Что такое блеск звезды и как меняется цвет звезд

Блеск звезды

Смотреть что такое «Блеск звезды» в других словарях:

ЗВЕЗДЫ — горячие светящиеся небесные тела, подобные Солнцу. Звезды различаются по размеру, температуре и яркости. По многих параметрам Солнце типичная звезда, хотя кажется гораздо ярче и больше всех остальных звезд, поскольку расположено намного ближе к… … Энциклопедия Кольера

Блеск (астрономия) — Видимая звёздная величина (иногда просто «звёздная величина») безразмерная числовая характеристика объекта на небе, чаще всего звезды, говорящая о том, сколько света приходит от него в точку, где находится наблюдатель. Видимая звёздная величина … Википедия

Звезды типа UV Кита — Вспыхивающие звёзды или звёзды типа UV Кита переменные звёзды, резко и непериодически увеличивающие свою светимость в несколько раз во всём диапазоне от радиоволн до рентгеновского излучения. Вспыхивающие звёзды это тусклые красные карлики,… … Википедия

ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЕЗДЫ — звезды, блеск которых заметно изменяется со временем. Большинство переменных звезд либо очень молоды, либо стары. Поэтому удобнее всего классифицировать их в соответствии с возрастом, т. е. со стадией их эволюции. См. также ЗВЕЗДЫ. Молодые… … Энциклопедия Кольера

Переменные звезды — Переменная звезда звезда, блеск которой изменяется со временем в результате происходящих в её районе физических процессов. Строго говоря, блеск любой звезды меняется со временем в той или иной степени. Переменной называется звезда, изменения… … Википедия

Чем ночь темней, тем ярче звезды — Из стихотворения «Не говори. » (1882) Аполлона Николаевича Майкова (1821 1897): Не говори, что нет спасенья, Что ты в печалях изнемог: Чем ночь темней, тем ярче звезды. Стихотворение А. Н. Майкова «Не говори. » входит в цикл его стихов 80 х… … Словарь крылатых слов и выражений

Переменные звезды — изменяющие по временам свою яркость. Известно в настоящее время около 250 П. звезд. К П. звездам должны быть причислены так называемые новые и пропавшие звезды. Почти все пропавшие звезды являются следствием ошибочных положений звезд, данных в… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Видимый блеск — Видимая звёздная величина (иногда просто «звёздная величина») безразмерная числовая характеристика объекта на небе, чаще всего звезды, говорящая о том, сколько света приходит от него в точку, где находится наблюдатель. Видимая звёздная величина … Википедия

Вращение звезды — Иллюстрация показывает вид сплюснутой звезды Ахернар, вызванный быстрым вращением. Вращение звезды угловое движение звезды вокруг своей оси. Скорость вращения может быть измерена по смещению линий в её спектре или по времени … Википедия

Двойные звезды — Двойная звезда, или двойная система две гравитационно связанные звезды, обращающиеся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс. C помощью двойных звёзд, существует возможность узнать массы звёзд и построить различные зависимости. А не зная… … Википедия

Источник

Блеск, яркость и светимость в астрономии. В чем отличие?

Астрономия — это наука, и как всякая наука, она имеет свою особую терминологию, или, говоря проще, жаргон. Сторонним людям этот жаргон кажется просто бессмысленным набором фраз, а иногда вызывает улыбку. Вот, например, понятия «блеск звезды», «светимость звезды», «яркость звезды». В принципе понятно, что речь идет о том, насколько звезда яркая или тусклая. Но для чего ввели три разных термина? Или это просто синонимы, а фразы означают одно и то же? Давайте разбираться.

Что такое блеск звезды?

Начнем с блеска. Все вы не раз читали фразы вроде «блеск звезды равен…» или «звезда превосходит по блеску планету Сатурн». Звучит немного странно, не правда ли? Блестеть может начищенный пятак, медный таз на солнце, пуговицы на гимнастерке. В конце концов, могут блестеть глаза. Но звезда? Кажется, что во фразе блеск звезды есть что-то нелепое и слегка архаичное.

На самом деле термин блеск звезды — не устаревшее выражение, а самый что ни есть актуальный, современный термин. Под блеском астрономы подразумевают освещенность, которую создает небесный объект (например, звезда) на плоскости, перпендикулярной лучу зрения.

Слишком мудрено? Можно проще: чем выше блеск звезды, тем сильнее освещает она наши глаза, тем лучше мы ее видим! Звезды высокого блеска видны ночью хорошо, мы говорим про них с восхищением: «Какие яркие звезды!» Звезды, чей блеск мал, видны плохо, или вовсе не видны без телескопа. Мы говорим, что эти звезды тусклые.

Как астрономы измеряют блеск звезд?

Раз понятие блеска в астрономии имеет строгое научное определение, значит блеск можно измерить.

Помимо звездных величин, блеск небесных объектов можно измерять и в традиционных физических величинах, например, в люксах. Связь между звездной величиной и люксом следующая:

Яркость звезд

Выше я написал, что про звезды высокого блеска мы говорим, что эти звезды яркие. Значит ли это, что термины блеск и яркость небесного светила имеют один и тот же смысл?

Нет! Яркость — это количество света, приходящее с единицы площади объекта. Поэтому термин яркость применим только к протяженным объектам — Солнцу, Луне, планетам (уже в небольшой телескоп у них видны диски!), кометам, туманностям. А к точечным звездам или не имеющим ширины метеорам термин яркость уже не применим, ведь у них нет площади! Зато применим термин блеск, ведь он характеризует освещенность, которую создают любые небесные тела, хоть туманности, хоть звезды.

Почему же звезды называют яркими? Это просто анахронизм, общеупотребительное выражение, доставшееся нам с прошлых времен, когда блеск астрономы называли интегральной яркостью небесных объектов, а то, что сейчас считается яркостью, — поверхностной яркостью.

Звездное небо и Млечный Путь летом. Фотография усеяна мириадами звезд, которые имеют разный блеск. В случае с Млечным Путем имеет смысл говорить о яркости отдельных его участков. Фото: James Neeley

Светимость звезд

Нам осталось разобраться с последним термином. Что такое светимость?

Светимость — это мощность излучения небесного тела. Другими словами, это полное количество света, которое испускает небесный объект, например, звезда, в единицу времени. Как и светимость обычной лампочки, светимость звезд измеряется в ваттах. Но числа при этом получаются гигантские, поэтому часто астрономы измеряют светимость звезд в светимостях Солнца, то есть сравнивают мощность излучения звезд с мощностью излучения нашей родной звезды.

Звезда Ригель (бета Ориона) и ее окрестности. Очевидно, что Ригель — самая яркая звезда на этом снимке. Тысячи звезд фона — гораздо более тусклые. Но количественно можно измерить только блеск этих звезд, не яркость! Поэтому астрономы говорят о звездах с большим и меньшим блеском. Фото: Fred Espenak

Но является ли Сириус при этом звездой большей светимости, чем Ригель?

Нет! Сириус светит в 25 раз мощнее Солнца, а Ригель — в 130 тысяч раз мощнее Солнца! Получается, Ригель имеет светимость в 4800 раз большую, чем Сириус! Почему же Сириус имеет на нашем небе бо́льший блеск? Все дело, конечно, в расстоянии до этих звезд. Сириус — одна из ближайших звезд к Земле. Расстояние до нее составляет всего лишь 8 световых лет. Ригель же находится более чем в сто раз дальше, на расстоянии в 860 световых лет от нас. И даже несмотря на это, блеск этих звезд различается не очень сильно! Можно только поражаться, насколько мощно светит Ригель!

Итак, подытожим. Если блеск звезды говорит нам о ее интенсивности на небе, то светимость — о реальной мощности излучения звезды. Блеск нам дан непосредственно, а чтобы вычислить светимость, мы должны знать расстояние до звезды. Термин «яркость» применим только для протяженных объектов, а вот звезд, метеоров, астероидов, коричневых карликов он не касается.

Источник

Блеск (астрономия)

Видимая звёздная величина (иногда — просто «звёздная величина») — безразмерная числовая характеристика объекта на небе, чаще всего звезды, говорящая о том, сколько света приходит от него в точку, где находится наблюдатель. Видимая звёздная величина зависит не только от того, сколько света излучает объект, но и от того, на каком расстоянии от наблюдателя он находится. Видимая звёздная величина считается единицей измерения блеска звезды, причём чем блеск больше, тем величина меньше, и наоборот.

Содержание

Определение

Современное понятие видимой звёздной величины сделано таким, чтобы оно соответствовало величинам, приписанным звёздам древнегреческим астрономом Гиппархом во II веке до н. э. Гиппарх разделил все звёзды на шесть величин. Самые яркие он назвал звёздами первой величины, самые тусклые — звёздами шестой величины. Промежуточные величины он распределил равномерно между оставшимися звёздами.

В 1856 году Н. Погсон предложил формализацию шкалы звёздных величин. Видимая звёздная величина определяется по формуле:

где I — световой поток от объекта, C — постоянная.

Поскольку данная шкала относительная, то её нуль-пункт (0 m ) определяют как яркость такой звезды, у которой световой поток равен 10³ квантов /(см²·с·Å) в зелёном свете (шкала UBV) или 10 6 квантов /(см²·с·Å) во всём видимом диапазоне света. Звезда 0 m за пределами земной атмосферы создаёт освещённость в 2,54·10 −6 люкс.

Шкала звёздных величин является логарифмической, поскольку изменение яркости в одинаковое число раз воспринимается как одинаковое (закон Вебера — Фехнера). Кроме того, поскольку Гиппарх решил, что величина тем меньше, чем звезда ярче, то в формуле присутствует знак минус.

Следующие два свойства помогают пользоваться видимыми звёздными величинами на практике:

В наши дни видимая звёдная величина используется не только для звёзд, но и для других объектов, например, для Луны и Солнца и планет. Поскольку они могут быть ярче самой яркой звезды, то у них может быть отрицательная видимая звёздная величина.

Спектральная зависимость

Видимая звёздная величина зависит от спектральной чувствительности приёмника излучения (глаза, фотоэлектрического детектора, фотопластинки и т. п.)

Разности звёздных величин одного объекта в разных диапазонах U−B и B−V являются интегральными показателями цвета объекта, чем они больше, тем более красным является объект.

Источник

Блеск и цвет звезд

Даже при беглом обзоре звездного неба заметно, что видимая яркость звезд различна: одни звезды очень яркие и четко выделяются среди остальных, другие — менее яркие, третьи — очень слабые и еле видны невооруженным глазом. Подавляющее же большинство звезд доступно наблюдениям лишь в телескопы. Изучение видимой яркости небесных светил позволяет установить многие их физические характеристики.

Видимая яркость небесных светил называется их блеском (также, видимая яркость известна как звёздная величина). По своей физической сущности видимая яркость, или блеск, небесного светила представляет собой освещенность, создаваемую этим светилом на приемнике световой энергии, например в нашем глазу. В физике освещенность измеряется световой энергией, падающей на единицу поверхности за одну секунду времени. В Международной системе единиц (СИ) освещенность измеряется люксами (лк). Но для измерения блеска небесных светил эта единица освещенности (люкс) совершенно не приемлема, так как она слишком велика в сравнении с ничтожными световыми потоками, приходящими к Земле от небесных светил (кроме Солнца, конечно). Достаточно сказать, что полная Луна, находясь в зените, создает на местности освещенность, близкую к 0,3 лк, а даже самые яркие звезды в сотни тысяч и миллионы раз слабее полной Луны. Поэтому блеск небесных светил до сих пор выражают в очень удобной условной шкале звездных величин.

Звездные величины, оцениваемые непосредственно глазом, в том числе и с применением фотометров, называются визуальными звездными величинами (от лат. visualis — зрительный). Но зрение разных наблюдателей имеет свои особенности, которые снижают точность определения блеска светил. Поэтому в настоящее время визуальные наблюдения применяются лишь для приближенной оценки блеска, особен но при изучении переменных звезд (меняющих блеск) и метеоров. Измерения, позволяющие определять блеск с точностью до 0,01 m (звездной величины), осуществляются по изображениям светил на фотонегативах, для чего применяются фотопластинки (и фотопленки) различных сортов.

На фотопластинки с бромо-серебряной эмульсией красный свет совсем не действует, желтый действует весьма слабо, зато синие, фиолетовые и ультрафиолетовые лучи действуют необычайно сильно. Поэтому звезды красноватого цвета, например Антарес (α Скорпиона) или Бетельгейзе (α Ориона), получаются на таких фотопластинках более слабыми, чем воспринимаются зрением, а голубовато-белые звезды, например Спика (α Девы) или Белятрикс (γ Ориона),— наоборот, более яркими. Звездные величины, измеренные по изображениям светил на таких фотопластинках, получили названия фотографических звездных величин (m_p). Визуальные звездные величины (m_v) измеряются по изображениям на специальных фотопластинках, реагирующих на световые лучи почти так же, как человеческий глаз.

Разность между фотографической и визуальной звездными величинами светила называется его обычным показателем цвета C = m_p — m_v и характеризует цвет светила.

Обычный показатель цвета позволяет сравнивать между собой визуальное Ev и фотографическое Ер излучения светила, так как, согласно формуле Погсона, lg(E_v/E_p) = 0.4 (m_p-m_v) = 0,4С.

Давайте для примера определим изменение блеска Цефеиды в звездных величинах, если ее температура меняется от 7200 к до 6000 к при неизменном радиусе. Светимость при неизменном радиусе пропорциональна четвёртой степени температуры и квадрату радиуса который тут постоянен. В звёздных величинах это 2.5 lg ((7200/6000)^4)=0.8 звездной величины.

В настоящее время для изучения блеска небесных светил широко применяются фотодатчики, генерирующие под действием света электрический ток (фототок) — явление, открытое еще в 1888—1890 гг. выдающимся русским физиком А. Г Столетовым (1839—1896 гг.). Современные чувствительные фотоэлементы дают слабый электрический ток под воздействием ничтожно малого освещения, но специальные приборы усиливают его до значений, доступных измерению с большой точностью. Фотоэлектрические измерения блеска небесных светил проводят сквозь светофильтры раздельно в различных лучах, как правило, в желто-зеленых (визуальных), синих и ультрафиолетовых, а чтобы фотоэлектрические звездные величины не спутать с полученными другими способами, их обозначают буквами V (визуальные), В (синие) и U (ультрафиолетовые).

Фотоэлектрическая система звездных величин была предложена в 1953 г. американскими астрономами Г. Джонсоном, У. Морганом и Д. Хэррисом и с 1955 г. по международному соглашению, принята за основную для измерения блеска звезд. В этой системе разность (В — V) звездных величин В и V называется основным показателем цвета, а разность (U — V) — ультрафиолетовым показателем цвета. Основной показатель цвета дает различие излучения в желто-зеленых и синих лучах, а ультрафиолетовый — различие в желто-зеленых и ультрафиолетовых лучах, вычисляемое по заданным формулам.

Для светил чисто белого цвета принято считать звездные величины U = B = V, т. е. показатели цвета (B — V) = (U — V) =0; у светил желтого и красноватого цвета (B-V)>0 и (U-V)>0, а у голубоватых — оба фотоэлектрических показателя цвета отрицательны.

Поскольку восприятие световых лучей у фотоэлементов и фотографических пластинок неодинаково, то и фотоэлектрические звездные величины светил несколько отличаются от их визуальной и фотографической величин.

Современные высокоточные приборы болометры (от греч. «боле» — луч и «метрео» — измеряю) позволяют измерять суммарное излучение в ультрафиолетовых, визуальных и инфракрасных лучах. Получаемые по этим измерениям звездные величины называются болометрическими (m_b).
Может быть, у читателя возникнет вопрос: а для чего астрономам нужно знать блеск в разных лучах и показатели цвета звезд с большой точностью? Оказывается, для того, что блеск звезд позволяет вычислять их истинную светимость, а показатели цвета — температуру и размеры звезд, т. е. обе эти характеристики служат основой для изучения физической природы звезд и их эволюции. Но об этом — в следующих наших статьях.

Источник

Почему звезды светятся и почему их не видно днем

Почему звезды светятся: Pixabay

Почему звезды светятся? Почему некоторые из них такие яркие на ночном небе, а другие едва заметны? От чего зависит цвет звезды? Современной науке удалось ответить на все эти и многие другие вопросы, касающиеся далеких небесных тел. Сегодня об этом может узнать каждый.

Что такое звезды

Звезды — основные небесные тела наравне с планетами и спутниками. От последних они отличаются тем, что излучают свет, а не просто отражают его. Ежедневно мы наблюдаем за самой большой звездой в нашей системе — за Солнцем. Именно его свет и тепло сделали возможной жизнь на Земле.

Что такое звезды на небе? Огромные межзвездные облака из светящихся разреженных газов называют газовыми диффузными туманностями. В их состав входит главным образом водород, кислород, гелий и азот. Такие газовые (или диффузные) туманности — колыбель для молодых звезд, которые рождаются так же, как некогда родилась наша Солнечная система.

Таким образом, звезда в небе — шарообразное скопление газов, удерживающее форму с помощью сил гравитации, а также излучающее свет. Ее основные составляющие — газы (в большинстве случаев гелий и водород) с твердыми минеральными частицами.

Звезды на небе ученые классифицировали и выделили такие группы:

Основными параметрами, по которым предсказывают физические характеристики звезд, считаются их масса и химический состав.

Почему светят звезды

Почему звезды светятся: Freepick

Звезда рождается из скопления газов, которые сжимает собственная гравитация. Во время этого процесса:

Вместе с колоссальным объемом тепловой энергии происходит световое излучение. Частично этот свет достигает Земли, и именно это явление мы наблюдаем, когда видим звезды ночью.

Таким свойством наделены исключительно звезды. Когда мы видим спутник нашей планеты Луну или планету Венеру, то они всего лишь отражают свет других звезд. И только последние — это самостоятельные объекты светового излучения, связанного с выбросом энергии.

Жизнь звезд такова:

Процесс звездообразования непрерывен, и звезды продолжают возникать и сегодня.

Почему звезды не видно днем

Идеальным временем для наблюдения за звездным небом считается последний летний месяц. В темные вечера прозрачный августовский воздух дает возможность насладиться невероятным зрелищем. Кроме того, в это время часто происходят звездопады.

У каждой звезды есть свой жизненный цикл. На разных этапах ее свет меняется. Чем ближе конец существования, тем холоднее становится звезда. Ее можно узнать по пульсирующему мерцающему свечению.

Днем звезды тоже светят так же, как и по ночам. Но их далекий свет затмевается солнечным — светом самой близкой к нам звезды. Ночью этот «занавес» словно открывается, и тогда мы наблюдаем за удивительными космическими красотами: планетами, созвездиями, туманностями и другими элементами Вселенной.

Интересно, что у каждой звезды свой цвет. Известны голубые, белые, оранжевые звезды и даже такие, которые переливаются разными оттенками. Это объясняется разной температурой газов, которые входят в их состав. Так, самые горячие звезды голубые, за ними следуют белые. Немного менее теплые — желтые, а самые холодные — оранжевые и красные.

Откуда звезды берут энергию

Звездное небо: Freepick

Чтобы ответить на этот вопрос, надо вернуться к тому, из чего состоит звезда. Большая ее часть — водород, который прекрасно горит с выделением энергии. Но для этого ведь нужен кислород, которого в звезде нет. Как же происходит «звездное горение»?

Горение — химический процесс своеобразной перетасовки атомов между молекулами, в ходе которого выделяется тепловая энергия. Чудовищный жар в звездных недрах делает невозможным существование молекул, они распадаются, а их составные части (атомы, ядра) перетасовываются. Так происходит образование новых химических атомов с другими химическими свойствами. Это так называемые ядерные реакции.

Согласно исследованиям ученых-физиков, источник звездной энергии заключается в непрерывном образовании атомов гелия из атомов водорода:

Что же происходит при старении и выгорании звезды? Водород становится гелием, а гелий может превратиться в более тяжелый элемент. Так и происходит непрерывное изменение химического состава Вселенной. Отсюда можно сделать вывод и о том, что в момент рождения нашей Вселенной в ней преобладал водород.

Со временем количество тяжелых элементов становится больше, чем количество водорода. Часть вещества звезды с этими элементами уходит в межзвездную газовую среду. Чем меньше остается топлива, тем сложнее звезде поддерживать свою жизнедеятельность и все так же ярко светить. После израсходования запасов водорода жизненный цикл светила завершается.

Вот мы и ответили на вопрос, почему звезды светятся. Физики занимались этой загадкой в течение нескольких веков, выдвигали гипотезы, которые потом опровергали, но все же нашли ответ. Нет сомнений, что в будущем нас ждет еще много интересных астрономических открытий.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Источник