Eikite į viešą vietą, kur žmonės susirenka, pavyzdžiui, pėsčiomis važiuodami šaligatviu miesto centre ar savaitgalio prekybos centrui, ir greitai pastebėsite, kad kiekvienas asmuo yra individas, pasižymintis įvairiomis savybėmis, pavyzdžiui, atsižvelgiant į ūgį, svorį ir išvaizdą. Kiekvienas iš jų skiriasi dydžiu, forma, amžiumi ir spalva. Taip pat yra vienas kitas bruožas, pastebimas iš pirmo žvilgsnio - kiekviena žvaigždė turi unikalų spindesį.
Jau 120 m. Pr. Kr. Graikų astronomai žvaigždes suskirstė į kategorijas pagal jų didingumą - pirmasis tai padarė Hipparchas. Nors apie jo gyvenimą mes žinome labai mažai, jis vis dėlto laikomas vienu įtakingiausių antikos astronomų. Prieš daugiau nei du tūkstančius metų jis apskaičiavo metų ilgį per 6,5 minutes. Jis atrado lygiadienių pirmtakę, numatė mėnulio ir saulės užtemimų vietą ir laiką bei tiksliai išmatavo atstumą nuo Žemės iki Mėnulio. Hipparchas taip pat buvo trigonometrijos tėvas. Jo katalogas pažymėtas tarp 850–1 100 žvaigždžių, identifikuojamas pagal vietą ir suskirstomas pagal ryškumą nuo vieno iki šešių. Labiausiai akinančios žvaigždės buvo apibūdintos kaip pirmoji didybė, o tos, kurios pasirodė akivaizdžiausiai be akies, buvo nurodytos kaip šeštos. Jo klasifikacijos buvo grindžiamos plika akimi stebimais duomenimis, todėl buvo paprastas, tačiau vėliau buvo įtrauktas ir išplėstas „Ptolomy“ Almagestas kuris tapo standartu, naudojamu per ateinančius 1 400 metų. Kopernikas, Kepleris, Galileo, Niutonas ir Halley visi buvo pažįstami ir, pavyzdžiui, priėmė.
Žinoma, Hiparcho laikais nebuvo nei žiūronų, nei teleskopų, ir norint pamatyti žvaigždes pagal šeštąjį dydį reikia žvalios regos ir gerų stebėjimo sąlygų. Daugelio didžiųjų miestų ir juos supančių didmiesčių šviesos užterštumas šiandien riboja silpnų objektų žiūrėjimą į naktinį dangų. Pavyzdžiui, stebėtojai daugelyje priemiesčių vietų gali pamatyti tik trečią – ketvirtą ryškumo žvaigždes - geriausiomis naktimis gali būti matomas penktasis stiprumas. Nors vieno ar dviejų dydžių praradimas neatrodo labai didelis, atsižvelkite į tai, kad matomų žvaigždžių skaičius greitai didėja kiekvienu judesiu aukštyn. Skirtumas tarp šviesiai užteršto ir tamsaus dangaus yra kvapą gniaužiantis!
Iki XIX a. Vidurio technologijos buvo pasiekusios tokį tikslumą, kad senasis metodas žvaigždės ryškumui nustatyti apytiksliai buvo kliūtis tyrimams. Iki to laiko dangų tyrinėti naudotų instrumentų rinkinyje buvo ne tik teleskopas, bet ir spektroskopas bei kamera. Šie prietaisai labai pagerino ranka užrašytų pastabų, okuliaro eskizų ir išvadų, padarytų iš ankstesnių vaizdinių stebėjimų prisiminimus, rezultatus. Be to, kadangi teleskopai sugeba surinkti daugiau šviesos, kurią gali sukaupti žmogaus akis, nuo pirmųjų „Galileo“ teleskopinių stebėjimų mokslas žinojo, kad žvaigždės yra daug silpnesnės, nei žmonės įtarė, kai buvo sugalvota didumo skalė. Todėl vis labiau buvo pripažįstama, kad nuo Antikos laikų suteiktos ryškumo užduotys buvo pernelyg subjektyvios. Tačiau užuot jo atsisakę, astronomai pasirinko tai sureguliuoti, matematiškai diferencijuodami žvaigždės ryškumą.
Normanas Robertas Pogsonas buvo britų astronomas, gimęs 1829 m. Kovo 23 d. Notingame (Anglija). Pogsonas ankstyvame amžiuje demonstravo savo meistriškumą atlikdamas sudėtingus skaičiavimus, skaičiuodamas dviejų kometų orbitas, kai jam buvo tik 18 metų. Per savo astronomo karjerą Oksforde ir vėliau Indijoje jis atrado aštuonis asteroidus ir dvidešimt vieną kintamą žvaigždę. Bet įsimintiniausias jo indėlis į mokslą buvo tikslaus žvaigždžių ryškumo kiekybiškai priskyrimo sistema. Pogsonas pirmasis pastebėjo, kad pirmo didumo žvaigždės yra maždaug šimtą kartų ryškesnės nei šeštojo didumo žvaigždės. 1856 m. Jis pasiūlė tai priimti kaip naują standartą, kad kiekvienas sumažėjęs dydis sumažintų ankstesniojo vertę tokiu greičiu, kuris lygus penktajai šaknei iš 100 arba maždaug 2,512. Polaris, Aldebaran ir Altair buvo pažymėti Pogsono 2,0 didumo laipsniu, o visos kitos žvaigždės buvo palygintos su jo ir trijų iš jų sistema Polaris buvo atskaitos žvaigždė. Deja, vėliau astronomai išsiaiškino, kad „Polaris“ yra šiek tiek kintamas, todėl jie pakeitė „Vega“ spindesį kaip pagrindinę ryškumo liniją. Žinoma, reikia pažymėti, kad nuo to laiko „Vega“ buvo pakeistas sudėtingesniu matematiniu nuliniu tašku.
Žvaigždėms ryškumo vertės priskyrimas tarp pirmojo ir šeštojo didumo lygių buvo grindžiamas tuomet vyraujančiu įsitikinimu, kad akis logaritminiu mastu pajuto ryškumo skirtumus - tuo metu mokslininkai manė, kad žvaigždės didumas nėra tiesiogiai proporcingas tikrasis energijos kiekis, kurį gauna akis. Jie manė, kad 4 didumo žvaigždė pasirodys pusiaukelėje tarp žvaigždės 3 ir 5 ryškumo ryškumo. Mes dabar žinome, kad tai netiesa. Akies jautrumas nėra tiksliai logaritminis - jis seka Steveno galios dėsnio kreivę.
Nepaisant to, Pogsono santykis tapo standartiniu dydžiu priskyrimo metodu, pagrįstu tariamu žvaigždžių ryškumu, matytu iš Žemės ir laikui bėgant, tobulėjant instrumentams, astronomai galėjo dar labiau patikslinti savo žymėjimą taip, kad tapo įmanoma ir trupmeninė didybė.
Kaip jau buvo minėta anksčiau, buvo žinoma, kad Visata nuo „Galileo“ laikų buvo pripildyta žvaigždžių, kurios buvo silpnesnės nei vien akys. Didžiojo astronomo užrašų knygelėse pilna nuorodų į jo atrastas septintojo ir aštuntojo didumo žvaigždes. Taigi Pogsono santykis buvo išplėstas, kad apimtų ir tuos, kurie buvo silpnesni nei šeštasis dydis. Pvz., Be pagalbos akis gali patekti į maždaug 6000 žvaigždžių (tačiau nedaugelis žmonių kada nors tai mato dėl naktinio gležno švytėjimo ir poreikio stebėti mėnesius iš pusiaujo). Įprasti 10X50 žiūronai padidins akies šviesos suvokimą maždaug penkiasdešimt kartų, padidins matomų žvaigždžių skaičių iki maždaug 50 000 ir leis stebėtojui pastebėti devintojo dydžio objektus. Kuklus šešių colių teleskopas dar labiau padidins regėjimą, atskleisdamas žvaigždes iki dvyliktosios amplitudės - tai yra apie 475 arčiau, nei gali aptikti bevardė akis. Maždaug 60 000 dangaus taikinių yra stebimi tokiu prietaisu.
Puikus 200 colių Hale teleskopas ant Palomaro kalno, ilgiausias didžiausias teleskopas Žemėje, kol nauji instrumentai jį pranoko per pastaruosius dvidešimt metų, galėjo pasiūlyti vizualinį žvilgsnį iki dvidešimties dydžio - tai yra maždaug milijonas kartų silpnesnis nei be pagalbinio matymo. Deja, šis teleskopas nėra pritaikytas tiesioginiam stebėjimui - jis nebuvo tiekiamas su okuliaro laikikliu ir, kaip ir kiekvienas kitas didelis teleskopas šiandien, iš esmės yra milžiniškas fotoaparato objektyvas. Hablo kosminis teleskopas, esantis žemoje Žemės orbitoje, gali fotografuoti dvidešimt devintosios spalvos žvaigždes. Tai rodo dabartinį žmonijos matomos Visatos kraštą - maždaug dvidešimt penkis milijardus kartų silpnesnį nei įprasto žmogaus suvokimą! Neįtikėtinai didžiuliai teleskopai yra ant braižybos lentos ir yra finansuojami. Šviesos surinkimo veidrodžiai yra tokio dydžio kaip futbolo aikštės, kurie leis pastebėti objektus, kurių dydis yra trisdešimt aštuntas! Spėliojama, ar tai gali nuvesti mus į pačią kūrybos aušrą!
„Vega“ vaizduojant atskaitos tašką nustatant didumą, kai ką reikėjo padaryti ir su objektais, kurie buvo ryškesni. Pavyzdžiui, aštuonios žvaigždės, kelios planetos, Mėnulis ir Saulė (visos) lenkia Vegą. Kadangi, naudojant didesnius skaičius, buvo naudojami ne tik plika akimi vaizduojami objektai, bet buvo tikslinga naudoti nulinius ir neigiamuosius skaičius, kai šviesesni nei Vega. Todėl sakoma, kad Saulė šviečia –26,8 balo, mėnulio pilnatis –12. Ryškiausia žvaigždė, matoma iš mūsų planetos, Siriui buvo suteikta -1,5 balo.
Šis išdėstymas išliko, nes jis suderina tikslumą ir lankstumą, kad būtų labai tiksliai aprašytas akivaizdus visko, ką galime pamatyti danguje, ryškumas.
Tačiau žvaigždžių spindesys gali apgauti. Kai kurios žvaigždės atrodo ryškesnės, nes yra arčiau Žemės, išskiria neįprastai daug energijos arba turi spalvą, kurią mūsų akys suvokia didesniu ar mažesniu jautrumu. Todėl astronomai taip pat turi atskirą sistemą, apibūdinančią žvaigždžių kibirkštį pagal tai, kaip jos atsirastų iš standartinio atstumo - maždaug 33 šviesmečių - vadinamu absoliučiu dydžiu. Tai pašalina žvaigždės atsiskyrimo nuo mūsų planetos padarinius, vidinį ryškumą ir spalvą iš tariamo didumo lygties.
Norėdami nustatyti absoliučią žvaigždės dydį, astronomai pirmiausia turi suprasti jos tikrąjį atstumą. Yra keletas metodų, kurie pasirodė naudingi, iš šių paralaksų yra dažniausiai naudojamas. Jei laikysite pirštą aukštyn per rankos ilgį, tada judinkite galvą iš vienos pusės į kitą, pastebėsite, kad atrodo, kad pirštas keičia savo padėtį objektų fone. Šis poslinkis yra paprastas paralakso pavyzdys. Astronomai jį naudoja žvaigždžių atstumų matavimui, matuojant objekto padėtį prieš fonines žvaigždes, kai Žemė yra vienoje savo orbitos pusėje, palyginti su kita. Taikydami trigonometriją, astronomai gali apskaičiuoti objekto atstumą. Kai tai suprasite, kitu skaičiavimu galima įvertinti jo tariamą ryškumą esant 33 šviesmečiams.
Įdomūs pokyčiai, susiję su priskyrimais. Pavyzdžiui, absoliutusis mūsų saulės spindulys sumažėja tik iki 4,83. Alfa Kentauras, vienas iš artimiausių mūsų kaimynų, yra panašus ir absoliučiu 4,1 balo dydžiu. Įdomu tai, kad ryški balta ir mėlyna žvaigždė Rigel, vaizduojanti medžiotojo dešinę pėdą Oriono žvaigždyne, šviečia akivaizdžiu maždaug nuliu, bet absoliučiu –7. Tai reiškia, kad Rigelis yra dešimtis tūkstančių kartų šviesesnis už mūsų Saulę.
Tai yra vienas iš būdų, kaip astronomai sužinojo apie tikrąją žvaigždžių prigimtį, nors jie yra labai nutolę!
Galileo nebuvo paskutinis puikus italų astronomas. Nors jis yra neabejotinai garsiausias, šiuolaikinė Italija šurmuliuoja su tūkstančiais pasaulinio lygio profesionalių ir gabių astronomų mėgėjų, kurie užsiima visatos tyrimais ir fotografavimu. Pavyzdžiui, puikų paveikslą, pridedamą prie šios diskusijos, pagamino Giovanni Benintende su dešimties colių „Ritchey-Chretien“ teleskopu ir 3,5 megapikselių astronomine kamera iš savo stebėjimo vietos Sicilijoje 2006 m. Rugsėjo 23 d. Vaizdas vaizduoja eterinį ūką. , pažymėtą Van den Bergh 152. Jis yra Cepheus žvaigždyno, esančio maždaug 1400 šviesos metų nuo Žemės, kryptimi. Kadangi ji šviečia tik menku dydžiu 20 (kurią dabar turėtumėte vertinti kaip ypač silpną!), Norint užfiksuoti šią nuostabią sceną, Giovanni prireikė 3,5 valandos ekspozicijos.
Gražų debesies atspalvį sukuria ryški žvaigždė, esanti netoli viršaus. Mikroskopiniai dulkių grūdeliai ūke yra pakankamai maži, kad atspindėtų trumpesnius žvaigždės bangos ilgius, linkusius link mėlynos spalvos spektro dalies. Ilgesni bangos ilgiai, linkę į raudoną, tiesiog praeina. Tai taip pat yra analogiška priežastis, dėl kurios mūsų žemiškasis dangus yra mėlynas. Ryškus foninio apšvietimo efektas yra labai tikras ir kyla iš bendro mūsų „Galaktikos“ žvaigždės!
Ar turite nuotraukų, kuriomis norėtumėte pasidalinti? Paskelbkite juos „Space Magazine“ astrofotografijos forume arba nusiųskite el. Paštu, ir mes galime juos paskelbti „Space Magazine“.
Parašė R. Jay GaBany
