§ 2. ЭЛЕМЕНТЫ ФОТОМЕТРИИ

Блеск звезды, воспринимаемый глазом, характеризуется видимой звездной величиной , логарифмически связанной с освещенностью , создаваемой звездой на Земле.

Если ,  – освещенности от звезд, видимые звездные величины которых  и  то

,         или           -                                                                      (3)

формула Погсона. Чем больше освещенность, чем ярче объект на небе, тем меньше его звездная величина . Понятие видимой звездной величины применимо и к протяженным объектам: туманностям, скоплениям звезд, галактикам.

Светимость звезды – мощность излучения по всем направлениям – выражается обычно в светимости Солнца, которая равна . Для характеристики светимости в астрономии используется абсолютная звездная величина  - видимая звездная величина звезды с расстояния 10 парсек. Из формулы Погсона (3) следует

,                                                                                            (4)

где– абсолютная звездная величина Солнца. Из формулы (3) с учетом закона обратных квадратов для освещенности получим (2):

.                                                                                (5)

Здесь расстояние  выражено в парсеках, годичный параллакс – в секундах дуги. Таким образом, абсолютная звездная величина характеризует мощность излучения звезды в шкале звездных величин.

Основы колориметрии

По способу измерения звездные величины (видимые  и абсолютные ) могут быть:

визуальными , , измеренными в видимой части спектра;

фотографическими , , полученными по фотографиям на несенсибилизированной фотопластинке;

болометрическими , , характеризующими полную энергию, излучаемую в спектре.

О распределении энергии в спектре можно судить по показателю цвета   и болометрической поправке .

;  

Наиболее точное распределение энергии в спектре звезды получают с применением специально подобранных светофильтров. Создается многоцветная система . Это соответствует измерению потока света в трех участках спектра: ультрафиолетовом (), синем () и желтом (визуальном  ). Существуют и другие многоцветные фотометрические системы, включающие, например, измерения в красной (), инфракрасной () областях спектра. В системе  пользуются двумя показателями цвета – основным () и ультрафиолетовым (). Например, для Солнца ; ; .

Раздел астрофизики, изучающий показатели цвета  звезд, называется колориметрией. В Приложении 2 приведены показатели цвета звезд , болометрические поправки  в зависимости от спектров звезд.

Понятие видимой звездной величины применимо и к протяженным объектам: скоплениям звезд, туманностям, галактикам. Так для туманности Андромеды (М42) , а для шарового скопления в созвездии Геркулеса (М13) .

Связь астрономических и физических фотометрических величин

За пределами земной атмосферы освещенность в 1 люкс давала бы звезда, звездная величина которой равна . Звезда с  создает освещенность люкс, т.е. как 1 кандела с расстояния  600 м. Это поток   в видимой части спектра.

Задачи. 1. Вычислите абсолютную звездную величину Солнца, если расстояние равно 1 а.е.

2. Найдите расстояние до самой яркой звезды Сириус, если ее видимая звездная величина равна – 1,46, а абсолютная 1,5.

3. Используя формулу Погсона и формулу зависимости освещенности от расстояния получите формулу (5).