1. Видимий блиск або освітленість, яку створюють зорі біля земної поверхні на нормальній до променів світла площині, виражають зоряними величинами. Шкала зоряних величин є логарифмічною і ґрунтується на психофізіологічному законі Вебера-Фехнера, за яким коли подразнення змінюються в геометричній прогресії, то відчуття, які їм відповідають - змінюються в арифметичній прогресії. Роль подразника тут відіграє блиск зорі, а роль відчуття - її зоряна величина.
2. Вважають, що інтервал шкали в 5 зоряних величин відповідає відношенню блисків, що рівне 100, тому знаменник геометричної прогресії, утворюваної величинами блиску рівний: q= =2,512.
Отже відношення блисків зір, які відрізняються зоряними величинами на одиницю, рівне 2,512. Інакше кажучи, зоря першої зоряної величини яскравіша за зорю другої зоряної величини в 2,512 рази. Звідси записуємо такі математичні співвідношення:
, (1)
тут m1, m2 - видимі зоряні величини першої і другої зорі.
J1, J2 - відповідні їм візуальні блиски.
Прологарифмувавши (1) отримаємо:
, (2)
Зоряна величина позначається m і записується так:
для Капелли - +0m,21, Дубхе - -1m,95, Сонця - -26m,8, Місяця - -12m,6 і т.д.
Приклади:
а) В скільки разів блиск Веги більший за блиск Денеба, якщо їх зоряні величини відповідно дорівнюють mВ=+0m,14 і mД=+1m,33.
Відповідь: в 3 рази (скористайтесь рівнянням 1).
б) Зоряні величини компонентів потрійної зорі m1=+3m,25; m2=+4m,7 m3=+2m,85. Визначити зоряну величину потрійної зорі. Тут треба додавати блиск компонентів, а не їх зоряні величини і за сумарним блиском знаходити сумарну зоряну величину потрійної зорі.
Відповідь: m=+2m,17.
3. Спостережуваний блиск зумовлений не тільки інтенсивностями випромінювання зір, а й віддалями до них. Видима зоряна величина, яку б мала зоря, яка розташована на віддалі 10 парсеків від спостерігача, називається абсолютною зоряною величиною і позначається буквою М. Хай m і Jm - видима зоряна величина і блиск світила на віддалі R (в пс), а М і JM - абсолютна зоряна величина і блиск світила на віддалі 10 пс. Тоді згідно законів фотометрії і формули Погсона
, (3)
Так як , при нормальному падінні світла, то
, (4)
де К - сила світла, а J – блиск (освітленість). З р-нь (3) і (4) отримаємо: ,
або
M=m+5-51gR. (5)
Але (віддаль рівна оберненій до паралаксу зорі величині) тому
M=m+5+51g .
Таким чином, знаючи паралакс і зоряну величину зорі, можна знайти віддаль до неї.
4.Обчислити абсолютну зоряну величину Спіки (a Діви), паралакс якої = ,017, а m=1m,21; M=1,21+5+51g0,017=-2,64m. Тобто, це дуже яскрава зірка. Важливою характеристикою світила є його світність L, під якою розуміють потік енергії, що випромінюється зорею у всіх напрямках. Як правило, вона вимірюється в одиницях світності Сонця Lо
Приклад: Абсолютна зоряна величина Сонця M0=+4m,8. Знайдемо світність Спіки, якщо її абсолютна зоряна величина M=-2m,64;
Між світностями і абсолютними зоряними величинами виконується таке ж співвідношення, що і між J і m. Тому можна записати
Звідси
.
Підставивши значення, отримаємо
Отже Спіка яскравіша за Сонце в 1000 разів!
Контрольні запитання
1. Що таке блиск зорі?
2. На якому законі ґрунтується будова шкали зоряних величин?
3. Назвати і порівняти числові значення одиниць вимірювання віддалей в астрономії.
4. Дати означення абсолютної зоряної величини світила.
5. Як абсолютна зоряна величина зв‘язана з видимою зоряною величиною і паралаксом зорі?
6. Що таке річний паралакс і аберація?
7. Що ми розуміємо під світністю та яскравістю зорі?
8. Дати визначення закону Вeбера-Фехнера, так як він використовується в астрономії.
9. Розкрити зв‘язок між яскравістю зорі, освітленістю та її кутовими розмірами.