Näiv suurus (magnituud): mis see on ja kuidas seda mõõdetakse
Taevasobjekti näiv suurus (m) on number, mis väljendab objekti kogu näivat heledust Maa vaatleja seisukohalt. Mida heledam objekt paistab, seda väiksem (või enamasti negatiivsem) on selle magnituudiväärtus — skaalal väiksem arv tähendab eredamat allikat. Näiteks Päikese näiv magnituud on umbes -26,7, mis teeb sellest kaugel kõige eredama taevas nähtava objekti.
Skaal ise on logaritmiline ja selle tänapäevase kuju andis 19. sajandil N. R. Pogson; 5 magnituudi erinevus vastab ligikaudu 100-kordsele valgusvoo erinevusele. Konkreetselt kehtib kahe objekti puhul seos
m1 − m2 = −2.5 log10(F1 / F2),
kus F1 ja F2 on objekti valgusvood (näiteks fotonite arv sekundi kohta). Seda mõõdetakse reeglina kindlal lainepikkusel või läbilaskevööndis — kõige sagedamini optilises “V”-vööndis (lähedal nähtavale rohelist-kollasele valgusele), aga kasutatakse ka B-, R-, I- ja infrapunavööndeid.
Praktilised näited
- Täiskuu: umbes -12,7 (ega varieeru sõltuvalt faasist ja kaugusest);
- Veenus: eredaim planeet, maksimaalselt ligikaudu -4,7…-4,9;
- Inimtekkelised reflektorid nagu Iridium rakette tekitavad flärisid, mis on ajutiselt kuni -9 ehk väga eredad;
- Rahvusvaheline kosmosejaam võib heledana paista ligikaudu -5…-6, sõltuvalt orbiidi asendist ja peegeldatud päikesekiire hulgast.
- Palja silmaga nähtava taevakeha piir on heleduses umbes m ≈ +6 (telesaastmuse ja vaatlusolude järgi), teleskoobiga ulatub see tunduvalt nõrgemate objektideni.
Kuidas magnituudi mõõdetakse
- Vaatlus tehakse kindla vööndi filtriga (nt V), kasutades fotomeetrilisi instrumente nagu CCD-kaamera või fotomeeter.
- Mõõdetakse objekti registreeritud signaali (fotonite või ADU-de hulk) ja lahutatakse taustmüra (taeva heleduse ja kosmilise tausta mõju).
- Signaal kalibreeritakse standardsete referentstähtede abil, millel on tuntud magnituudid (näiteks standardkataloogid nagu Tycho või Landolt’i standardid).
- Võetakse arvesse atmosfääriline summutus (extinction) ja õhumassi (air mass) mõju — vaatlus suure õhumassiga (madalal horisondil) summutab eredust rohkem.
- Raskemate juhtumite jaoks kasutatakse tarkvaralist PSF-fittimist (punktallika laiusfunktsiooni sobitust) või apertuuri-fotomeetriat, et eristada lähestikku paiknevaid allikaid.
Näiv vs absoluutne magnituud
Näiv (apparent) magnituud iseloomustab, kui hele objekt paistab Maalt. Absoluutne magnituud M on defineeritud kui objekti magnituud, kui see oleks paigutatud 10 parseki (32,6 valgusaasta) kaugusele; seos on
M = m − 5 log10(d / 10 pc),
kus d on kaugus parsekites. Absoluutne magnituud võimaldab võrrelda objekti tõelist heledust ilma kauguse mõjutuseta (näiteks tähtede luminoossuse võrdlemiseks).
Mida veel arvestada
- Pinnavalgus on erinev mõiste: see väljendab heledust ruutnurksekundi kohta (nt mag/arcsec²) ja on oluline galaktikate ja hajusate objektide puhul; näiv magnituud on seevastu objekti koguintegreeritud heleduse mõõt.
- Atmosfäärilised tingimused, valgusreostus ja instrumentaalne kalibreerimine võivad andmeid märgatavalt mõjutada — täpsed mõõtmised nõuavad korrektsioone ja standardiseerimist.
- Inimese silm tajub heledust mitmeti ja sõltub ka lainepikkusest; seetõttu kasutatakse standardvööndeid ja fotomeetrilisi süsteeme, et saada võrreldavaid tulemusi.
Kokkuvõte: näiv magnituud on mugav ja laialt kasutatud viis taevasobjektide heledust arvuliselt väljendada. See on logaritmiline skaala, kus väiksem (või negatiivne) arv tähendab eredamat allikat; mõõtmine nõuab standardiseeritud vöörndeid, instrumentaalset kalibreerimist ja atmosfääri korrigeerimist.
Sirius on Canis Major'i tähtkujus asuv kõige heledam täht öises taevas (näiline heledus -1,42).
Ajalugu
Kreeka astronoom Hipparchos leiutas esimesena meie näilise suurusjärgu süsteemi. Ta andis kõige heledamatele tähtedele suurusjärgu 1 ja suurendas hämaramate tähtede puhul numbreid. Umbes 300 aastat hiljem koostas Aleksandria Ptolemaios Hipparchose töö põhjal tähtede entsüklopeedia. Pärsia astronoom Al-Sufi võttis Ptolemaiose töö üle ja andis umbes 800 aastat hiljem tähtedele araabia nimed. Keskaegsed Euroopa astronoomid tõlkisid Al-Sufi töö lihtsalt ladina keelde, mistõttu paljud tähed kannavad tänapäeval araabia nimesid.
Suurussüsteemid
| Nähtav | Ilmselt | Heledus Vega suhtes |
|
| Jah | -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 | |
| Ei | 7.0 | 0.16% | 14 000 |
| 8.0 | 0.063% | 42 000 | |
| 9.0 | 0.025% | 121 000 | |
| 10.0 | 0.010% | 340 000 |
- Näiline heledus m on taevakeha heleduse mõõt, mida inimene Maal näeb (ilma Maa atmosfäärita). Mida heledamana objekt paistab, seda väiksem on tema suurus. Näiteks Alpha Centauri on suurema näilise heledusega (st väiksema väärtusega) kui Betelgeuse, sest ta on Maale palju lähemal.
- Absoluutne suurus on objekti näiline suurus (m), mis tal oleks, kui ta oleks Maast standardkaugusel. Standardkaugus on 32,6 valgusaastat Maast. Absoluutse heleduse mõiste võimaldab astronoomidel võrrelda objektide heledust, arvestamata nende kaugust. Absoluutse heleduse järgi mõõdetuna on Päikese heledus Siriusest väiksem, vaid 4,8.
- Visuaalne suurus tähendab tähe heleduse suurust numbrilisel skaalal. See on suurus, mis põhineb inimsilma tundlikkusel.
- Fotograafiline suurus erineb visuaalsest suurusest, sest fotofilm on tundlikum sinise valguse ja kiirguse suhtes, mida inimsilm ei näe.
Seotud leheküljed
- Kõige heledamate tähtede nimekiri
- Kõige heledamate teadaolevate tähtede nimekiri
- Lähimate galaktikate nimekiri
- Lähimate tähtede nimekiri
Küsimused ja vastused
K: Mis on näilise suuruse määratlus?
V: Näiline heledus on arv, mis mõõdab taevakeha heledust, nagu seda näeb vaatleja Maal.
K: Kuidas on objekti heledus seotud selle magnituudi väärtusega?
V: Mida heledam objekt paistab, seda väiksem on selle heledusarv.
K: Millisel taevakeha objektil on taevas kõige heledam näiline suurus?
V: Päikesel on taevas kõige heledam näiline suurus -27.
K: Milline on magnituudi mõõtühik?
V: Suurus on logaritmiline mõõtühik, mida tavaliselt mõõdetakse konkreetsel lainepikkusel või läbilaskmisribal, tavaliselt optilisel või lähi-punase lainepikkusel.
K: Mis on täiskuu näivmagnituud?
V: Täiskuu näivmagnituud on -13.
K: Millisel planeedil on kõige heledam magnituudi väärtus?
V: Veenusel on kõige heledam tähendusarv, mille väärtus on -5.
K: Millised on Iridiumi sähvatuste ja rahvusvahelise kosmosejaama magnituudi väärtused Maalt vaadatuna?
V: Kõige heledamate inimtekkeliste objektide, Iridium-mõõdulöökide, heledusarv on -9 ja Rahvusvahelise kosmosejaama heledusarv on -6.
