istovremeno.
Mjerenje veličina
U astronomiji se gotovo sve udaljenosti mjere geometrijskom skalom magnituda. Fotometrijska metoda mjerenja koristi se za velike udaljenosti, a također i ako trebate uporediti svjetlinu objekta sa njegovom prividnom svjetlinom. U osnovi, udaljenost do najbližih zvijezda određena je njihovom godišnjom paralaksom - velikom poluosom elipse. Svemirski sateliti lansirani u budućnosti povećat će vizualnu tačnost slika barem nekoliko puta. Nažalost, druge metode se i dalje koriste za udaljenosti veće od 50-100 računara.
Magnituda
© Znanje je moć
Ptolomej i Almagest
Prvi pokušaj da sastavi katalog zvezda na osnovu principa njihovog stepena sjaja napravio je helenski astronom Hiparh iz Nikeje u 2. veku pre nove ere. Među njegovim brojnim radovima (nažalost, skoro sva su izgubljena) pojavila su se "Katalog zvijezda", koji sadrži opis 850 zvijezda klasificiranih po koordinatama i luminoznosti. Podaci koje je prikupio Hiparh, koji je uz to otkrio i fenomen precesije, razrađeni su i dalje razvijeni zahvaljujući Klaudiju Ptolomeju iz Aleksandrije (Egipat) u 2. veku. AD Stvorio je temeljni opus "Almagest" u trinaest knjiga. Ptolomej je prikupio svo astronomsko znanje tog vremena, razvrstao ga i prikazao u pristupačnom i razumljivom obliku. Almagest je takođe uključivao Star Catalog. Zasnovan je na zapažanjima Hiparha pre četiri veka. Ali Ptolomejev "Katalog zvijezda" već je sadržavao još oko hiljadu zvijezda.
Ptolemejev katalog se koristio skoro svuda tokom jednog milenijuma. On je podijelio zvijezde u šest klasa prema stepenu sjaja: najsjajnije su bile dodijeljene prvoj klasi, manje sjajne - drugoj, i tako dalje. Šesta klasa uključuje zvijezde koje su jedva vidljive golim okom. Izraz "svjetlosna snaga" nebeska tela", ili "zvjezdana veličina", i danas se koristi za određivanje mjere sjaja nebeskih tijela, ne samo zvijezda, već i maglina, galaksija i drugih nebeskih pojava.
Svjetlina zvijezde i vizualna veličina
Gledam zvezdano nebo, možete primijetiti da se zvijezde razlikuju po svom sjaju ili po svom prividnom sjaju. Najsjajnije zvijezde nazivaju se zvijezdama 1. magnitude; one zvijezde koje su 2,5 puta slabije po sjaju od zvijezda 1. magnitude imaju 2. magnitudu. Zvijezde 3. magnitude uključuju one od njih. koje su 2,5 puta slabije od zvijezda 2. magnitude itd. Najslabije zvezde vidljive golim okom klasifikovane su kao zvezde 6. magnitude. Mora se imati na umu da naziv "zvjezdana veličina" ne označava veličinu zvijezda, već samo njihov prividni sjaj.
Ukupno, na nebu postoji 20 najsjajnijih zvijezda, za koje se obično kaže da su zvijezde prve magnitude. Ali to ne znači da imaju isti sjaj. Zapravo, neke od njih su nešto sjajnije od 1. magnitude, druge su nešto slabije, a samo jedna od njih je zvijezda tačno 1. magnitude. Ista situacija se odnosi na zvijezde 2., 3. i narednih veličina. Stoga, da bi preciznije označili sjaj određene zvijezde, koriste se razlomke vrijednosti. Tako, na primjer, one zvijezde koje se po svom sjaju nalaze u sredini između zvijezda 1. i 2. magnitude smatraju se da pripadaju 1.5 magnitude. Postoje zvezde magnitude 1,6; 2.3; 3.4; 5.5 itd. Na nebu je vidljivo nekoliko posebno sjajnih zvijezda koje po svom sjaju premašuju sjaj zvijezda 1. magnitude. Za ove zvijezde, nula i negativne veličine. Tako, na primjer, najviše sjajna zvezda sjevernoj hemisferi nebo - Vega - ima magnitudu od 0,03 (0,04) magnitude, a najsjajnija zvezda - Sirijus - ima magnitudu od minus 1,47 (1,46) magnitude, u južna hemisfera najsjajnija zvezda je Canopus(Kanopus se nalazi u sazvežđu Karina. Sa prividnom magnitudom od minus 0,72, Canopus ima najveći luminozitet od bilo koje zvezde u krugu od 700 svetlosnih godina od Sunca. Za poređenje, Sirijus je samo 22 puta svetliji od našeg Sunca, ali je mnogo bliži nam od Canopusa Za mnoge zvezde među najbližim susedima Sunca, Canopus je najsjajnija zvezda na njihovom nebu.)
Veličina u modernoj nauci
Sredinom 19. vijeka. engleski astronom Norman Pogson
poboljšao metod klasifikacije zvijezda na osnovu principa luminoznosti, koji je postojao još od vremena Hiparha i Ptolomeja. Pogson je uzeo u obzir da je razlika u sjaju između ove dvije klase 2,5 (na primjer, sjaj zvijezde treće klase je 2,5 puta veći od sjaja zvijezde četvrte klase). Pogson je uveo novu skalu prema kojoj je razlika između zvijezda prve i šeste klase 100 prema 1 (Razlika od 5 magnituda odgovara promjeni sjaja zvijezda za faktor od 100). Dakle, razlika u pogledu osvjetljenja između svake klase nije 2,5, već 2,512 prema 1.
Sistem koji je razvio engleski astronom omogućio je održavanje postojeće skale (podjela na šest klasa), ali mu je dao maksimalnu matematičku tačnost. Prvo je kao nulta tačka za sistem zvezdanih magnituda izabrana Polarna zvezda, u skladu sa Ptolomejevim sistemom, kao 2,12. Kasnije, kada je postalo jasno da je zvijezda Sjevernjača promjenljiva zvijezda, zvijezdama sa konstantnim karakteristikama uvjetno su dodijeljene uloge nulte tačke. Kako su se tehnologija i oprema unapređivali, naučnici su mogli da odrede zvezdane magnitude sa većom preciznošću: do desetih, a kasnije i do stotih jedinica. Odnos između prividnih zvjezdanih veličina izražen je Pogsonovom formulom: 2 -Odnos između prividnih zvjezdanih veličina izražen je Pogsonovom formulom: 1 =m(-2.5log 2 /-2.5log 1) .
E
L | n | L | n | L | n |
| 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 |
Relativna i apsolutna veličina
Zvjezdana magnituda, mjerena pomoću posebnih instrumenata postavljenih u teleskop (fotometri), pokazuje koliko svjetlosti zvijezde stiže do posmatrača na Zemlji. Svjetlost putuje razdaljinu od zvijezde do nas i, shodno tome, što je zvijezda udaljenija, to je slabija. Drugim riječima, činjenica da se zvijezde razlikuju po sjaju ne daje potpune informacije o zvezdi. Vrlo sjajna zvijezda može imati veliku svjetlost, ali biti veoma udaljena i stoga imati vrlo veliku magnitudu. Za poređenje sjaja zvijezda, bez obzira na njihovu udaljenost od Zemlje, uveden je koncept "apsolutna veličina". Da biste odredili apsolutnu magnitudu, morate znati udaljenost do zvijezde. Apsolutna magnituda M karakteriše sjaj zvezde na udaljenosti od 10 parseka od posmatrača. (1 parsec = 3,26 svjetlosne godine.). Odnos između apsolutne magnitude M, prividne magnitude m i udaljenosti do zvijezde R u parsekima: M = m + 5 – 5 log R.
Za relativno bliske zvijezde, udaljene na udaljenosti ne većoj od nekoliko desetina parseka, udaljenost je određena paralaksom na način koji je poznat već dvije stotine godina. U ovom slučaju mjere se zanemarivi ugaoni pomaci zvijezda kada se promatraju iz različitih tačaka Zemljine orbite, odnosno u različito doba godine. Paralakse čak i najbližih zvijezda su manje od 1". Pojam paralakse vezuje se za naziv jedne od osnovnih jedinica u astronomiji - parsek. Parsek je udaljenost do zamišljene zvijezde čija je godišnja paralaksa jednaka 1".
