Zdanlivá magnitúda: definícia a meranie jasnosti nebeských objektov
Zdanlivá magnitúda: jasná definícia, logaritmické meranie a porovnanie jasností Slnka, Mesiaca, Venuše a satelitov. Naučte sa, ako sa meria jasnosť nebeských objektov.
Zdanlivá magnitúda (m) nebeského objektu je číslo, ktoré meria jeho jasnosť z pohľadu pozorovateľa na Zemi. Čím jasnejší sa objekt javí, tým nižšia je jeho magnitúda (t. j. inverzný vzťah). Slnko so zdanlivou magnitúdou -27 je najjasnejší objekt na oblohe.
Magnitúda je logaritmická miera. Meria sa v konkrétnej vlnovej dĺžke alebo priepustnom pásme, zvyčajne v optickom alebo blízkom infračervenom pásme. Mesiac v splne má -13 magnitúd a najjasnejšia planéta Venuša meria -5. Najjasnejšie objekty vytvorené človekom, iridiové erupcie, majú hodnotu -9 a Medzinárodná vesmírna stanica meria -6.
Definícia a matematika za magnitúdou
Rozdiel dvoch zdanlivých magnitúd m1 a m2 je definovaný vzťahom
m1 − m2 = −2,5 · log10(F1 / F2),
kde F1 a F2 sú prijímané svetelné toky (fluxy) objektov v rovnakom pásme. Z toho plynie, že pokles o 5 magnitúd zodpovedá presne 100‑násobnému rozdielu vo svetelnom toku (100 = 10^(2)). Naopak, objekt s nižším (aj záporným) číslom magnitúdy je jasnejší.
Praktické príklady jasnosti
- Slnko: približne −27
- Mesiac v splne: približne −13
- Medzinárodná vesmírna stanica: okolo −6 (v závislosti od fázy a pozície)
- Venuša (najjasnejšia planéta): okolo −5
- Sirius (najjasnejšia hviezda na nočnej oblohe): približne −1,46
- Ľudské oko za veľmi tmavej oblohy vidí objekty okolo +6
- Hlboké snímky z veľkých ďalekohľadov dosahujúca magnitúdy ~30 alebo viac (veľmi slabé galaxie a hviezdy)
Fotometrické pásma a systémy magnitúd
Magnitúdy sa vždy uvádzajú pre konkrétne pásmo (napr. U, B, V, R, I v optike) alebo špecifické filtračné krivky. Preto má objekt inú hodnotu v modrom (B) a v zrakovom (V) pásme. Existujú rôzne definované systémy nulového bodu: tradičný systém viazaný na hviezdu Vega (Vega magnitude) a modernejší AB systém, kde je nulová hodnota definovaná jednotným spektrom v jednotkách fluxu per frekvencia. Pri prepočtoch medzi systémami treba použiť korekcie závislé od spektra pozorovaného objektu.
Meranie, kalibrácia a vplyv atmosféry
V pozorovaniach sa pracuje s „instrumentálnou magnitúdou“, ktorú treba kalibrovať pozorovaním štandardných hviezd s dobre známymi magnitúdami. Atmosférická extinkcia absorbuje a rozptyľuje svetlo, pričom jej efekt rastie s nástupnou hĺbkou (airmass). Preto sa pri presnom fotometrickom meraní uplatňujú korekcie na extinkciu a na farbu zdroja.
Rozdiel medzi zdanlivou a absolútnou magnitúdou
Zdanlivá magnitúda m opisuje, ako svetlý sa objekt javí z Zeme. Absolútna magnitúda M je magnitúda, ktorú by mal objekt, keby bol umiestnený vo vzdialenosti 10 parsekov od pozorovateľa. Vzťah medzi nimi (bez započítania extinkcie) je:
M = m − 5·log10(d/10), kde d je vzdialenosť v parsekoch. Absolútna magnitúda tak umožňuje porovnávať skutočnú energetickú svietivosť objektov nezávisle na ich vzdialenosti.
Na čo si dať pozor
- Rôzne vlnové dĺžky: objekt môže byť jasný v infračervenom, ale slabý v modrom pásme.
- Extinkcia a znečistenie svetlom môžu výrazne zmeniť pozorovanú zdanlivú magnitúdu.
- Pre variabilné objekty (napr. premenné hviezdy, supernovy) sa magnitúda mení v čase, preto sa často uvádza údaje s časovými pečiatkami.
Zdanlivá magnitúda je teda jednoduchým a zároveň silným spôsobom, ako číselne vyjadriť jasnosť nebeských telies pri pozorovaní zo Zeme, pričom jej správne použitie vyžaduje pozornosť k pásmam, kalibráciám a atmosférickým podmienkam.
Sírius v súhvezdí Canis Major je najjasnejšia hviezda na nočnej oblohe (zdanlivá magnitúda -1,42).
História
Grécky astronóm Hipparchos ako prvý vynašiel náš systém zdanlivej veľkosti. Najjasnejším hviezdam priradil magnitúdu 1 a pri slabších hviezdach čísla zvyšoval. Približne o 300 rokov neskôr vytvoril Ptolemaios Alexandrijský na základe Hipparchovej práce encyklopédiu hviezd. Perzský astronóm Al-Sufi prevzal Ptolemaiovu prácu a o 800 rokov neskôr dal hviezdam arabské názvy. Stredovekí európski astronómovia jednoducho preložili Al-Sufiho prácu do latinčiny, preto má dnes mnoho hviezd arabské názvy.
Magnitúdové systémy
| Viditeľné typickým ľudským | Zjavné | Jasvzťahujúci sa k Vega | Počet hviezd |
| Áno | -1.0 | 250% | 1 |
| 0.0 | 100% | 4 | |
| 1.0 | 40% | 15 | |
| 2.0 | 16% | 48 | |
| 3.0 | 6.3% | 171 | |
| 4.0 | 2.5% | 513 | |
| 5.0 | 1.0% | 1 602 | |
| 6.0 | 0.40% | 4 800 | |
| 6.5 | 0.25% | 9 096 | |
| Nie | 7.0 | 0.16% | 14 000 |
| 8.0 | 0.063% | 42 000 | |
| 9.0 | 0.025% | 121 000 | |
| 10.0 | 0.010% | 340 000 |
- Zdanlivá magnitúda m je miera jasnosti nebeského telesa, ktorú vidí človek na Zemi (bez zemskej atmosféry). Čím jasnejší sa objekt javí, tým nižšia je číselná hodnota jeho magnitúdy. Napríklad Alfa Centauri má vyššiu zdanlivú magnitúdu (t. j. nižšiu hodnotu) ako Betelgeuse, pretože je oveľa bližšie k Zemi.
- Absolútna magnitúda je zdanlivá magnitúda m, ktorú by objekt mal, keby bol v štandardnej vzdialenosti od Zeme. Štandardná vzdialenosť je 32,6 svetelného roka od Zeme. Pojem absolútnej magnitúdy umožňuje astronómom porovnávať jasnosť objektov bez ohľadu na ich vzdialenosť. Pri meraní pomocou absolútnej magnitúdy meria Slnko menej ako Sírius, iba 4,8.
- Vizuálna magnitúda znamená veľkosť jasnosti hviezdy na číselnej stupnici. Je to magnitúda založená na citlivosti ľudského oka.
- Fotografická veličina sa líši od vizuálnej veličiny, pretože fotografický film je citlivejší na modré svetlo a žiarenie, ktoré ľudské oko nevidí.
Súvisiace stránky
- Zoznam najjasnejších hviezd
- Zoznam najžiarivejších známych hviezd
- Zoznam najbližších galaxií
- Zoznam najbližších hviezd
Otázky a odpovede
Otázka: Aká je definícia zjavnej veľkosti?
Odpoveď: Zdanlivá magnitúda je číslo, ktoré meria jasnosť nebeského objektu, ako ho vidí pozorovateľ na Zemi.
Otázka: Ako súvisí jasnosť objektu s hodnotou jeho magnitúdy?
Odpoveď: Čím je objekt jasnejší, tým je jeho magnitúda nižšia.
Otázka: Ktorý nebeský objekt má na oblohe najjasnejšiu zdanlivú magnitúdu?
Odpoveď: Slnko má na oblohe najjasnejšiu zdanlivú magnitúdu -27.
Otázka: Aká je merná jednotka pre magnitúdu?
Odpoveď: Magnitúda je logaritmická miera, ktorá sa zvyčajne meria v určitej vlnovej dĺžke alebo priepustnom pásme, zvyčajne v optických alebo blízkych infračervených vlnových dĺžkach.
Otázka: Aká je zdanlivá magnitúda Mesiaca v splne?
Odpoveď: Zdanlivá magnitúda Mesiaca v splne je -13.
Otázka: Ktorá planéta má najjasnejšiu hodnotu magnitúdy?
Odpoveď: Venuša má najjasnejšiu magnitúdu s hodnotou -5.
Otázka: Aké sú hodnoty magnitúdy iridiových erupcií a Medzinárodnej vesmírnej stanice pri pohľade zo Zeme?
Odpoveď: Najjasnejšie objekty vytvorené človekom, iridiové erupcie, majú magnitúdu -9 a Medzinárodná vesmírna stanica má magnitúdu -6.
Prehľadať