Co to jest jasność i co nam mówi?

Jak jasna jest gwiazda? Planeta? Galaktyka? Kiedy astronomowie chcą odpowiedzieć na te pytania, wyrażają jasność tych obiektów, używając terminu „jasność”. Opisuje jasność obiektu w przestrzeni. Gwiazdy i galaktyki wydzielają różne formy światła. Co uprzejmy światło, które emitują lub promieniują, mówi o ich energii. Jeśli obiekt jest planetą, nie emituje światła; odzwierciedla to. Jednak astronomowie używają również terminu „jasność” do omawiania jasności planet.

Im większa, tym większa jasność obiektu, tym jaśniejszy wydaje się. Obiekt może być bardzo świecący w wielu falach światła, od światła widzialnego, promieni rentgenowskich, ultrafioletowych, podczerwonych, mikrofalowych, po promieniowanie radiowe i gamma, często zależy od intensywności emitowanego światła, co jest funkcją tego, jak energiczny jest obiekt jest.

Większość ludzi może uzyskać bardzo ogólne pojęcie o jasności obiektu, po prostu patrząc na niego. Jeśli wydaje się jasny, ma wyższą jasność niż przy słabym świetle. Wygląd ten może jednak wprowadzać w błąd. Odległość wpływa również na pozorną jasność obiektu. Odległa, ale bardzo energetyczna gwiazda może wydawać się nam ciemniejsza niż energia o niższej energii, ale bliższa.

Astronomowie określają jasność gwiazdy, patrząc na jej rozmiar i efektywną temperaturę. Efektywna temperatura jest wyrażona w stopniach Kelvina, więc Słońce wynosi 5777 stopni Kelvina. Kwasar (odległy, hiper-energetyczny obiekt w centrum masywnej galaktyki) może wynosić nawet 10 bilionów stopni Kelvina. Każda z ich efektywnych temperatur powoduje, że obiekt ma inną jasność. Kwasar jest jednak bardzo daleko i wydaje się ciemny.

Jasność, która ma znaczenie, gdy chodzi o zrozumienie, co napędza przedmiot, od gwiazd po kwazary, jest wewnętrzna jasność. Jest to miara ilości energii, którą faktycznie emituje we wszystkich kierunkach co sekundę, niezależnie od tego, gdzie leży we wszechświecie. Jest to sposób na zrozumienie procesów wewnątrz obiektu, które pomagają rozjaśnić go.

Innym sposobem na ustalenie jasności gwiazdy jest zmierzenie jej pozornej jasności (jak wygląda dla oka) i porównanie jej z odległością. Na przykład gwiazdy, które są dalej, wydają się ciemniejsze niż te bliższe nam. Jednak obiekt może również wyglądać słabo, ponieważ światło jest pochłaniane przez gaz i pył, który znajduje się między nami. Aby uzyskać dokładny pomiar jasności obiektu niebieskiego, astronomowie używają specjalistycznych instrumentów, takich jak bolometr. W astronomii stosuje się je głównie w zakresie fal radiowych - w szczególności w zakresie submilimetrowym. W większości przypadków są to specjalnie chłodzone instrumenty o jeden stopień powyżej zera absolutnego, aby były najbardziej wrażliwe.

Innym sposobem zrozumienia i pomiaru jasności obiektu jest jego jasność. Warto wiedzieć, czy obserwujesz gwiazdy, ponieważ pomaga zrozumieć, w jaki sposób obserwatorzy mogą odnosić się do jasności gwiazd względem siebie. Liczba jasności uwzględnia jasność obiektu i jego odległość. Zasadniczo obiekt drugiej wielkości jest około dwa i pół raza jaśniejszy niż obiekt trzeciej wielkości i dwa i pół razy ciemniejszy niż obiekt pierwszej wielkości. Im niższa liczba, tym jaśniejsza wartość. Na przykład Słońce ma jasność -26,7. Gwiazda Syriusz ma jasność -1,46. Jest 70 razy jaśniejszy niż Słońce, ale leży 8,6 lat świetlnych stąd i jest nieco przygaszony odległością. Ważne jest, aby zrozumieć, że bardzo jasny obiekt z dużej odległości może wydawać się bardzo ciemny z powodu swojej odległości, podczas gdy ciemny obiekt, który jest znacznie bliżej, może „wyglądać” jaśniej.

Widoczna jasność to jasność obiektu, jaki pojawia się na niebie, gdy go obserwujemy, niezależnie od tego, jak daleko jest. Absolutna wielkość jest naprawdę miarą wewnętrzny jasność obiektu. Absolutna wielkość tak naprawdę nie „obchodzi” odległości; gwiazda lub galaktyka nadal będą emitować taką ilość energii bez względu na to, jak daleko jest obserwator. To sprawia, że ​​bardziej przydatne jest zrozumienie, jak jasny, gorący i duży jest naprawdę obiekt.

W większości przypadków jasność ma odnosić się do ilości energii emitowanej przez obiekt we wszystkich formach światła, które promieniuje (wzrok, podczerwień, promieniowanie rentgenowskie itp.). Jasność to termin, który stosujemy do wszystkich długości fal, niezależnie od tego, gdzie leżą na widmie elektromagnetycznym. Astronomowie badają różne długości fal światła od ciał niebieskich, pobierając przychodzące światło i używając spektrometru lub spektroskopu do „rozbicia” światła na długości fal składowych. Ta metoda nazywa się „spektroskopią” i daje świetny wgląd w procesy, dzięki którym obiekty lśnią.

Każdy obiekt niebieski jest jasny w określonych długościach fal światła; na przykład, gwiazdy neutronowe są zazwyczaj bardzo jasne w prześwietlenie i radio zespoły (choć nie zawsze; niektóre są najjaśniejsze promienie gamma). Mówi się, że obiekty te mają wysokie promieniowanie rentgenowskie i radiowe. Często mają bardzo niski poziom optyczny jasności.

Gwiazdy promieniują w bardzo szerokich zestawach długości fal, od widzialnego po podczerwień i ultrafiolet; niektóre bardzo energetyczne gwiazdy są również jasne w radiu i promieniach rentgenowskich. Centralne czarne dziury galaktyk leżą w regionach, które wydzielają ogromne ilości promieni rentgenowskich, gamma i częstotliwości radiowych, ale mogą wyglądać dość słabo w świetle widzialnym. Ogrzane chmury gazu i pyłu, w których rodzą się gwiazdy, mogą być bardzo jasne w podczerwieni i świetle widzialnym. Same noworodki są dość jasne w świetle ultrafioletowym i widzialnym.

• Jasność obiektu nazywa się jego jasnością.
• Jasność obiektu w przestrzeni jest często definiowana przez liczbę liczbową zwaną jego wielkością.
• Obiekty mogą być „jasne” na więcej niż jednym zestawie długości fal. Na przykład Słońce jest jasne w świetle optycznym (widzialnym), ale czasami jest również uważane za jasne w promieniach rentgenowskich, a także w ultrafiolecie i podczerwieni.

• Cool Cosmos, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/luminosity.html.
• „Jasność | KOSMOS." Centrum Astrofizyki i Superkomputerów, astronomy.swin.edu.au/cosmos/L/Luminosity.
• MacRobert, Alan. „System jasności gwiazd: pomiar jasności”. Sky & Telescope, 24 maja 2017 r., Www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/.

Edytowane i poprawione przez Carolyn Collins Petersen