Mergeți într-un loc public în care oamenii se adună, cum ar fi un trotuar cu ora de vârf în centrul orașului sau un centru comercial de weekend și veți observa rapid că fiecare persoană este un individ cu caracteristici diverse, în funcție de înălțimea, greutatea și înfățișarea lor, de exemplu. Fiecare se distinge după mărime, formă, vârstă și culoare. Există, de asemenea, o altă trăsătură care se observă imediat la prima vedere - fiecare stea are o strălucire unică.
Încă din 120 î.Hr., astronomii greci au clasat stelele în categorii în funcție de splendoarea lor - primul care a făcut acest lucru a fost Hipar. Deși știm foarte puțin despre viața lui, el este totuși considerat unul dintre cei mai influenți astronomi ai Antichității. În urmă cu peste două mii de ani, el a calculat durata unui an până la 6,5 minute. El a descoperit precesiunea echinoxilor, a prezis unde și când și a eclipselor lunare și solare și a măsurat cu precizie distanța de la Pământ la Lună. Hipparchus a fost, de asemenea, tatăl trigonometriei și catalogul său a clasat între 850-1100 de stele, identificându-le pe fiecare după poziție și clasificându-le în funcție de luminozitatea lor cu o scală cuprinsă între unu până la șase. Cele mai amețitoare stele au fost descrise ca primă mărime, iar cele care păreau mai slabe pentru ochiul neajuns au fost desemnate a șasea. Clasificările sale s-au bazat pe observații cu ochiul liber, deci a fost simplu, dar ulterior a fost încorporat și extins în Ptolomia Almagest care a devenit standardul folosit pentru următorii 1.400 de ani. Copernic, Kepler, Galileo, Newton și Halley erau toți familiari și îl acceptau, de exemplu.
Desigur, în vremea lui Hipparchus nu existau binocluri sau telescoape și este nevoie de o viziune atentă și condiții bune de observare a stelelor la a șasea magnitudine. Poluarea luminoasă care este pervasivă în majoritatea marilor orașe și în zonele metropolitane din jur limitează vizionarea obiectelor slabe pe cerul nopții astăzi. De exemplu, observatorii din multe locații suburbane pot vedea doar stele de magnitudine a treia până la a patra - în cele mai bune nopți, a cincea magnitudine poate fi vizibilă. Deși pierderea uneia sau a două mărimi nu pare prea multă, consideră că numărul de stele vizibile crește rapid cu fiecare mișcare în sus. Diferența dintre un cer poluat ușor și un cer întunecat este uluitor!
La mijlocul secolului al XIX-lea tehnologia ajunsese la un punct de precizie că vechea metodă de măsurare a luminozității stelelor prin aproximare era un impediment pentru cercetare. Până în acest moment, gama de instrumente folosite pentru a studia cerurile includea nu numai un telescop, ci un spectroscop și o cameră foto. Aceste dispozitive ofereau o îmbunătățire uriașă față de notele scrise de mână, schițele ocularului și inferențele extrase din amintirile observațiilor vizuale anterioare. În plus, din moment ce telescoapele sunt capabile să adune mai multă lumină pe care ochiul uman o poate strânge, știința știa, încă de la primele observații telescopice ale lui Galileo, că există stele mult mai slabe decât oamenii bănuiau când s-a inventat scara de mărime. Prin urmare, a devenit tot mai acceptat faptul că misiunile de luminozitate date de Antichitate erau prea subiective. Dar în loc să o abandoneze, astronomii au ales să o ajusteze prin diferențierea luminozității stelelor.
Norman Robert Pogson a fost un astronom britanic născut la Nottingham, Anglia, la 23 martie 1829. Pogson și-a manifestat priceperea cu calcule complexe la o vârstă fragedă, calculând orbitele a două comete până la doar 18 ani. În timpul carierei sale de astronom la Oxford și mai târziu în India, a descoperit opt asteroizi și douăzeci și una de stele variabile. Dar contribuția sa cea mai memorabilă la știință a fost un sistem de alocare cuantificabilă a luminozității stelare. Pogson a fost primul care a observat că stelele de prima magnitudine erau de aproximativ o sută de ori mai strălucitoare decât stelele de a șasea magnitudine. În 1856, el a propus ca acesta să fie acceptat ca un nou standard, astfel încât fiecare scădere a mărimii să diminueze valoarea precedentă la o rată egală cu a cincea rădăcină de 100 sau aproximativ 2,512. Polaris, Aldebaran și Altair au fost desemnate cu magnitudinea 2.0 de către Pogson și toate celelalte stele au fost comparate cu acestea din sistemul său, iar dintre cele trei, Polaris a fost steaua de referință. Din păcate, astronomii au descoperit ulterior că Polaris este ușor variabilă, așa că au înlocuit strălucirea lui Vega ca linie de bază pentru luminozitate. Desigur, trebuie menționat că de atunci Vega a fost înlocuit cu un punct zero matematic mai complicat.
Atribuirea unei valori de intensitate la stele între prima și a șasea nivel de magnitudine s-a bazat pe credința prevalentă, atunci că ochiul a sesizat diferențe de luminozitate pe o scară logaritmică, oamenii de știință, atunci, credeau că magnitudinea unei stele nu era direct proporțională cu cantitatea reală de energie a primit ochiul. Ei au presupus că o stea cu magnitudinea 4 ar părea a fi la jumătatea distanței dintre strălucirea unei stele la magnitudinea 3 și una la magnitudinea 5. Știm acum că acest lucru nu este adevărat. Sensibilitatea ochiului nu este tocmai logaritmică - urmează curba Legii puterii lui Steven.
Indiferent, Pogson Ratio a devenit metoda standard de atribuire a mărimilor bazată pe luminozitatea aparentă a stelelor văzute de pe Pământ și de-a lungul timpului, pe măsură ce instrumentele s-au îmbunătățit, astronomii au putut să-și perfecționeze în continuare desemnările, astfel încât magnitudinile fracționale să devină posibile.
Așa cum am menționat anterior, se știa că Universul era plin de stele mai slabe decât ochiul singur putea percepe încă de pe vremea lui Galileo. Caietele marelui astronom sunt pline de referințe la stele de a șaptea și a opta magnitudine pe care le-a descoperit. Deci, raportul Pogson a fost extins pentru a le cuprinde și pe cele care erau mai slabe decât a șasea magnitudine. De exemplu, ochiul neajutat are acces la aproximativ 6.000 de stele (dar puțini oameni văd vreodată acest lucru din cauza strălucirii dușmănitoare a nopții și a nevoii de a observa pe o perioadă de luni de la ecuator). Binoclurile obișnuite 10X50 vor crește nivelul de vedere al ochilor de aproximativ cincizeci de ori, vor extinde numărul de stele vizibile la aproximativ 50.000 și vor permite observatorului să localizeze a noua obiecte de mărime. Un modesc telescop de șase inci va spori viziunea și mai mult prin dezvăluirea stelelor până la a douăsprezecea magnitudine - care este cu aproximativ 475 mai slabe decât poate detecta ochiul neajuns. Aproximativ 60.000 de ținte cerești sunt observabile cu un instrument de acest fel.
Marele telescop Hale de 200 inci de pe Muntele Palomar, lungul cel mai mare telescop de pe Pământ până când noile instrumente l-au depășit în ultimii douăzeci de ani, ar putea oferi o privire vizuală până la amploarea a douăzeci - adică de aproximativ un milion de ori mai slab decât viziunea neasistată. Din păcate, acest telescop nu este echipat pentru observare directă - nu a fost prevăzut cu un suport pentru oculare și, ca orice alt telescop mare de astăzi, este în esență un obiectiv gigantic. Telescopul spațial Hubble, pe orbita Pământului scăzut, poate fotografia stele la mărimea a douăzeci și noua. Aceasta reprezintă marginea actuală a omenirii a Universului vizibil - de aproximativ douăzeci și cinci de miliarde de ori mai slab decât percepția umană normală! În mod incredibil, telescoapele enorme sunt pe tablă de desen și sunt finanțate, cu oglinzi de colectare a luminii de dimensiunea terenurilor de fotbal, ceea ce va permite vizualizarea obiectelor la cea de-a treizeci și optulea mărime! Se speculează că acest lucru ne poate duce chiar în zorii creației!
Cu Vega reprezentând punctul de plecare pentru determinarea mărimilor, ceva trebuia făcut și cu obiecte mai strălucitoare. Opt stele, mai multe planete, Luna și Soarele (toate) depășesc Vega, de exemplu. Întrucât utilizarea unor numere mai mari a reprezentat obiecte mai slabe decât ochiul liber, a părut oportun ca numerele zero și negative să poată fi utilizate pentru cele mai strălucitoare decât Vega. Prin urmare, se spune că Soarele strălucește la mărimea -26,8, Luna plină la -12. Sirius, cea mai strălucitoare stea văzută de pe planeta noastră, a primit o magnitudine de -1,5.
Acest aranjament a persistat deoarece combină precizia și flexibilitatea pentru a descrie cu precizie înaltă luminozitatea aparentă a tot ceea ce putem vedea în ceruri.
Cu toate acestea, strălucirea stelelor poate fi înșelătoare. Unele stele par mai strălucitoare, deoarece sunt mai aproape de Pământ, eliberează cantități neobișnuit de mari de energie sau au o culoare pe care ochii noștri o percep cu o sensibilitate mai mare sau mai mică. Prin urmare, astronomii au, de asemenea, un sistem separat care descrie scânteia stelelor bazată pe modul în care acestea ar apărea de la o distanță standard - aproximativ 33 de ani lumină - numită magnitudine absolută. Acest lucru elimină efectele separării stelei de planeta noastră, luminozitatea sa intrinsecă și culoarea sa din ecuația aparentă de magnitudine.
Pentru a deduce magnitudinea absolută a unei stele, astronomii trebuie să înțeleagă mai întâi distanța reală a acesteia. Există mai multe metode care s-au dovedit utile, dintre care această paralaxă este cea mai frecvent utilizată. Dacă țineți un deget în sus la lungimea brațelor, apoi mișcați capul dintr-o parte în alta veți observa că degetul pare să-și schimbe poziția în raport cu obiectele din fundal. Această schimbare este un exemplu simplu de paralax. Astronomii îl folosesc pentru a măsura distanțele stelare, măsurând poziția unui obiect față de stelele de fundal atunci când Pământul este pe o parte a orbitei sale față de cealaltă. Prin aplicarea trigonometriei, astronomii pot calcula distanța obiectului. Odată ce acest lucru este înțeles, un alt calcul poate estima strălucirea aparentă la 33 de ani lumină.
Rezultă modificări curioase la alocările de mărime. De exemplu, magnitudinea absolută a Soarelui nostru scade la doar 4,83. Alpha Centauri, unul dintre vecinii noștri stelari, este similar cu o magnitudine absolută de 4,1. Interesant este că Rigel, steaua alb-albastră strălucitoare care reprezintă piciorul drept al vânătorului în constelația Orion, strălucește cu o magnitudine aparentă de aproximativ zero, dar cu o magnitudine absolută de -7. Asta înseamnă că Rigel este de zeci de mii de ori mai strălucitor decât Soarele nostru.
Acesta este un mod în care astronomii au aflat despre adevărata natură a stelelor, chiar dacă sunt foarte îndepărtate!
Galileo nu a fost ultimul mare astronom italian. Deși este probabil cea mai faimoasă, Italia modernă este plină de mii de astronomi amatori profesioniști și de talie mondială, de talie mondială, care sunt implicați în cercetarea și fotografierea Universului. De exemplu, imaginea magnifică care însoțește această discuție a fost produsă de Giovanni Benintende cu un telescop Ritchey-Chretien de zece inci și o cameră astronomică de 3,5 mega pixeli de pe site-ul său de observație din Sicilia din 23 septembrie 2006. Imaginea prezintă o nebuloasă eterică. , desemnat Van den Bergh 152. Este în direcția constelației Cepheus, situată la aproximativ 1.400 de ani lumină de Pământ. Deoarece strălucește doar la o mărime scăzută 20 (ceea ce acum ar trebui să apreciați ca fiind extrem de leșin!), A fost nevoie de Giovanni de 3,5 ore de expunere pentru a surprinde această minunată scenă.
Frumoasa nuanță a norului este produsă de steaua strălucitoare, aproape de vârf. Cerealele microscopice de praf din nebuloasă sunt suficient de mici pentru a reflecta lungimile de undă mai scurte ale luminii stelelor, care tind spre partea albastră a spectrului de culori. Lungimi de undă mai lungi, care tind spre roșu, trec pur și simplu. Acest lucru este, de asemenea, analog cu motivul pentru care cerul nostru pământesc este albastru. Efectul de fundal izbitor este foarte real și provine de la lumina combinată a stelei Galaxy noastre!
Aveți fotografii pe care doriți să le distribuiți? Postează-le pe forumul de astrofotografie Space Magazine sau trimite-le prin e-mail și este posibil să prezentăm unul din Space Magazine.
Scris de R. Jay GaBany
