Тема 3. Зоряні величини. Визначення відстаней до небесних світил

Те, що одні зорі яскравіші, а інші слабкіші, було помічено давно. З метою класифікації зір за їхнім блиском Гіппарх увів поняття видимої зоряної величини (цей термін до фізичних розмірів зорі не має ніякого відношення). Найяскравіші зорі він виділив у групу зір 1-ї величини, трохи слабкіші - 2-ї, а ледве помітні - 6-ї величини.

Згодом було прийнято зоряні величини позначати літерою т (від лат. «магнітуде» - «величина»), що проставляється як показник степеня справа вгорі біля цифри, яка вказує її числове значення. Таким чином, замість того щоб говорити про освітленість, яку створює зоря, астрономи говорять: «блиск зорі дорівнює т зоряним величинам».

Було встановлено, що зоряна величина т і освітленість Е пов'язані залежністю

m = -144^m — 2,5 1g Е. (3.1)

Освітленість Е, яку створює зоря 1m, у 2,512 разів більша, ніж від зорі 2m, у (2,512)² рази більша, ніж від зорі 3^m і т.д. Цю закономірність узагальнює формула Погсона:

E2/E1= 2,512^(m1-m2)

Неважко підрахувати, що зорі 6" рівно у 100 разів слабкіші за зорі 1^m. Зазначимо, що найяскравіших зір з величинами яскравіше Iм налічується усього 13, від 1т до 2т - 27, а всіх зір до 6" - близько 6 000. Видима зоряна величина Сонця становить -26,8^m.

Однак видима зоряна величина т не дає інформації про справжню потужність джерела світла (наприклад, близька свічка краще освітлює текст, ніж далека електрична лампочка). Тому для характеристики зір введено абсолютну зоряну величину М.

Абсолютна зоряна величина — це така зоряна величина, яку б мала зоря, якби перебувала від нас на відстані 10 пк (32,6 св. р.).

Оскільки освітленості змінюються обернено пропорційно квадрату відстані, то, використовуючи формулу (3.1), знайдемо співвідношення:

М = m + 5-5 Іg r, (3.3)

де r- відстань до зорі, виміряна в парсеках.

Важливою характеристикою зорі є її світність L - повна кількість енергії, яку випромінює зоря з усієї своєї поверхні за одиницю часу в усіх напрямках. Як правило, світність зорі виражають в одиницях світності Сонця, тобто L₀.

Між абсолютною величиною зорі М та її світністю L існує зв'язок.

Каталоги небесних об'єктів. Окрім зір, на небі можна спостерігати багато інших об'єктів - туманності, зоряні скупчення, галактики тощо. Всі ці об'єкти занесено у спеціальні списки - каталоги.

Перші каталоги з'явилися ще до нашої ери. Сьогодні завдяки наполегливій багаторічній праці десятків і сотень астрономів маємо декілька різних каталогів небесних об'єктів.

У так званому «Боннському огляді неба» (ВD, 1863 р.) наведено координати, зоряні величини і особливості спектрів 324 188 зір. Довгий час найвідомішим серед каталогів зір був дев'ятитомний «Каталог Генрі Дрепера» (НD), що містить інформацію про зоряні величини і спектри 225 300 зір (опублікований 1918-1924 рр.).

Один із найвідоміших каталогів незоряних об'єктів склав французький астроном Ш. Месьє (1780-1817). У ньому налічується 109 об'єктів - яскравих зоряних скупчень, туманностей і галактик. Зокрема, галактика із сузір'я Андромеди записана у ньому за номером 31, тому її позначають як об'єкт М31 (читається «Месьє 31»). Існує «Новий генеральний каталог туманностей і зоряних скупчень» (NGC, 1888 р.), в якому галактика М31 має номер 224 (об'єкт NGC224).

Існують і інші каталоги, наприклад, «Тусho Саtalogue», складений за результатами роботи супутника «НІРРАRС0S» у 1989-1993 рр. Він містить відомості про понад один мільйон зоряних об'єктів. Складено каталоги дискретних радіоджерел, у тому числі квазарів - Третій, Четвертий і П'ятий Кембриджський каталоги (ЗС, 4С і 5С). Є каталоги інфрачервоних джерел, створені за результатами роботи супутника ІКАВ, та інші. Окрім традиційних, друкованих каталогів, останніми роками створено їхні комп'ютерні варіанти, що зручніше для користування. Робота над ними триває.

1. Що таке небесна сфера?

2. Скільки сузір'їв налічується на небесній сфері і коли уточнено їхні межі?

3. Які позначення прийнято вживати для звичайних і для змінних зір?

4. Що таке видима зоряна величина і хто її увів?

5. Що означає запис «об'єкт М31», «об'єкт NGC224»?

5.1. Порівняйте взаємне розташування сузір'їв на карті зоряного неба.

5.2. Підготуйте усне повідомлення на тему «Міфи і легенди зоряного неба».