Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
промежуточные классы, обозначенные номерами от 0 до 9, такие как F7, АЗ, 01. Для отличия звезд-карликов от звезд-гигантов и сверхгигантов перед спектральным классом добавляют букву d, если звезда относится к звездам-карликам, если к гигантам — g, а к сверхгигантам — с. Так появились обозначения dB7 или gA2 и т. д. Для спектров некоторых голубовато-белых звезд, содержащих яркие эмиссионные линии, позади обозначения спектрального класса принято ставить букву е; когда спектр звезды необычен, добавляется р.
Блеск звезд и их светимость. Уже при первом взгляде на небо каждому, даже неопытному наблюдателю видно, что одни звезды ярче, другие слабее, третьи—едва различаются глазом. Так, всем известный ковш Большой Медведицы имеет семь примерно одинаковых по яркости звезд, в созвездии Кассиопеи звезды менее яркие, а в созвездии Дельфин они еще меньшей яркости.
Классификация звезд существует издревле: наиболее яркие звезды были названы звездами первой величины; самые слабые из тех, которые различает наблюдатель, — звездами шестой величины. Блеск звезды каждой последующей величины примерно в 2,5 раза слабее блеска предыдущей. В основном это деление на звездные величины сохранилось и применяется в наше время. Обозначается видимая звездная величина малой буквой т латинского алфавита. Для более точной количественной оценки были введены дробные звездные величины, а для оценки более ярких объектов шкала звездных величин была расширена введением нулевых и отрицательных величин. Так, у*границы земной атмосферы видимая звездная величина Сириуса составляет
т т
—1,4; планеты Венера —4, 4 при ее наибольшем блеске; Солнца
т т
—26, 8, а Луны в полнолуние —12, 7 (полная Луна светит примерно в 465 -103 раз слабее Солнца).
Видимая звездная величина связана определенным образом с другой характеристикой звезд, принятой в астрономии, —• с видимым блеском, т. е. освещенностью, производимой на зрачке
50
глаза наблюдателя (или другого приемника энергии) световым потоком от звезды. В 1850 г. Погсон предложил считать отношение блеска звезд, отличающихся на пять звездных величин, равным 100. Извлекая корень пятой степени из 100, получим величину 2,512, равную отношению блесков двух звезд, отличающихся на одну звездную величину. В общем виде зависимость между блеском двух звезд Е1 и Е2 и их видимыми звездными величинами т1 и т2 определяется соотношением, называемым формулой Погсона,
Ех!Ег = 2,512m2_mi. (55)
Известен другой вид этого соотношения, получаемый после логарифмирования,
lg Ех/Е2 = 0,4 (m2 — mt). (56)
Если освещенность выражается в люксах, то шкала звездных величин устанавливается формулой
т=— 2,5 lg?m— 13,89. (57)
В табл. 9 приведены значения блеска звезд некоторых звездных величин, вычисленные по формуле (57).
При навигационных измерениях и ориентации по звездам
в условиях космического полета требуются звезды до четвертой звездной величины (таких звезд на небе около четырехсот). Число звезд возрастает с увеличением их видимой звездной величины. В табл. 10 дано округленное число звезд ярче указанной видимой звездной величины.
Еще одной важной физической характеристикой является
светимрсть, которая определяет общее количество энергии, испу-
Таблица 9
Значения блеска звезд разных величин
Таблица 10
Число звезд заданной видимой звездной величины
Зиездная величина m Блеск Е (гк)
—1,0 6,98-10-6
0,0 2,78-10~6
+ 1,0 1,11-10-*
+2,0. 4,41 -10-7
+3,0 1,75-10-7
+4,0 6,98-10-8
+5,0 2,78-10-8
+6,0 1,1Ы0-8
Видимая звездная Число звезд величина m N
0,0 4
1,0 16
2,0 50
3,0 100
4,0 500
5,0 1 600
6,0 4 800
7,0 15 000
Примечание. С пятой звездной величины числа звезд даны для фотовизуальных звездных величин, т. е. приведением кривой спектральной чувствительности приемника к чувствительности глаза человека.
51
скаемое звездой. Светимость — это величина, которая характеризует силу света звезды по отношению к Солнцу и зависит от размеров поверхности звезды и ее температуры. Чем больше поверхность при одинаковой температуре звезд или температура при одинаковой поверхности звезд, тем больше их светимость. Видимый блеск не является характеристикой светимости звезды, хотя и позволяет после приведения к одному и тому же расстоянию судить о действительном соотношении светимостей.
Для количественной оценки светимости звезды астрономами введено понятие абсолютной звездной величины, которая обозначается буквой М.
Абсолютная звездная величина — это видимый блеск звезды с расстояния в 10 парсек. Парсек (пс) — единица расстояния равная 3,26 светового года и соответствующая параллаксу п, равному одной угловой секунде. Абсолютной звездной величине соответствует параллакс в 0,1".
Зная параллакс звезды, т. е. угол, под которым со звезды можно было бы увидеть средний радиус орбиты Земли в предположении, что он перпендикулярен к лучу зрения, и визуальную звездную величину т, можно подсчитать светимость звезды, выраженную в абсолютных звездных величинах,
M = m+5 + 51gK. (58)
*
Расчет по формуле (58) дает абсолютную звездную величину
