Mi a világosság és mit mond nekünk?

Mennyire fényes egy csillag? Egy bolygó? Egy galaxis? Amikor a csillagászok válaszolni akarnak ezekre a kérdésekre, az "objektum fényessége" kifejezéssel fejezik ki ezen objektumok fényerejét. Leírja egy objektum világosságát. A csillagok és galaxisok különféle képeket bocsátanak ki a fény formái. Mit kedves a kibocsátott vagy sugárzott fény megmondja, mennyire energikusak. Ha a tárgy egy bolygó, akkor nem bocsát ki fényt; tükrözi. A csillagászok azonban a "fényesség" kifejezést is használják a bolygó fényerejének megvitatására.

Minél nagyobb, annál nagyobb egy tárgy fényessége, annál világosabb. Az objektum nagyon sokféle hullámhosszon világíthat, a látható fénytől, a röntgen sugaratól, az ultraibolya, az infravörös, a mikrohullámútól a rádió- és gamma-sugarak, Ez gyakran függ a kibocsátott fény intenzitásától, amely attól függ, hogy az objektum mennyire energikus van.

A legtöbb ember nagyon egyszerű képet kaphat egy tárgy fényességéről. Ha fényesnek tűnik, akkor nagyobb fényerővel rendelkezik, mint ha halvány. Ez a megjelenés azonban megtévesztő lehet. A távolság a tárgy látszólagos fényerejét is befolyásolja. Egy távoli, de nagyon energikus csillag sötétebbnek tűnik számunkra, mint egy alacsonyabb energiájú, de közelebb eső csillag.

A csillagászok meghatározzák a csillag fényességét a méretének és a tényleges hőmérsékletnek a figyelembevételével. A tényleges hőmérsékletet Kelvin-fokban fejezik ki, tehát a Nap 5777 kelvin. Egy kvazár (egy távoli, hiperenergikus objektum egy hatalmas galaxis közepén) akár 10 trillió fok Kelvin is lehet. Minden effektív hőmérséklete eltérő fényerőt eredményez az objektum számára. A kvazár azonban nagyon messze van, így tompa.

A fényerő számít, amikor megértjük, mi táplálja az objektumot, csillagoktól kvazárokig a belső fényerő. Ez egy olyan energiamennyiség mértéke, amelyet másodpercenként minden irányba kibocsát, bárhol is található az univerzumban. Az objektumon belüli folyamatok megértésének egy módja, amely elősegíti az objektum fényességét.

Egy másik módszer a csillag fényerejének megállapítására az, ha megmérjük annak látszólagos fényességét (a szemnek való megjelenést) és hasonlítsuk össze a távolsággal. A távolabbi csillagok halványabbak, mint például a nekünk közelebbiek. Előfordulhat azonban, hogy egy tárgy homályos is, mert a fényt abszorbeálja a köztünk lévő gáz és por. Annak érdekében, hogy pontos mérést kapjanak egy égi tárgy fényerejéről, a csillagászok speciális műszereket, például egy bolométert használnak. A csillagászatban ezeket elsősorban a rádióhullámhosszon használják - különösen a szubmilliméter tartományban. A legtöbb esetben ezek kifejezetten az abszolút nulla feletti hőmérsékleten hűtött eszközök, amelyek a legérzékenyebbek.

Az objektum fényerejének megértése és mérése egy másik módja annak nagysága. Hasznos dolog tudni, hogy csillagozz-e, mivel segít megérteni, hogy a megfigyelők miként utalhatnak a csillagok fényerejére egymáshoz viszonyítva. A nagysági szám figyelembe veszi az objektum fényességét és távolságát. Alapvetően egy második nagyságrendű objektum körülbelül kétszer és félszor fényesebb, mint a harmadik nagyságrendű objektum, és két és félszer halványabb, mint az első nagyságrendű objektum. Minél alacsonyabb a szám, annál világosabb a nagyságrend. Például a Nap -26,7 nagyságrendű. A Sirius csillag nagysága -1,46. 70-szer világosabb, mint a Nap, de 8,6 fényévnyire fekszik, és a távolság kissé tompítja. Fontos megérteni, hogy egy nagyon távoli, nagyon fényes tárgy távolság miatt nagyon homályos lehet, míg egy sokkal közelebb lévő homályos tárgy "világosabbnak" tekinthető.

Látható nagysága egy objektum fényereje, amint az égen megjelenik, amikor megfigyeljük, függetlenül attól, hogy milyen messze van. Az abszolút nagyság valóban a belső egy tárgy fényereje. Az abszolút nagyságot nem igazán érdekli a távolság; a csillag vagy a galaxis továbbra is kibocsátja ezt az energiát, függetlenül attól, hogy messze van a megfigyelő. Ez sokkal hasznosabb, ha megértjük, milyen fényes, meleg és nagy egy tárgy valójában.

A legtöbb esetben a fényerősség arra vonatkozik, hogy mekkora energiát bocsát ki egy objektum a sugárzott fény minden formájában (vizuális, infravörös, röntgen stb.). A világosság az a kifejezés, amelyet minden hullámhosszra alkalmazunk, függetlenül attól, hogy hol helyezkednek el az elektromágneses spektrumon. A csillagászok megvizsgálják az égitest különböző fényének különböző hullámhosszait a bejövő fény felvételével és spektrométer vagy spektroszkóp segítségével, hogy a fényt „megbontják” a komponens hullámhosszaiba. Ezt a módszert "spektroszkópia" -nak hívják, és nagyszerű betekintést nyújt a folyamatokba, amelyek az objektumok ragyogását idézik elő.

Minden mennyezeti objektum fényes a meghatározott fényhullámhosszon; például, neutron csillagok jellemzően nagyon világosak röntgen és rádió zenekarok (bár nem mindig; egyesek a legfényesebbek gamma sugarak). Ezeket az objektumokat állítólag nagy röntgen- és rádiófények jellemzik. Gyakran nagyon alacsony optikai luminosities.

A csillagok nagyon széles hullámhossz-sorozatban sugároznak, a láthatótól az infravörösig és az ultraibolya; néhány nagyon energikus csillag fényes a rádióban és a röntgenben is. A galaxisok központi fekete lyukak olyan régiókban helyezkednek el, amelyek hatalmas mennyiségű röntgen-, gamma- és rádiófrekvenciát bocsátanak ki, de a látható fényben meglehetősen homályosnak tűnhetnek. A fűtött gáz- és porfelhők, ahol csillagok születnek, nagyon fényesek lehetnek az infravörös és látható fényben. Maguk az újszülöttek nagyon fényesek az ultraibolya és látható fényben.

• Az objektum fényerejét fényességének nevezzük.
• Egy űrben lévő tárgy fényességét gyakran egy numerikus ábra határozza meg, amelyet nagyságának neveznek.
• Az objektumok "fényes" lehetnek egynél több hullámhosszon. Például a Nap fényes az optikai (látható) fényben, de időnként röntgenfelvételben is fényesnek tekinthető, valamint ultraibolya és infravörös.

• Hűvös kozmosz, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/luminosity.html.
• „Világosság | VILÁGEGYETEM." Asztrofizikai és Szuperszámítógépes Központ, csillagászat.swin.edu.au/cosmos/L/világosság.
• MacRobert, Alan. “A csillagok nagyságrendje: a fényerő mérése.” Sky és távcső, 2017. május 24., www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/.

Szerkesztette és felülvizsgálta Carolyn Collins Petersen