Содержание
Продолжим нашу алгебраическую экскурсию к небесным светилам. В той шкале, которая применяется для оценки блеска звезд, могут, помимо неподвижных звезд, найти себе место и другие светила – планеты, Солнце, Луна. О яркости планет мы побеседуем особо; здесь же укажем звездную величину Солнца и Луны. Звездная величина Солнца выражается числом минус 26,8, а полной [40] Луны – минус 12,6. Почему оба числа отрицательные, читателю, надо думать, понятно после всего сказанного ранее. Но, быть может его приведет в недоумение недостаточно большая разница между звездной величиной Солнца и Луны: первая «всего вдвое больше второй».
Не забудем, однако, что обозначение звездной величины есть, в сущности, некоторый логарифм (при основании 2,5). И как нельзя, сравнивая числа, делить один на другой их логарифмы, так не имеет никакого смысла, сравнивая между собой звездные величины, делить одно число на другое. Каков результат правильного сравнения, показывает следующий расчет.
Если звездная величина Солнца « минус 26,8», то это значит, что Солнце ярче звезды первой величины
Луна же ярче звезды первой величины
Значит, яркость Солнца больше яркости полной Луны в
Вычислив эту величину (с помощью таблиц логарифмов), получаем 447 000. Вот, следовательно, правильное отношение яркостей Солнца и Луны: дневное светило в ясную погоду освещает Землю в 447 000 раз сильнее, чем полная Луна в безоблачную ночь.
Считая, что количество теплоты , выделяемое Луной, пропорционально количеству рассеиваемого ею света, – а это, вероятно, близко к истине, – надо признать, что Луна посылает нам и теплоты в 447 000 раз меньше, чем Солнце. Известно, что каждый квадратный сантиметр на границе земной атмосферы получает от Солнца около 2 малых калорий теплоты в 1 минуту. Значит, Луна посылает на 1 см 2 Земли ежеминутно не более 225 000-й доли малой калории (т. е. может нагреть 1 г воды в 1 минуту на 225 000-ю часть градуса). Отсюда видно, насколько не обоснованы все попытки приписать лунному свету какое-либо влияние на земную погоду. [41]
Распространенное убеждение, что облака нередко тают под действием лучей полной Луны, – грубое заблуждение, объясняемое тем, что исчезновение облаков в ночное время (обусловленное другими причинами) становится заметным лишь при лунном освещении.
Оставим теперь Луну и вычислим, во сколько раз Солнце ярче самой блестящей звезды всего неба – Сириуса. Рассуждая так же, как и раньше, получаем отношение их блеска:
т. е. Солнце ярче Сириуса в 10 миллиардов раз.
Очень интересен также следующий расчет: во сколько раз освещение, даваемое полной Луной, ярче совокупного освещения всего звездного неба, т. е. всех звезд, видимых простым глазом на одном небесном полушарии? Мы уже вычислили, что звезды от первой до шестой величины включительно светят вместе так, как сотня звезд первой величины. Задача, следовательно, сводится к вычислению того, во сколько раз Луна ярче сотни звезд первой величины.
Это отношение равно
Итак, в ясную безлунную ночь мы получаем от звездного неба лишь 2700-ю долю того света, какой посылает полная Луна, и в 2700 х 447 000, т. е. в 1200 миллионов раз меньше, чем дает в безоблачный день Солнце.
Прибавим еще, что звездная величина нормальной международной «свечи» на расстоянии 1 м равна минус 14,2, значит, свеча на указанном расстоянии освещает ярче полной Луны в 2,5 14,2
12,6 , т. е. в четыре раза.
Небезынтересно, может быть, отметить еще что прожектор авиационного маяка силой в 2 миллиарда свечей виден был бы с расстояния Луны звездой 4 1/2 -й величины, т. е. мог бы различаться невооруженным глазом.
Продолжим нашу алгебраическую экскурсию к небесным светилам. В той шкале, которая применяется для оценки блеска звёзд, могут, помимо неподвижных звёзд; найти себе место и другие светила – планеты, Солнце, Луна. О яркости планет мы побеседуем особо; здесь же укажем звёздную величину Солнца и Луны. Звёздная величина Солнца выражается числом минус 26,8, а полной 1) Луны – минус 12,6. Почему оба числа отрицательные, читателю, надо думать, понятно после всего сказанного ранее. Но, быть может, его приведёт в недоумение недостаточно большая разница между звёздной величиной Солнца и Луны: первая «всего вдвое больше второй».
Не забудем, однако, что обозначение звёздной величины есть, в сущности, некоторый логарифм (при основании 2,5). И как нельзя, сравнивая числа, делить один на другой их логарифмы, так не имеет никакого смысла, сравнивая между собой звёздные величины, делить одно число на другое. Каков результат правильного сравнения, показывает следующий расчёт.
Если звёздная величина Солнца «минус 26,8», то это значит, что Солнце ярче звезды первой величины
в 2,5 27,8 раза. Луна же ярче звезды первой величины
Значит, яркость Солнца больше яркости полной Луны в
2,5 27,8 2,5 14,2 раза. 2,5 13,6
Вычислив эту величину (с помощью таблиц логарифмов), получаем 447 000. Вот, следовательно, правильное отношение яркостей Солнца и Луны: дневное светило в ясную погоду освещает Землю в 447 000 раз сильнее, чем полная Луна в безоблачную ночь.
Считая, что количество теплоты, отбрасываемое Луной, пропорционально количеству рассеиваемого ею света, – а это, вероятно, близко к истине, – надо признать, что Луна посылает нам и теплоты в 447 000 раз меньше, чем Солнце. Известно, что каждый квадратный сантиметр на границе земной атмосферы получает от Солнца около 2 малых калорий теплоты в 1 минуту. Значит, Луна посылает на 1 см 2 Земли ежеминутно не более 225 000-й доли малой калории (т. е. может нагреть 1 г воды в 1 минуту на 225 000-ю часть градуса). Отсюда видно, насколько не обоснованы все попытки приписать лунному свету какое-либо влияние на земную погоду 2) .
1) В первой и в последней четверти звёздная величина Луны минус 9.
2) Вопрос о том, может ли Луна влиять на погоду своим притяжением, будет рассмотрен в конце книги (см. «Луна и погода»).
Распространённое убеждение, что облака нередко тают под действием лучей полной Луны, – грубое заблуждение, объясняемое тем, что исчезновение облаков в ночное время (обусловленное другими причинами) становится заметным лишь при лунном освещении.
Оставим теперь Луну и вычислим, во сколько раз Солнце ярче самой блестящей звезды всего неба – Сириуса. Рассуждая так же, как и раньше, получаем отношение их блеска:
т. е. Солнце ярче Сириуса в 10 миллиардов раз.
Очень интересен также следующий расчёт: во сколько раз освещение, даваемое полной Луной, ярче совокупного освещения всего звёздного неба, т. е. всех звёзд, видимых простым глазом на одном небесном полушарии? Мы уже вычислили, что звёзды от первой до шестой величины включительно светят вместе так, как сотня звёзд первой величины. Задача, следовательно, сводится к вычислению того, во сколько раз Луна ярче сотни звёзд первой величины.
Это отношение равно
Итак, в ясную безлунную ночь мы получаем от звёздного неба лишь 2700-ю долю того света, какой посылает полная Луна, и в 2700×447 000, т. е. в 1200 миллионов раз меньше, чем даёт в безоблачный день Солнце.
Прибавим ещё, что звёздная величина нормальной международной
«свечи» на расстоянии 1 м равна минус 14,2, значит, свеча на указанном расстоянии освещает ярче полной Луны в 2,5 14,2-12,6 т. е. в четыре раза.
Небезынтересно, может быть, отметить ещё что прожектор авиационного маяка силой в 2 миллиарда свечей виден был бы с расстояния Луны звездой 4½-й величины, т. е. мог бы различаться невооружённым глазом.
Истинный блеск звёзд и Солнца
Все оценки блеска, которые мы делали до сих пор, относились только к их видимому блеску. Приведённые числа выражают блеск светил на тех расстояниях, на каких каждое из них в действительности находится. Но мы хорошо знаем, что звёзды удалены от нас неодинаково; видимый блеск звёзд говорит нам поэтому как об их истинном блеске, так и об их удалении от нас, – вернее, ни о том, ни о другом, пока мы не расчленим оба фактора. Между тем важно знать, каков был бы сравнительный блеск или, как говорят, «светимость» различных звёзд, если бы они находились от нас на одинаковом расстоянии.
Ставя так вопрос, астрономы вводят понятие об «абсолютной» звёздной величине звёзд. Абсолютной звёздной величиной звезды называется та, которую звезда имела бы, если бы находилась от нас на рас-
стоянии 10 «парсеков». Парсек – особая мера длины, употребляемая для звёздных расстояний; о её происхождении мы побеседуем позднее особо, здесь скажем лишь, что один парсек составляет около 30 800 000 000 000 км. Самый расчёт абсолютной звёздной величины произвести нетрудно, если знать расстояние звезды и принять во внимание, что блеск должен убывать пропорционально квадрату расстояния 1) .
Мы познакомим читателя с результатом лишь двух таких расчётов: для Сириуса и для нашего Солнца. Абсолютная величина Сириуса +1,3, Солнца +4,8. Это значит, что с расстояния 30 800 000 000 000 км Сириус сиял бы нам звездой 1,3-й величины, а паше Солнце 4,8-й величины, т. е. слабее Сириуса в
2,5 3,8 2,5 3,5 25 раз,
хотя видимый блеск Солнца в 10 000 000 000 раз больше блеска Сириуса.
Мы убедились, что Солнце – далеко не самая яркая звезда неба. Не следует, однако, считать наше Солнце совсем пигмеем среди окружающих его звёзд: светимость его всё же выше средней. По данным звёздной статистики, средними по светимости из звёзд, окружающих Солнце до расстояния 10 парсеков, являются звёзды девятой абсолютной величины. Так как абсолютная величина Солнца равна 4,8, то оно ярче, нежели средняя из «соседних» звёзд, в
Будучи в 25 раз абсолютно тусклее Сириуса, Солнце оказывается всё же в 50 раз ярче, чем средние из окружающих его звёзд.
Самая яркая звезда из известных
Самой большой светимостью обладает недоступная простому глазу звёздочка восьмой величины в созвездии Золотой Рыбы, обозначаемая
1) Вычисление можно выполнить по следующей формуле, происхождение которой станет ясно читателю, когда немного позднее он познакомится ближе с «парсеком» и «параллаксом»:
Видимая звёздная величина ( m ) — мера яркости небесного тела (точнее, освещённости, создаваемой этим телом) с точки зрения земного наблюдателя. Обычно используют величину, скорректированную до значения, которое она имела бы при отсутствии атмосферы. Чем ярче объект, тем меньше его звёздная величина.
Уточнение «видимая» указывает только на то, что эта звёздная величина наблюдается с Земли; это уточнение нужно, чтобы отличить её от абсолютной. Оно не указывает на видимый диапазон: видимыми называют и величины, измеренные в инфракрасном или каком-либо другом диапазоне. Величина, измеренная в видимом диапазоне, называется визуальной [1] .
В видимой части спектра самая яркая звезда на ночном небе — Сириус, а в инфракрасном J-диапазоне [en] — Бетельгейзе.
Содержание
История [ править | править код ]
| Видны невооружённым глазом [2] |
Видимая величина |
Яркость относительно Веги |
Число звёзд ярче этой видимой величины [3] |
|---|---|---|---|
| Да | −1,0 | 250 % | 1 |
| 0,0 | 100 % | 4 | |
| 1,0 | 40 % | 15 | |
| 2,0 | 16 % | 48 | |
| 3,0 | 6,3 % | 171 | |
| 4,0 | 2,5 % | 513 | |
| 5,0 | 1,0 % | 1 602 | |
| 6,0 | 0,40 % | 4 800 | |
| 6,5 | 0,25 % | 9 096 [4] | |
| Нет | 7,0 | 0,16 % | 14 000 |
| 8,0 | 0,063 % | 42 000 | |
| 9,0 | 0,025 % | 121 000 | |
| 10,0 | 0,010 % | 340 000 |
Современная шкала звёздных величин берёт начало в Древней Греции. Её предложил во II веке до н. э. Гиппарх, разделив звезды, видимые невооруженным глазом, по шести величинам. Самые яркие из них он назвал звёздами первой величины ( m = 1 ), а самые слабые — звёздами шестой величины ( m = 6 ). Современная астрономия не ограничивается шестью величинами или только видимым светом. Очень яркие объекты имеют отрицательную величину.
Звёздная величина и светимость [ править | править код ]
Видимая звёздная величина объектов 1 и 2 определяется как
m 1 − m 2 = − 2 , 5 l g ( L 1 L 2 ) <displaystyle m_<1>-m_<2>=-2<,>5,mathrm
ight)> 
где m — звёздные величины объектов, L — освещённости от этих объектов.
Таким образом, разница в 5 звёздных величин соответствует отношению освещённостей в 100 раз , а разница в одну звёздную величину — в 100 1/5 ≈ 2,512 раза .
Суммарная звёздная величина [ править | править код ]
Общая видимая звёздная величина двух близко расположенных небесных светил получается суммированием видимых величин каждой компоненты. Её значение ( mf ) вычисляется путём преобразования двух величин ( m1 ) и ( m2 ) к размерности светимости и последующим обратным преобразованием к логарифмическому виду после их сложения: [5]
m f = − 2.5 log 10 ( 10 − m 1 × 0.4 + 10 − m 2 × 0.4 ) <displaystyle m_
ight)>
По тому же принципу может быть вычислена общая звёздная величина систем, которые обладают бóльшими уровнями кратности.
Примеры [ править | править код ]
Видимая звёздная величина полной Луны равна −12,7; яркость Солнца составляет −26,7.
Разница звёздных величин Луны ( m 1 <displaystyle m_<1>> ) и Солнца ( m 2 <displaystyle m_<2>> ):
m 1 − m 2 = ( − 12 , 7 ) − ( − 26 , 7 ) = 14 , 0 <displaystyle m_<1>-m_<2>=(-12,7)-(-26,7)=14,0>
Отношение освещённостей от Солнца и Луны:
000>
Таким образом, Солнце примерно в 400 000 раз ярче полной Луны.
