מהי בהירות ומה היא אומרת לנו?

כמה בהיר כוכב? כוכב? גלקסיה? כאשר אסטרונומים רוצים לענות על שאלות אלו, הם מבטאים את בהירותם של חפצים אלה באמצעות המונח "בהירות". זה מתאר את בהירותו של אובייקט בחלל. כוכבים וגלקסיות מפטרים שונות צורות של אור. מה סוג האור שהם פולטים או מקרינים מספר עד כמה הם אנרגטיים. אם האובייקט הוא כוכב לכת הוא לא פולט אור; זה משקף את זה. עם זאת, אסטרונומים משתמשים גם במונח "בהירות" כדי לדון בהירות פלנטרית.

ככל שגדול בהירותו של חפץ, הוא נראה בהיר יותר. עצם יכול להיות זוהר מאוד בכמויות אור רבות של אור, מאור נראה, קרני רנטגן, אולטרה סגול, אינפרא אדום, מיקרוגל, ועד קרני רדיו וגמא, זה תלוי לעתים קרובות בעוצמת האור המופעלת, שהיא פונקציה של האנרגיה האנרגטי הוא.

רוב האנשים יכולים לקבל מושג כללי מאוד על הזוהר של האובייקט פשוט על ידי התבוננות בו. אם הוא נראה בהיר, יש לו בהירות גבוהה יותר מאשר אם הוא עמום. עם זאת, מראה זה יכול להטעות. מרחק משפיע גם על הבהירות לכאורה של אובייקט. כוכב רחוק אך אנרגטי מאוד יכול להיראות עמום יותר מכוכב נמוך יותר, אך קרוב יותר.

אסטרונומים קובעים את הזוהר של הכוכב על ידי התבוננות בגודלו ובטמפרטורה היעילה שלו. הטמפרטורה היעילה באה לידי ביטוי במעלות קלווין, ולכן השמש היא 5777 קלווין. קוואזר (אובייקט מרוחק, היפר-אנרגטי במרכז הגלקסיה המסיבית) יכול להיות כמו 10 טריליון מעלות קלווין. כל אחת מהטמפרטורות היעילות שלהן מביאה לבהירות שונה עבור העצם. הקוואר, לעומת זאת, רחוק מאוד, ונראה כה עמום.

הזוהר שחשוב כשמדובר בהבנה מה מכריח אובייקט, מכוכבים לקוואזרים, הוא הזוהר המהותי. זהו מדד לכמות האנרגיה שהיא למעשה פולטת לכל הכיוונים בכל שנייה ללא קשר למקום בו היא שוכנת ביקום. זוהי דרך להבין את התהליכים בתוך האובייקט שעוזרים להבהיר אותו.

דרך נוספת להסיק את אור הזוהר של כוכב היא למדוד את בהירותו לכאורה (כיצד היא נראית לעין) ולהשוות זאת למרחק שלה. כוכבים המרוחקים יותר נראים עמומים יותר מאלו הקרובים אלינו, למשל. עם זאת, אובייקט עשוי גם להיות אפלולי למראה מכיוון שהאור נספג על ידי גז ואבק שנמצאים בינינו. כדי לקבל מידה מדויקת של הזוהר של חפץ שמימי, אסטרונומים משתמשים במכשירים מיוחדים, כגון בולומטר. באסטרונומיה משתמשים בהם בעיקר באורכי גל רדיו - בפרט, טווח התת-מד. ברוב המקרים, מדובר במכשירים מקוררים במיוחד בדרגה אחת מעל האפס המוחלט כדי להיות הרגישים ביותר שלהם.

דרך נוספת להבין ולמדוד את בהירותו של האובייקט היא דרך עוצמתו. זה דבר שימושי לדעת אם אתה מסתכל בכוכבים מכיוון שזה עוזר לך להבין כיצד משקיפים יכולים להתייחס לבהירות הכוכבים ביחס זה לזה. מספר העוצמה לוקח בחשבון את הזוהר של האובייקט ואת המרחק שלו. בעיקרו של דבר, אובייקט בסדר גודל שני הוא פי שניים וחצי בהיר יותר מאחד בסדר גודל שלישי, ופעמיים וחצי עמום יותר מאשר אובייקט בסדר גודל ראשון. ככל שהמספר נמוך יותר, כך הגודל בהיר יותר. למשל, השמש בעוצמה -26.7. הכוכב סיריוס בעוצמה -1.46. הוא זוהר פי 70 יותר מהשמש, אך הוא שוכן 8.6 שנות אור ומעומעם מעט על ידי המרחק. חשוב להבין כי עצם בהיר מאוד במרחק גדול יכול להיראות אפלולי בגלל המרחק שלו, ואילו חפץ עמום יותר קרוב יכול "להיראות" בהיר יותר.

גודל משמעותי הוא בהירותו של חפץ כפי שהוא מופיע בשמיים כאשר אנו מתבוננים בו, ללא קשר למרחק שהוא רחוק. הגודל המוחלט הוא ממש מדד ל מהותי בהירות של אובייקט. גודל מוחלט לא באמת "דואג" למרחק; הכוכב או הגלקסיה עדיין יפלטו את כמות האנרגיה הזו לא משנה כמה רחוק הצופה. זה יעיל יותר לעזור להבין עד כמה אובייקט בהיר וחם וגדול באמת.

ברוב המקרים, הזוהר נועד להתייחס לכמה אנרגיה הנפלטת על ידי אובייקט בכל צורות האור שהוא מקרין (חזותי, אינפרא אדום, רנטגן וכו '). הזוהר הוא המונח שאנו חלים על כל אורכי הגל, ללא קשר למקום בו הם שוכנים על הספקטרום האלקטרומגנטי. אסטרונומים חוקרים את אורכי הגל השונים של האור מחפצים שמימיים על ידי לקיחת האור הנכנס ומשתמש בספקטרומטר או בספקטרוסקופ כדי "לשבור" את האור לאורכי הגל המרכיבים שלו. שיטה זו מכונה "ספקטרוסקופיה" והיא נותנת תובנה רבה על התהליכים הגורמים לאובייקטים לזרוח.

כל אובייקט שמימי בהיר באורכי גל ספציפיים של אור; לדוגמה, כוכבי נויטרונים בדרך כלל מאוד בהירים באזור צילום רנטגן ו רדיו להקות (אם כי לא תמיד; חלקם הבהירים ביותר קרני גאמה). אומרים כי על חפצים אלה יש אור גבוה ברנטגן וברדיו. לעתים קרובות יש להם נמוך מאוד אופטי בהקות.

כוכבים מקרינים במערכות אורך גל רחבות מאוד, מהנראה לעין אינפרא אדום ואולטרה סגול; כמה כוכבים אנרגטיים מאוד הם גם בהירים ברדיו וצילומי רנטגן. החורים השחורים המרכזיים של הגלקסיות שוכנים באזורים שמפיצים כמויות אדירות של צילומי רנטגן, קרני גאמה ותדרי רדיו, אך עשויים להיראות עמומים למדי באור נראה. ענני הגז והאבק המחוממים שבהם נולדים כוכבים יכולים להיות בהירים מאוד באור האינפרא אדום והנראה לעין. הילודים עצמם בהירים למדי באור האולטרה סגול והנראה לעין.

• בהירותו של האובייקט נקראת בהירותו.
• בהירותו של אובייקט בחלל מוגדרת לרוב על ידי דמות מספרית הנקראת גודלה.
• עצמים יכולים להיות "בהירים" ביותר מקבוצה אחת של אורכי גל. לדוגמה, השמש בהירה באור אופטי (גלוי) אך נחשבת גם בהירה בצילומי רנטגן לעיתים, כמו גם אולטרה סגול ואינפרא אדום.

• קוסמוס מגניב, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/luminosity.html.
• "הזוהר | COSMOS. " המרכז לאסטרופיסיקה ומחשוב-על, astronomy.swin.edu.au/cosmos/L/Luminosity.
• מק'רוברט, אלן. "מערכת עוצמת הכוכבים: מדידת הבהירות." שמיים וטלסקופ, 24 במאי 2017, www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/.

נערך ושונה על ידי קרולין קולינס פיטרסן