Привидна абсолютна яркост

Първо опит за обяснение на очевидната и абсолютната яркост на практика.

привидна яркост:
Вземете шепа камъчета с различни размери. Хвърляйте камък след камък, доколкото можете. Ако мразите да ви хвърлят добре, камъните са на различни разстояния.
Сега вижте и сравнете. Виждате камъни в привидно различни размери. Но очевидно най-големият камък наистина е най-големият или е по-близо до вас? Ами очевидно най-малкият камък, може би той е всъщност най-големият камък и е по-далеч?
Резултат от историята: Разпознавате само привидния размер на камъните.

абсолютна яркост:
Сега можете отново да съберете всички камъни. Поставете тези камъни в полукръг на масата. Сега всички камъни са на еднакво разстояние от очите ви. Разпознавате абсолютния размер на камъните.

Величина
Терминът величина идва от латинската дума magnitudo и означава размер.
Както метърът е мярка за дължина, така и в астрономията величината е мярка за яркостта на всички небесни обекти.
Но бъдете внимателни: яркостта е относителна.
В астрономията се говори за привидна яркост и абсолютна яркост.
Терминът величина се прилага еднакво за видимата и абсолютната яркост.
За да се направи разлика между стойностите, беше посочена следната нотация.
Слънце - видима величина: -26,8 mag или -26m, 8
Слънце - абсолютна яркост: 4.87 Mag или 4M, 87

видимата яркост

описва само количеството светлина от обект, който достига до зрителя.
Относно графиката по-долу: Ако погледнем звездите, те ни се появяват с различни нива на яркост, но не можем да направим изявления относно разстоянието или светимостта на звездите.

Защо всъщност използваме „привидната“ яркост?
Е, защото така виждаме небесните обекти и можем да правим сравнения. Привидната яркост предлага и мярка, която да каже на нашите сънародници нещо за видяните обекти.

Около 120 г. пр.н.е. Гръцкият астроном Хипарх излезе с идеята да класифицира звездите.
Хипарх разделя всички звезди, видими за окото, на шест класа по размер (величини).
Най-ярките звезди получиха първия магнитуд клас "1 маг"
Точно видимите звезди получиха шестата величина "6 mag"

Когато фотографията е измислена през 19 век, звездите могат да бъдат класифицирани по-точно. Основният принцип на Хипарх е запазен. Мащабът обаче е разширен нагоре и надолу. В резултат на това възникнаха и отрицателни стойности. Тази система се използва и до днес.

Сега става малко сложно.
С напредването на фотографията е разработен и фотометърът. Това е устройство за измерване на действителната мощност на излъчване на светлинен източник във (за очите) видима светлина.

Човешките сетивни органи възприемат усещанията логаритмично. Ернст Хайнрих Вебер е открил това през 19 век. Очите не са изключение.
Пример: Ако погледнем към източник на светлина с измерена мощност на излъчване "X" и до него в източник на светлина с двойно "X", ние не го възприемаме като два пъти по-ярък.

Така че сега имаше две скали на ценностите. Логаритмичните стойности и десетичните стойности.
Измерванията между звезда от 6-та величина и звезда от 1-ва величина показаха стократна осветеност.
В средата на 19 век е установено следното преобразуване.
Фактът беше, че има разлика от пет величини между звездите с 1 mag и 6 mag. Тази разлика е 100 пъти измерената осветеност.
Така беше взет 5-ти корен от 100. Резултат: 2.5118864315095801110850320677993
С този резултат логаритмичните стойности (класове по размер) вече могат да бъдат преобразувани в десетични стойности (измерена яркост).
Разлики в класа на размера = 2,512 x 2,512 = 6,3 x 2,512 = 15,9 x 2,512 = 39,8 и т.н.
Вижте също следните графики.

Следващата графика трябва отново да изясни как се различава разликата между класовете по размер и фотометричното измерване.
Между другото, космическият телескоп Хъбъл може да открива небесни обекти до 30 маг. Ако сравним това със звезда от 6 mag (едва видима за окото), това съответства на разлика от 24 класа по размер. Което води до действителна разлика в яркостта от над 25 милиарда.
Това означава, че Хъбъл може да открива обекти, които светят 25 000 000 000 пъти по-малко от обектите, които едва виждаме с просто око.

абсолютната яркост

е мярка за небесни обекти на въображаемо разстояние от 10 парсека. (1парсек = 3,26 светлинни години)
Размерите на „привидната яркост“ показват колко ярко виждаме небесните обекти.
За да можем обаче да сравним истинската светимост на обектите един с друг, имаме нужда от общ знаменател. Това е въображаема позиция на разстояние 10 парсека.
Например, нека преместим слънцето, много ярко светещата звезда Сириус, Полярната звезда и звездата Ригел по тази линия.

Звезди	разстояние	очевидно яркост	абсолютно яркост (при 10 парсека)	разлика към слънцето	Яркостта по-ниска- замина за слънцето
Слънце	150 000 000 км	-26 м, 8	4 М, 84	---	---
Сириус	8,6 светлинни години	-1 м, 4	1 М, 45	3 М, 39	23.
Полярна звезда	431 светлинни години	2 м, 0	-3 М, 64	8 бр., 48	2,466
Ригел	770 светлинни години	0 м, 2	-6 М, 69	11 М, 53	40 926

Следващата графика е предназначена да илюстрира горното.

Светимостта намалява с разстоянието на квадрат.

Как се отнася светимостта към разстоянието на наблюдателя?
Или защо звездите греят толкова слабо, че се нуждаем от телескопи, за да ги видим?
Полезни примери:
Всеки, който някога е стоял до лагерен огън в студа, знае колко голяма е жегата наблизо. Но ако отстъпите само една-две крачки назад, лъчистата топлина намалява неимоверно.
Много шофьори са запознати с явлението заслепяване. Ако превозно средство се приближи, яркостта на фаровете се увеличава неимоверно. Причината обаче не е в това, че фаровете изведнъж излъчват повече енергия.

Звезда излъчва енергията си във всички посоки.
Нека сега поставим звезда в средата на въображаема сфера.

Да обозначим радиуса на сферата с r1
и изчислената сферична повърхност с x1
Нека приемем, че излъчената енергия от звездата ще има стойността E100 на повърхността на сферата

Нека сега увеличим сферата с удвоен радиус r2
това утроява повърхността на сферата x4
Е, енергията вече не е, но облъчената площ се е увеличила с коефициент 4.
В резултат на това интензивността на лъчението на квадрат е намаляла. Стойността сега е E 25

Фактът е:
При удвояване на сферичен радиус сферичната повърхност винаги се увеличава в квадрата и светимостта намалява в квадрата.

Следващите графики трябва да изяснят това още веднъж. Забележка: всеки един диамант е с еднакъв размер.

Мисля, че тази последна графика показва връзката между разстоянието, сферичната повърхност и светимостта добре.

---