АСТРОНОМІЯ - ДИТЯЧА ЕНЦИКЛОПЕДІЯ - ФОЛІО 2005

ІІ

ОСНОВНІ КОНЦЕПЦІЇ АСТРОНОМІЇ

Яскравість об’єктів зоряного неба

Придивіться уважно до зірок найближчої ночі. Перед вашими очима постане дивне розмаїття не тільки кольорів, а й блиску — ніби «розмірів» небесних перлин. На сьогодні єдину шкалу блиску застосовують не тільки для зірок, однак розглянемо и на історичному прикладі.

Історично склалася і назва одиниці виміру блиску — так звана «зоряна величина». Дійсно, чим яскравіша зірка, тим більшою вона здається нам на небі і тим величнішою вона здавалася авторам такої назви. Вона збереглася, і тепер блиск об’єктів зоряного неба вимірюють зоряними величинами.

У другому столітті до н. е., коли грецьким астрономом Гіппархом було введено шкалу зоряних величин, усі зірки, що їх можна було спостерігати неозброєним оком, поділили на кілька груп. Найяскравішим зіркам було присвоєно першу зоряну величину, наступним за яскравістю — другу і так далі. Найменш яскраві зірки отримали за цією класифікацією шосту зоряну величину.

Трохи пізніше Байєр за допомогою складеної Гіппархом класифікації запропонував позначати зірки в сузір’ях грецькими літерами. Він розпочинав із найяскравішої, що отримала позначення а, за нею йшла наступна за яскравістю, що позначалася β, і так далі.

На сьогодні шкала зоряних величин стала об’єктивнішою завдяки сучасним методам вимірювання блиску об’єктів зоряного неба. Тепер (що є близьким до історичної шкали) різниця в кожні 5 величин відповідає різниці в блиску у 100 разів. Сучасна система показала, що є об’єкти з величинами, меншими за одиницю (тобто яскравішими), — наприклад, Альфа Великого Пса Сіріус, має блиск —1,46 зоряної величини (позначається —1,46m, від англійського magnitude — величина). Звичайно, сучасні телескопи дають змогу спостерігати й об’єкти, набагато слабкіші за шосту величину. Так, фотографічними та електронними детекторами можна спостерігати об’єкти з яскравістю близько 25m та навіть слабше!

Узагалі світність — це та кількість енергії, яку зірка (або інший об’єкт) випромінює у космічний простір за одиницю часу. Наприклад, Сонце випромінює у Всесвіт 3,8-1026 джоулів кожної секунди. Проте ми не можемо безпосередньо виміряти світність зірки, тому що її блиск на зоряному небі залежить як від дійсної світності, так і від відстані до спостерігача. Наприклад, наше Сонце та зірка Альфа Центавра А (найяскравіша з трьох, що складають систему Альфа Центавра) мають майже однакову світність. Проте Альфа Центавра А — лише слабка крапка світла на нічному небі, тоді як Сонце дає достатньо світла та тепла для підтримки життя на нашій планеті. Неважко зрозуміти, що така велика різниця вблиску виникає тому, що Альфа Центавра А знаходиться у 270 000 разів далі від Землі за Сонце.

Ось так ми з вами підійшли до визначення видимого блиску — величини, яка характеризує яскравість об’єкта, що піддається реальному вимірюванню під час спостережень безпосередньо на зоряному небі. Її характеризує так звана видима зоряна величина об’єкта.

Найвіддаленіший астрономічний об’єкт, що можна побачити неозброєним оком, — це Галактика Андромеди (її також іноді помилково називають туманністю). Вона розташована на відстані близько 2 мільйонів світлових років від Землі та за яскравістю дорівнює приблизно зірці 4-ої зоряної величини. Галактика Андромеди — дуже масивна спіральна галактика, найбільший член Місцевої Групи, до якої належить і наш Молочний Шлях. Окрім неї, неозброєним оком можна спостерігати тільки дві інші галактики — Велику та Малу Магелланові Хмари. Вони яскравіші за Галактику Андромеди, проте набагато менші та ближче знаходяться (за 170 000 та 210 000 світлових років відповідно). Проте треба зазначити, що спостерігачі з хорошим зором у гарну ніч можуть розгледіти також галактику М81 у сузір’ї Великої Ведмедиці, відстань до якої—1,6 мегапарсека.

У 1984 році німецький астроном Г. Кюр зі своїми співробітниками знайшов на зоряному небі настільки сліпучий квазар, що навіть на великій відстані від нашої планети він за загальною інтенсивністю випромінювання на Землю не поступився б навіть Сонцю. І це при тому, що квазар знаходиться від нас на такій відстані, що світло подорожує від нього до нашої планети близько 10 мільярдів років! За своїм блиском квазар не поступається випромінюванню 10 тисяч разом узятих звичайних галактик. У зоряних каталогах він позначений номером S 50014+81 і вважається найяскравішим астрономічним об’єктом на безкраїх просторах Всесвіту.

Найяскравішими за світністю зірками на нашому небосхилі є Денеб із сузір’я Лебедя та Рігель із сузір’я Оріона. Світність кожної з них перевищує світність Сонця у 72 500 та 55 000 разів, а їхня віддаленість від Землі — 1 600 та 820 світлових років відповідно.

Третя за світністю — зірка Бетельгейзе з того ж Оріона, який є рекордсменом за кількістю яскравих зірок. Сіріус — найяскравіша зірка зоряного неба Землі — всього-на-всього у 23,5 рази яскравіший за наше денне світило; розташований він на відстані 8,6 світлових

років від Землі. Полярна зірка світить, як 6 000 Сонць, перебуваючи на відстані 780 світлових років від Землі. Проте взагалі найбільшою світністю характеризуються блакитні зірки. Серед усіх відомих найяскравішою є зірка UW із сузір’я Великого Пса. Її світність у 860 000 разів перевищує сонячну. З часом яскравість зірок може змінюватись, тому змінитися може і рекордсмен.

Узагалі видимий блиск будь-якого джерела світла підкоряється «закону оберненого квадрата». Тобто він є обернено пропорційним квадрату відстані до об’єкта — зовсім як універсальний закон всесвітнього тяжіння, що демонструє силу гравітації.

Таким чином, якщо б ми, наприклад, спостерігали Сонце на відстані у два рази більшій, ніж теперішня відстань до нього від Землі, то Сонце здавалося б нам у 22 = 4 рази слабшим за блиском.

Вирізняють також абсолютний блиск, який оцінює об’єктивну світність зірки. Цій характеристиці відповідає так звана абсолютна зоряна величина — такий блиск об’єкта, який би він мав на відстані 10 парсеків від спостерігача. Наприклад, абсолютна зоряна величина нашого Сонця дорівнює близько 4,8т. Це означає, що на нашому небі Сонце мало б видиму зоряну величину 4,8m, якщо б відстань до нього була 10 пк.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити