Tilsyneladende magnitude: Definition og måling af himmellegemers lysstyrke
Lær alt om tilsyneladende magnitude: hvordan astronomer måler himmellegemers lysstyrke, skalaer og konkrete eksempler fra Solen til stjerner og planeter.
Den tilsyneladende størrelsesorden (m) for et himmellegeme er et tal, der måler dets lysstyrke set af en observatør på Jorden. Jo lysere et objekt ser ud, jo lavere (eller mere negativ) er dets magnitude — skalaen er omvendt. Solen har en tilsyneladende magnitude på omtrent -26,7 (ofte rundet til -27) og er dermed det klart lyseste objekt på himlen set fra Jorden.
Størrelsen er et logaritmisk mål og angives altid i en bestemt bølgelængde eller et bestemt passband, typisk i optiske eller nær-infrarøde bølgelængder. En fuldmåne har en magnitude på cirka -12,6 (ofte omtalt som ~-13 i grove oversigter), og den lyseste planet Venus når omkring -4,6 til -5 afhængigt af fase og afstand. Nogle menneskeskabte objekter kan også være meget klare: de kraftige menneskeskabte refleksioner fra satellitter, fx Iridium-flares, kunne nå omkring -9, og den internationale rumstation ses typisk omkring magnitude -4 til -6 ved gode passager.
Hvordan magnitude skalaen fungerer
Den klassiske definition (Pogson-skalaen) forbinder magnitude med målbar flux F via formlen:
m = -2,5 · log10(F / F0),
hvor F0 er en referenceflux for det valgte passband. Fordi eksponenten er negativ, betyder en forskel på 1 magnitude en fluxratio på cirka 2,512 (100^(1/5)). En forskel på 5 magnituder svarer til en faktor 100 i lysstyrke.
Passbands, systemer og farve
Magnitude afhænger af, hvilket filter eller system der anvendes. Almindelige fotometriske systemer inkluderer Johnson–Cousins (B, V, R osv.), hvor V (visual) er tæt på det menneskelige øjes følsomhed, samt moderne systemer som Vega-magnituden (hvor Vega er reference) og AB-magnitudesystemet (hvor en fluks per frekvensenhed giver nulpunktet). Farven på et objekt beskrives ofte ved farveindekset B−V, som er forskellen mellem magnituder i to forskellige passbands og bruges til at estimere temperaturegenskaber og rødforskydning.
Måling og kalibrering
Apparater til måling af tilsyneladende magnitude omfatter fotometre, CCD- og CMOS-kameraer samt spektrometre. For nøjagtige målinger kræves kalibrering med standardstjerner med kendte magnituder, korrektion for atmosfærisk extinction (dæmpning med airmass) og korrektion for instrumentets respons i de valgte passbands. Moderne CCD-fotometri anvender ofte differential fotometri, hvor man måler forskellen i magnitude mellem målet og nærliggende standardstjerner for at reducere systematiske fejl.
Eksempler og nyttige tal
- Sol: ≈ -26,7 (ofte rundet til -27)
- Fuldmåne: ≈ -12,6
- Venus (i maksimum): ≈ -4,6 til -5
- Iridium-flares: op til ≈ -9 (afhængigt af flare-størrelse)
- ISS: typisk ≈ -4 til -6 ved klare passager
- Mørk nattehimmel uden måne: det menneskelige øje når omkring magnitude +6; almindelige amatørkikkerter når typisk +9–12; store forskningsteleskoper når langt dybere (mange magnituder større tal).
Begrænsninger og påvirkende faktorer
Tilsyneladende magnitude er påvirket af atmosfæriske forhold (skyer, støv, airmass), lysforurening, objektets fase (fx planeter og månen), og transient fænomener som udbrud eller eksplosioner. Desuden måles magnitude i et bestemt passband, så et rødt objekt kan være lyst i infrarødt men svagt i blåt lys — derfor er det vigtigt at angive hvilket filter eller hvilken fotometrisk skala der er brugt.
Samlet set er tilsyneladende magnitude et praktisk, kvantitativt mål for hvor lyst et himmellegeme fremstår fra Jorden, men forståelse af den bagvedliggende skala, valg af filter og korrekt kalibrering er nødvendig for præcise og sammenlignelige målinger.
Sirius i stjernebilledet Canis Major er den klareste stjerne på nattehimlen (tilsyneladende magnitude -1,42).
Historie
Den græske astronom Hipparchus var den første, der opfandt vores system af tilsyneladende størrelser. Han gav de klareste stjerner en magnitude på 1 og øgede tallene for svagere stjerner. Omkring 300 år senere skabte Ptolemæus af Alexandria et stjernecyklopædi baseret på Hipparchus' arbejde. Den persiske astronom Al-Sufi tog Ptolemæus' arbejde til sig og gav stjernerne arabiske navne omkring 800 år senere. De europæiske astronomer i middelalderen oversatte blot Al-Sufis arbejde til latin, og det er derfor, at mange stjerner i dag har arabiske navne.
Størrelsessystemer
| Synlig | Tilsyneladende | Lysstyrke i forhold til Vega | Antal stjerner, der er |
| Ja | -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 | |
| Nej | 7.0 | 0.16% | 14 000 |
| 8.0 | 0.063% | 42 000 | |
| 9.0 | 0.025% | 121 000 | |
| 10.0 | 0.010% | 340 000 |
- Den tilsyneladende magnitude m er et mål for et himmellegemes lysstyrke, som den ses af en person på Jorden (uden jordens atmosfære). Jo lysere objektet ser ud, jo lavere er den numeriske værdi af dets magnitude. F.eks. har Alpha Centauri en højere tilsyneladende magnitude (dvs. lavere værdi) end Betelgeuse, fordi den er meget tættere på Jorden.
- Absolut størrelse er den tilsyneladende størrelse, m, som et objekt ville have, hvis det befandt sig i en standardafstand fra Jorden. Standardafstanden er 32,6 lysår fra Jorden. Begrebet absolut størrelse gør det muligt for astronomer at sammenligne objekters lysstyrke uden hensyntagen til deres afstand. Når man måler den absolutte magnitude, er Solen mindre end Sirius med en lysstyrke på kun 4,8.
- Visuel størrelsesorden betyder en stjernes lysstyrke på en nummereret skala. Det er størrelsen baseret på det menneskelige øjes følsomhed.
- Fotografisk størrelse er forskellig fra visuel størrelse, fordi fotografisk film er mere følsom over for blåt lys og stråling, som det menneskelige øje ikke kan se.
Relaterede sider
- Liste over de klareste stjerner
- Liste over de mest lysstærke kendte stjerner
- Liste over nærmeste galakser
- Liste over nærmeste stjerner
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er definitionen på tilsyneladende størrelsesorden?
A: Apparent magnitude er et tal, der måler lysstyrken af et himmellegeme set af en observatør på Jorden.
Q: Hvordan er et objekts lysstyrke relateret til dets magnitudeværdi?
A: Jo lysere et objekt ser ud, jo lavere er dets størrelsesværdi.
Q: Hvilket himmellegeme har den klareste tilsyneladende størrelsesorden på himlen?
A: Solen har den klareste tilsyneladende størrelsesorden på -27 på himlen.
Q: Hvad er måleenheden for magnitude?
A: Magnitude er et logaritmisk mål, der normalt måles i en bestemt bølgelængde eller et bestemt passbånd, normalt i optiske eller nær-infrarøde bølgelængder.
Q: Hvad er en fuldmånes tilsyneladende magnitude?
A: Den tilsyneladende størrelsesorden for en fuldmåne er -13.
Q: Hvilken planet har den klareste størrelsesværdi?
A: Venus har den klareste størrelsesværdi med en måling på -5.
Q: Hvad er størrelsesværdierne for Iridium-fakler og den internationale rumstation set fra Jorden?
A: De klareste menneskeskabte objekter, Iridium-fakler, har en størrelsesorden på -9, og den internationale rumstation har en størrelsesorden på -6.
Søge