Видимая звездная величина. Что видно в недорогой телескоп

Даже далекие от астрономии люди знают, что звезды имеют разный блеск. Наиболее яркие звезды без труда видны на засвеченном городском небе, а самые тусклые едва различимы при идеальных условиях наблюдения.

Для характеристики блеска звезд и других небесных светил (например, планет, метеоров, Солнца и Луны) ученые выработали шкалу звездных величин.

Видимая звездная величина (m; часто ее называют просто "звездная величина") указывает поток излучения вблизи наблюдателя, т. е. наблюдаемую яркость небесного источника, которая зависит не только от реальной мощности излучения объекта, но и от расстояния до него.

Это безразмерная астрономическая величина, характеризующая создаваемую небесным объектом вблизи наблюдателя освещенность.

Освещённость – световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.
Единицей измерения освещённости в Международной системе единиц (СИ) служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр), в СГС (сантиметр-грамм-секунда) – фот (один фот равен 10 000 люксов).

Освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении источника от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния (закон обратных квадратов).

Субъективно видимая звездная величина воспринимается как блеск (у точечных источников) или яркость (у протяженных).

При этом блеск одного источника указывают путем его сравнения с блеском другого, принятого за эталон. Такими эталонами обычно служат специально подобранные непеременные звезды.

Звездную величину сначала ввели как указатель видимого блеска звезд в оптическом диапазоне, но позже распространили и на другие диапазоны излучения: инфракрасный, ультрафиолетовый.

Таким образом, видимая звёздная величина m или блеск является мерой освещённости Е, создаваемой источником на перпендикулярной к его лучам поверхности в месте наблюдения.

Исторически все началось более 2000 лет назад, когда древнегреческий астроном и математик Гиппарх (II век до нашей эры) поделил видимые глазом звезды на 6 величин.

Самым ярким звездам Гиппарх присвоил первую звездную величину, а самым тусклым, едва видимым глазом, – шестую, остальные равномерно распределил по промежуточным величинам. Причем, разделение на звездные величины Гиппарх произвел так, чтобы звезды 1-й величины казались настолько ярче звезд 2-й величины, насколько те кажутся ярче звезд 3-й величины и т. д. То есть от градации к градации блеск звезд изменялся на одну и ту же величину.

Как позже выяснилось, связь такой шкалы с реальными физическими величинами логарифмическая, поскольку изменение яркости в одинаковое число раз воспринимается глазом как изменение на одинаковую величину – эмпирический психофизиологический закон Вебера – Фехнера , согласно которому интенсивность ощущения прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя.

Это связано с особенностями человеческого восприятия, для примера, если в люстре последовательно зажигается 1, 2, 4, 8, 16 одинаковых лампочек, то нам кажется, что освещенность в комнате все время увеличивается на одну и ту же величину. То есть количество включаемых лампочек должно увеличиваться в одинаковое число раз (в примере вдвое), чтобы нам казалось, что прирост яркости постоянен.

Логарифмическая зависимость силы ощущения Е от физической интенсивности раздражителя Р выражается формулой:

Е = к log P + a, (1)

где k и a – некие постоянные, определяемые данной сенсорной системой.

В середине 19 в. английский астроном Норман Погсон осуществил формализацию шкалы звездных величин, которая учитывала психофизиологический закон зрения.

Основываясь на реальных результатах наблюдений, он постулировал, что

ЗВЕЗДА ПЕРВОЙ ВЕЛИЧИНЫ РОВНО В 100 РАЗ ЯРЧЕ ЗВЕЗДЫ ШЕСТОЙ ВЕЛИЧИНЫ.

При этом в соответствии с выражением (1) видимая звездная величина определяется равенством:

m = -2,5 lg E + a, (2)

2,5 – коэффициент Погсона, знак минус – дань исторической традиции (более яркие звезды имеют меньшую, в т. ч. отрицательную, звездную величину);
a – нуль-пункт шкалы звёздных величин, устанавливаемый международным соглашением, связанным с выбором базовой точки измерительной шкалы.

Если Е 1 и Е 2 соответствуют звёздным величинам m 1 и m 2 , то из (2) следует, что:

E 2 /E 1 = 10 0,4(m 1 - m 2) (3)

Уменьшение звездной величины на единицу m1 - m2 = 1 приводит к увеличению освещённости Е примерно в 2,512 раза. При m 1 - m 2 = 5, что соответствует диапазону от 1-й до 6-й звездной величины, изменение освещенности будет Е 2 /Е 1 =100.

Формула Погсона в её классическом виде устанавливает связь между видимыми звездными величинами:

m 2 - m 1 = -2,5 (lgE 2 - lgE 1) (4)

Данная формула позволяет определять разницу звёздных величин, но не сами величины.

Чтобы с её помощью построить абсолютную шкалу, необходимо задать нуль-пункт – блеск, которому соответствует нулевая звездная величина (0 m). Сначала в качестве 0 m был принят блеск Веги. Потом нуль-пункт был переопределён, но для визуальных наблюдений Вега до сих пор может служить эталоном нулевой видимой звёздной величины (по современной системе, в полосе V системы UBV, её блеск равен +0,03 m , что на глаз неотличимо от нуля).

Обычно же нуль-пункт шкалы звездных величин принимают условно по совокупности звезд, тщательная фотометрия которых выполнена различными методами.

Также за 0 m принята вполне определенная освещенность, равная энергетической величине E=2,48*10 -8 Вт/м². Собственно, именно освещенность и определяют при наблюдениях астрономы, а уже потом ее специально переводят в звездные величины.

Делают они это не только потому что «так привычнее», но и потому что звездная величина оказалась очень удобным понятием.

звездная величина оказалась очень удобным понятием

Измерять освещенность в ваттах на квадратный метр крайне громоздко: для Солнца величина получается большой, а для слабых телескопических звезд – очень маленькой. В то же время оперировать звездными величинами гораздо легче, так как логарифмическая шкала исключительно удобна для отображения очень больших диапазонов значений величин.

Погсоновская формализация в последующем стала стандартным методом оценки звёздной величины.

Правда, современная шкала уже не ограничивается шестью звездными величинами или только видимым светом. Очень яркие объекты могут иметь отрицательную звездную величину. Например, Сириус, ярчайшая звезда небесной сферы, имеет звездную величину минус 1,47 m . Современная шкала позволяет также получить значение для Луны и Солнца: полнолуние имеет звездную величину -12,6 m , а Солнце -26,8 m . Орбитальный телескоп «Хаббл» может наблюдать объекты, блеск которых составляет величины примерно до 31,5 m .

Шкала звездных величин
(шкала – обратная: меньшим значениям соответствуют более яркие объекты)

Видимые звездные величины некоторых небесных тел

Солнце: -26,73
Луна (в полнолуние): -12,74
Венера (в максимуме блеска): -4,67
Юпитер (в максимуме блеска): -2,91
Сириус: -1,44
Вега: 0,03
Самые слабые звезды, видимые невооруженным глазом: около 6,0
Солнце с расстояния 100 световых лет: 7,30
Проксима Центавра: 11,05
Самый яркий квазар: 12,9
Самые слабые объекты, снимки которых получены телескопом «Хаббл»: 31,5

Многие начинающие астрономы – любители задаются двумя основными вопросами, а именно: какой телескоп выбрать и что я в него увижу. Первый вопрос мы оставим тем, кто намного лучше меня разбирается в современных телескопах, их качестве и цене. Хорошим пособием для тех, кто пытается выбрать телескоп, станет статья Вячеслава Гордина Я же, в свою очередь, попытаюсь рассказать Вам о том, что Вы сможете наблюдать в свой первый телескоп.

Начинающий астроном – любитель, как правило, располагает телескопом с апертурой от 70 до 110мм. Подобные аппараты позволяют увидеть объекты не слабее 10 – 11 звездных величин (здесь есть некоторые нюансы, о которых мы поговорим ниже). Заострять внимание на теории оптики телескопа я не буду, ибо материала по этому поводу написано много. Ограничусь кратким повествованием о том, что необходимо знать начинающему наблюдателю для понимания этой статьи. Итак. Любой астрономический объект (Будь то Солнце, планета, звезда, или объект дальнего космоса) имеет такую характеристику, как звездная величина . Звезды, планеты, и иные объекты космоса отличаются друг от друга (помимо их типа) в первую очередь по своему видимому блеску – так называемой видимой звездной величине. Звездная величина не имеет отношения к размерам объектов. Древнегреческий астроном Гиппарх разделил звезды, видимые в безлунную ночь, на шесть групп. Самые яркие звезды он отнес к первой звездной величине, самые слабые к шестой. С появлением современных телескопов и оборудования эта классификация была уточнена. Оказалось что звезды второй величины в 2,5 раза слабее звезд первой величины, и так далее. Современные крупные телескопы позволили расширить рамки звездного горизонта до 22-й и более слабых звездных величин. Кроме того, были введены и отрицательные звездные величины (их имеют некоторые звезды, планеты, Луна, Солнце и иногда кометы). Звездные величины астрономических объектов приводятся в специальных каталогах, справочниках и календарях.

Сможет ли ваш телескоп увидеть тот или иной объект, зависит не от его увеличения, а от апертуры, то есть диаметра его объектива - линзового у рефрактора, или зеркального у рефлектора. Одна из важных характеристик телескопа - проницательная способность – показывает минимальную яркость объекта, который можно в этот телескоп увидеть. Величина эта указывается в инструкции к телескопу. Приблизительно она равна: mmax=5lg D + 4, где D - диаметр телескопа, выраженный в миллиметрах. Но здесь есть такой нюанс. Дело в том, что если ваш телескоп имеет значение проницательной способности, к примеру, до 11-й звездной величины (звездная величина обозначается символом «m»), то это не значит, что Вы увидите галактику величиной 11m.

Дело в том, что звезда является точечным источником света, а любой другой астрономический объект - протяженным. Яркость протяженного объекта в разных его местах различна. Для протяженных объектов вводится такое понятие как интегральный блеск . Интегральный блеск равен звездной величине протяженного объекта, сосредоточенной в одной, бесконечно малой, точке. Из сказанного следует вывод, что интегральный блеск будет всегда больше звездной величины объекта, а это очень усложняет вопрос о том, будет ли этот объект виден в ваш телескоп. Чтобы окончательно ответить на него, необходимо знать еще такие характеристики, как поверхностная яркость объекта и степень его контрастности с фоном неба. Причем следует помнить, что фон неба зависит от времени суток, места наблюдений, астроклимата и засветки. Не будем углубляться в дебри расчетов и формул. Скажу только, что для выбранных нами апертур, с учетом неопытности наблюдателя, доступны объекты до 7 - 8, 5 звездных величин, в зависимости от типа объекта и его контрастности с окружающим фоном. Теперь, когда Вы имеете некоторое теоретическое представление о возможностях вашего инструмента, давайте подробнее обсудим то, что Вы сможете увидеть на небе. Сразу оговорюсь, не стоит ждать того, что Вы увидите все так же как на снимках с телескопа Хаббла. Это далеко не так.

Луна . Любой, даже самый скромный инструмент позволит Вам увидеть на поверхности нашего естественного спутника огромное количество деталей - кратеры, горы и ущелья. Вы сможете наблюдать либрации Луны, рассматривать красивейшие панорамы лунного рельефа. Однако стоит отдавать себе отчет, что детали, увиденные Вами, будут не менее трех - пяти километров в поперечнике.

Солнце . Вы сможете наблюдать солнечные пятна, факельные поля, грануляцию. Сможете, проводить регулярные наблюдения Солнца, изучать его активность. Но помните (!) наблюдать Солнце можно только с использованием апертурного солнечного фильтра (!) . Лучше всего для этого подходит специальная пленка – astrosolar. (!) ни в коем случае нельзя наблюдать Солнце без фильтра. Это приведет к моментальному повреждению сетчатки глаза(!) .

Объекты Солнечной Системы . Вы сможете наблюдать планеты, астероиды, кометы. Меркурий Вы увидите как очень маленький серп или диск (в зависимости от его фазы) на фоне зари.

Венера будет выглядеть как достаточно крупный серп или диск (также в зависимости от её фазы). Марс предстанет перед Вами как яркий оранжевый, или подобного оттенка, диск небольшого размера. Возможно, вы различите не его поверхности полярную шапку, или темные образования. Хорошо будет виден Юпитер . Вы сможете наблюдать диск с двумя или более, оранжевыми полосами, возможно, Вы увидите Большое Красное Пятно. Кроме того Вы увидите четыре его спутника (Ио, Ганимед, Калисто и Европа), называемых Галилеевыми, которые предстанут перед Вами в виде звездочек. Сатурн , безусловно, наиболее эффектный объект Солнечной Системы. Перед взором наблюдателя предстанут диск планеты, её спутник Титан (в виде слабенькой звездочки), а при хорошей атмосфере Вам удастся увидеть ещё спутники - Рею и Диону. Кроме того Вы увидите окружающие Сатурн кольца, возможно, сможете уловить Щель Кассини. Уран и Нептун будут выглядеть как маленькие диски, никаких деталей на них вы не различите. В любом случае размеры диска планет будут от «о» - до «О» как они есть сейчас на бумаге. Астероиды вы увидите как звездоподобные объекты, которые день ото дня будут перемещаться среди звезд. Лишь у некоторых из них Вы сможете различить намек на размер. Кометы – эти гости ближнего космоса, они всегда выглядят по-разному. Некоторые из них похожи на очень маленькие туманные пятна, другие предстанут перед вами крупным туманным диском, иные будут иметь туманное, яркое ядро и протяженный хвост.

А теперь давайте поговорим о том, какие объекты дальнего космоса доступны Вашему телескопу. Для вашего удобства я буду рассказывать об объектах, идя от созвездия к созвездию. Полный каталог объектов и поисковые карты к ним Вы найдете в приложениях. Если Вы еще плохо ориентируетесь в созвездиях, то советую Вам ознакомиться с моим В созвездии Геркулеса даже скромному инструменту доступны два шаровых звездных скопления, а именно М13 (Скопление Геркулеса) и М92. М13 будет выглядеть как туманный диск довольно большого размера (где то с Юпитер). По краям он, возможно, будет рассыпаться на отдельные звезды. В центре Вы заметите значительное повышение яркости объекта. Найти этот объект не сложно. Он расположен между звездами? и? Геркулеса, ближе к?. М92 собственного названия не имеет. Вы увидите его как круглое туманное пятно в 1. 5 раза меньше по диаметру, чем М13. На отдельные звезды оно разделяться, скорее всего, не будет. Как и у любого шарового скопления центр этого объекта будет ярче его периферии. Ниже созвездия Геркулеса находятся созвездия Змеи и Змееносца. В них Вы сможете увидеть шесть шаровых звездных скоплений. М10 - разряженное и имеет обширную периферийную область. Центральное яркое пятно довольно большое относительно всего скопления. М12 не уступает в размерах М10, но оно имеет меньшую центральную конденсацию и большую периферию, что дает возможность при больших увеличениях разрешить периферию на отдельные звезды. М62 близко по размерам двум предыдущим шаровикам, однако оно очень плотное. Выглядит оно как туманное пятно круглой формы с заметным повышением яркости к центру и слабо обозначенной периферией. Наиболее интересными в этом созвездии можно назвать шаровые скопления М5 и М14. М5 даже в весьма скромный инструмент можно разрешить на звезды, так как оно не очень уплотненно к центру и имеет весьма разряженную периферию. М14, не смотря на свои значительные размеры, на звезды разрешить нелегко, так как оно имеет большую плотность. Скорее всего, Вы увидите крупное и яркое туманное образование с заметным повышением яркости к центру, окруженное ореолом из отдельных звезд. Шаровики М9 и М19 довольно слабые. Вы сможете наблюдать туманные пятнышки округлой формы с более яркой центральной частью, по размерам они будут меньше, чем М92.

Два шаровых и два рассеянных звездных скопления будут доступны небольшому телескопу в созвездии Скорпион. Шаровое скопление М4 будет выглядеть как яркое (такое же, как М13) туманное пятно, но по размерам оно раза в 1, 5 больше чем Скопление Геркулеса с заметной концентрацией к центру и разрешенной периферией. М 80 – это довольно слабый шаровик. Он предстанет перед взором наблюдателя как слабенькое туманное пятнышко округлой формы, не очень контрастирующее с фоном окружающего неба. Рассеянное звездное скопление М6 Вы увидите как россыпь слабых звезд, имеющую довольно большую площадь и по своим очертаниям напоминающую бабочку (за что оно и получило свое название Бабочка), с трапецией из более ярких звезд. Второе рассеянное звездное скопление М7 гораздо больше и ярче, чем Бабочка, в нем гораздо меньше звезд, но они ярче, чем в М6. Перейдем к созвездию Лира. В нем нас ждут два объекта. Во-первых, это известная планетарная туманность М57 – Кольцо. Ее видно даже в искатель, как расфокусированную звезду, уже в телескоп апертурой 70 – 100мм ее можно увидеть как туманный диск, а при 100* и выше она будет видна уже как кольцо. Во-вторых, это шаровое звездное скопление М56, но его Вы увидите как маленькое туманное пятнышко округлой формы с заметным повышением яркости к центру.

В созвездии Лисичка, Вы сможете наблюдать еще один яркий и известный объект. Планетарная туманность Гантель (М27). При увеличении в 25 – 80* она будет видна как туманное образование неопределенной формы, но при увеличениях свыше 100* Вы сможете разглядеть ее форму, напоминающую песочные часы или гантель. Весьма слабое шаровое скопление М71 находится в созвездии Стрела. Тем не менее, оно тоже доступно вашему телескопу. Вы увидите контрастное маленькое туманное пятно округлой формы. Разумеется, надеяться на то, что удастся разглядеть отдельные звезды этого скопления, не приходится (скажу, для справки, что даже в 200мм телескопы я его уверенно не разрешал на отдельные звезды). Рассеянное скопление Дикая Утка (М11) Вы сможете найти в созвездии Щит. Скопление очень богато слабыми звездами и, при использовании небольших увеличений (что дает большое поле зрения), Вы увидите богатейшую россыпь звезд разной яркости и несколько отличных по цветовым оттенкам. Форма скопления тоже довольно интересна. В созвездии Орла Вы сможете увидеть рассеянное скопление NGC6709. Оно представляет собой не очень впечатляющую, компактную группу слабых звезд.

Ещё одним богатым на объекты станет для Вас созвездие Стрельца. Даже в скромный инструмент Вы сможете увидеть много интереснейших объектов. М8 (Туманность Лагуна) - весьма красивая диффузная туманность, Вы разглядите темную полосу на этой туманности. Яркость туманности в нижней части больше, чем в верхней. Хотя эта туманность достаточно яркая и имеет большой размер, но она не очень контрастна с окружающим фоном неба. Туманность Омега (М17), менее яркая и меньшая по размерам, чем М8, но, все же, очень эффектная. Вы увидите туманное образование продолговатой формы с изъяном в верхней части. М22 – крупное, но не очень яркое шаровое звездное скопление, с заметным повышением яркости к центру. Однако, даже в небольшой инструмент, можно разрешить его внешние края на отдельные звезды. Еще одно шаровое скопление в этом созвездии – это М28. Оно предстанет перед наблюдателем как неяркое туманное пятно, округлой формы с повышением яркости к центру. На отдельные звезды его разрешить не удастся. Кроме того в созвездии Стрельца Вы сможете понаблюдать несколько рассеянных звездных скоплений. Наиболее интересные из них – это М25 и М23. М21, несмотря на внушительные размеры, состоит из довольно слабых звезд и не очень контрастно с окружающим звездным полем. NGC 6520 –еще одно рассеянное звездное скопление. Оно очень компактно, но хорошо контрастирует с окружающим звездным полем. В созвездии Козерог Вашему взору предстанет шаровое звездное скопление М30, оно будет выглядеть как небольшое туманное пятно, достаточно хорошо контрастирующее с окружающим фоном неба. Периферийные области этого скопления весьма разряжены, но низкая его яркость не даст Вам разрешить его на отдельные звезды. В созвездии Цефея Вам удастся увидеть рассеянное звездное скопление NGC7160, оно состоит из довольно ярких звезд, но очень компактно. Однако при небольших увеличениях оно имеет весьма эффектный вид.

Шаровое звездное скопление М15- довольно известный объект, оно имеет весьма большую яркость и значительные размеры. В телескоп с апертурой около 100мм, при увеличении в 100 – 150 крат его внешние области легко разделяются на отдельные звезды. Это скопление легко найти в созвездии Пегаса, достаточно продлить линию между звездами? и? Пегаса. Созвездие Водолей содержит не очень много доступных для небольшого телескопа объектов. Тем не менее, в нем можно найти довольно яркое шаровое звездное скопление М2, по виду напоминающее М92, но более крупное и имеющее большую плотность. Кроме того, Вы можете попытаться найти (лично мне на 100мм рефракторе это удавалось) планетарную туманность NGC7009 (Сатурн). Вы увидите туманное пятнышко эллиптической формы. На фоне ночного неба ее легко заметить при 25х, но лучше использовать увеличения от 50х и выше. Созвездие Кассиопея – настоящий кладезь рассеянных звездных скоплений. Наиболее впечатляющими, на мой взгляд, являются скопления М103, М52 и NGC7789. Остальные (NGC129, NGC457, NGC663) не столь красивы, но, тем не менее, Вы можете их с легкостью найти в свой инструмент. Один из самых впечатляющих объектов ночного неба, видимый даже невооруженным глазом, расположен в созвездии Андромеда. Галактика, получившая одноименное название (Галактика Андромеды (М31)), даже в небольшой инструмент будет видна как огромный туманный эллипс. Рядом находится один из ее спутников, второй спутник проецируется практически на диск Галактики Андромеды. Кроме того в созвездии Андромеда находится яркое и довольно крупное рассеянное звездное скопление NGC75. Это не очень тесная группа звезд, выделяющаяся на фоне звездного поля.

В созвездии Треугольник Вы сможете увидеть еще одну галактику - М33 (Галактика Треугольника). Она будет выглядеть как большой туманный диск, слегка сплющенный с боков. Но ввиду ее слабой контрастности относительно фона неба, ее довольно сложно разглядеть, вследствие чего этот объект следует наблюдать за городом. Не рекомендую при малой апертуре для наблюдений М33 ставить очень большие увеличения, лучше использовать от 50 до 80 крат. Очень эффектная пару рассеянных скоплений NGC869 и NGC884 можно найти в созвездии Персей. Они так и называются - hx Персея. Для их наблюдения лучше всего использовать небольшое увеличение, порядка 25 – 30 крат. Тогда Вы увидите две блистающих звездных россыпи в одном поле зрения. Не менее красивое зрелище представляют собой еще два рассеянных скопления в этом созвездии, это М34 и NGC1342. Оба они довольно крупные, яркие и звезд в них очень много. Немало рассеянных звездных скоплений в созвездии Возничего. Наиболее интересными из них, на мой взгляд, являются М37 и NGC2281. Это крупные, хорошо контрастирующие с окружающим звездным полем и очень яркие скопления. Кроме этой пары Вы сможете увидеть еще два рассеянных скопления – это М36 и М38, они по яркости и размерам уступают двум предшествующим, но выглядят не менее эффектно.

В созвездии Тельца, помимо прекрасных и известных всем с детства рассеянных скоплений Плеяды и Гиады, можно увидеть и диффузную туманность М1 (Крабовидная Туманность). В небольшой инструмент она будет видна как тусклое туманное пятно, неправильной формы с увеличением яркости в центре. Так же в этом созвездии Вы сможете увидеть три, не очень крупных и не очень ярких, но все же интересных рассеянных скопления – это NGC1647, NGC1807, и NGC1817. Один из красивейших объектов ночного неба расположен в созвездии Орион - это Большая Туманность Ориона (М42). Ее можно увидеть и невооруженным глазом, а уже в самый скромный инструмент она предстает перед наблюдателем как яркое туманное образование с двумя, простирающимися очень далеко, крыльями и центральной более яркой частью. Однако лучше ее наблюдать за городом, так как в условиях городской засветки она выглядит не так эффектно. С повышением увеличения можно разглядеть некоторые детали. Кроме того, недалеко от М42 находится группа звезд, представляющая собой рассеянное звездное скопление NGC1981.

В созвездии Близнецы можно найти весьма приметное рассеянное скопление М35, звезд в нем довольно много и они имеют заметную концентрацию к центру. Еще одно рассеянное звездное скопление, М41, можно найти в созвездии Большой Пес. Это скопление довольно компактно, не очень богато на звезды, однако весьма яркое. В созвездии Корма пребывают три рассеянных скопления, а именно М46, М47 и М93. Наиболее эффектным является М47, оно содержит не так уж и много звезд, но они достаточно яркие. Эффектно смотрятся четыре яркие звезды на его фоне. М46 и М93 гораздо более слабые объекты, хотя по размерам не уступают М47, а по численности звезд превосходят его. Интересное рассеянное звездное скопление расположено в созвездии Единорог. Скопление М50 состоит из звезд, имеющих различную звездную величину. Учитывая то, что оно довольно яркое и имеет большой размер, это скопление при увеличениях от 20 до 35 крат смотрится весьма эффектно. Известное рассеянное скопление – Ясли (М44) - расположено в созвездии Рака. Оно видно невооруженным глазом, достаточно немного отъехать от города. В телескоп оно смотрится наиболее эффектно при небольших увеличениях. Кроме того, в этом созвездии есть еще одно рассеянное скопление –М67. Данное скопление представляет собой обильную россыпь звезд не очень высокой яркости.

Созвездие Большой Медведицы порадует наблюдателя несколькими галактиками. Наиболее впечатляюще смотрится пара галактик - М81 и М82. При увеличениях около 50- 70 крат обе эти галактики находятся в одном поле зрения, картина потрясающая. Вы увидите их как туманный эллипс и сигарообразный объект. Несмотря на значительную разницу в звездных величинах, визуально они будут не сильно отличаться друг от друга по яркости. Еще одним, очень красивым, но достаточно сложным объектом является галактика М51 (Водоворот). Вы увидите два туманных пятна, одно более яркое и крупное, другое значительно меньше и слабее. Так же в этом созвездии можно увидеть галактику М101 (Цевочное колесо). Перед наблюдателем она предстанет как тусклый туманный диск, не очень контрастирующий с окружающим фоном.

В созвездии Гончие Псы расположено шаровое скопление М3 - крупное и довольно яркое. Выглядит как туманное, округлое пятно с повышением яркости к центру, при большом увеличении периферию можно разрешить на звезды. Кроме того, в этом созвездии можно найти две весьма яркие галактики – М63 и М94. М63 Вы увидите как слабосветящееся эллиптическое образование, не очень контрастное по отношению к фону неба. М94 Вы увидите как туманное образование округлой формы, хорошо контрастирующее с окружающим фоном. Следующий, очень известный объект – это галактика Сомбреро (М104) в созвездии Девы. Вы сможете наблюдать небольшой, сигарообразный туманный объект со слабой темной полосой, проходящей по центру, вдоль всего объекта. Кроме Сомбреро в Деве Вы сможете увидеть еще одну галактику – М87. Это слабый сферичный объект с заметным увеличением яркости к центру. Она имеет очень небольшой размер, но весьма контрастна относительно окружающего фона.

Как видите, даже скромный астрономический инструмент позволит Вам насладиться множеством красот ночного неба. Так что не стоит сразу гнаться за крупным инструментом, начните с небольшого телескопа. И не бойтесь, что вскоре он исчерпает свой ресурс. Поверьте, он не один год будет радовать Вас новыми объектами и новыми деталями на них. Вы будете становиться все более опытным наблюдателем, Ваши глаза научатся чувствовать более слабые объекты, а Вы сами научитесь применять различные приемы из арсенала наблюдателя, использовать специальные фильтры и т.д. Надеюсь, что этот материал будет для Вас полезен. Желаю ясного неба и ярких впечатлений от наблюдений.

Или с использованием того или иного оптического инструмента. Понятие используется в наблюдательной (в том числе любительской) астрономии для оценки состояния неба и условий наблюдений , а также является одной из характеристик телескопов и прочих оптических астрономических инструментов.

В наблюдательной астрономии

В среднем, при идеальных условиях наблюдения (чистое небо, отсутствие засветки) невооружённому глазу доступны объекты со звёздной величиной до 6 m (звёздные величины тем больше , чем наблюдаемый объект менее ярок). Однако такие факторы, как астроклимат , искусственная (городская) или естественная (например, от Луны в её крупной фазе) засветка , неоптимальное состояние атмосферы , большая влажность, делают наблюдение слабых светил невозможным; поэтому в реальности почти всегда количество наблюдаемых звёзд и других астрономических феноменов (таких, как метеоры) оказывается меньшим, чем теоретически ожидаемое.

Предельная звёздная величина характеризует, насколько слабые небесные объекты доступны обозрению при данном наблюдении. Чем этот показатель больше, тем более слабые объекты возможно наблюдать. Предельная звёздная величина является, таким образом, относительно простым «интегральным» показателем, характеризующим условия наблюдения за звёздным небом, в связи с чем она нередко указывается в астрономических отчётах (например, указание «Lm~4,5» означает, что во время наблюдения были видны лишь объекты со звёздной величиной около 4,5 и ярче). Следует, однако, заметить, что предельная звёздная величина в данном случае является субъективным показателем, так как зависит ещё и от остроты зрения наблюдателя, его опытности и т. п. .

Приблизительную оценку предельной звёздной величины при любительских наблюдениях можно осуществить, отмечая наиболее слабые видимые звёзды и уточняя их звёздную величину по справочным источникам . Для более точной оценки применяется подсчёт количества видимых звёзд в пределах стандартизированных областей неба (их границами являются линии между приметными звёздами): количеству увиденных звёзд ставится в соответствие соответствующая предельная звёздная величина . Как можно более точное определение предельной звёздной величины при визуальных наблюдениях крайне желательно, например, при наблюдениях метеоров для последующего анализа активности метеорных потоков .

При прочих равных условиях предельная звёздная величина возрастает (количество наблюдаемых объектов становится больше) при наблюдениях вдали от городской засветки, при повышении высоты наблюдателя над уровнем моря, а также при наблюдениях в сухую погоду или в сухом климате.

Характеристика наблюдательных инструментов

Использование телескопов делает возможным наблюдение менее ярких объектов, чем видимые невооружённым глазом. Предельная звёздная величина объектов, доступных наблюдениям в телескоп, чаще обозначается как проницающая сила и является его важной характеристикой. Она обычно приводится в технических спецификациях или же может быть рассчитана по ряду формул.

Источники

Напишите отзыв о статье "Предельная звёздная величина"

Ссылки

(рус.) . imo.net. Проверено 2 января 2015.
(англ.) . cruxis.com. Проверено 2 января 2015.

Отрывок, характеризующий Предельная звёздная величина

У Анны Павловны 26 го августа, в самый день Бородинского сражения, был вечер, цветком которого должно было быть чтение письма преосвященного, написанного при посылке государю образа преподобного угодника Сергия. Письмо это почиталось образцом патриотического духовного красноречия. Прочесть его должен был сам князь Василий, славившийся своим искусством чтения. (Он же читывал и у императрицы.) Искусство чтения считалось в том, чтобы громко, певуче, между отчаянным завыванием и нежным ропотом переливать слова, совершенно независимо от их значения, так что совершенно случайно на одно слово попадало завывание, на другие – ропот. Чтение это, как и все вечера Анны Павловны, имело политическое значение. На этом вечере должно было быть несколько важных лиц, которых надо было устыдить за их поездки во французский театр и воодушевить к патриотическому настроению. Уже довольно много собралось народа, но Анна Павловна еще не видела в гостиной всех тех, кого нужно было, и потому, не приступая еще к чтению, заводила общие разговоры.
Новостью дня в этот день в Петербурге была болезнь графини Безуховой. Графиня несколько дней тому назад неожиданно заболела, пропустила несколько собраний, которых она была украшением, и слышно было, что она никого не принимает и что вместо знаменитых петербургских докторов, обыкновенно лечивших ее, она вверилась какому то итальянскому доктору, лечившему ее каким то новым и необыкновенным способом.
Все очень хорошо знали, что болезнь прелестной графини происходила от неудобства выходить замуж сразу за двух мужей и что лечение итальянца состояло в устранении этого неудобства; но в присутствии Анны Павловны не только никто не смел думать об этом, но как будто никто и не знал этого.
– On dit que la pauvre comtesse est tres mal. Le medecin dit que c"est l"angine pectorale. [Говорят, что бедная графиня очень плоха. Доктор сказал, что это грудная болезнь.]
– L"angine? Oh, c"est une maladie terrible! [Грудная болезнь? О, это ужасная болезнь!]
– On dit que les rivaux se sont reconcilies grace a l"angine… [Говорят, что соперники примирились благодаря этой болезни.]
Слово angine повторялось с большим удовольствием.
– Le vieux comte est touchant a ce qu"on dit. Il a pleure comme un enfant quand le medecin lui a dit que le cas etait dangereux. [Старый граф очень трогателен, говорят. Он заплакал, как дитя, когда доктор сказал, что случай опасный.]
– Oh, ce serait une perte terrible. C"est une femme ravissante. [О, это была бы большая потеря. Такая прелестная женщина.]
– Vous parlez de la pauvre comtesse, – сказала, подходя, Анна Павловна. – J"ai envoye savoir de ses nouvelles. On m"a dit qu"elle allait un peu mieux. Oh, sans doute, c"est la plus charmante femme du monde, – сказала Анна Павловна с улыбкой над своей восторженностью. – Nous appartenons a des camps differents, mais cela ne m"empeche pas de l"estimer, comme elle le merite. Elle est bien malheureuse, [Вы говорите про бедную графиню… Я посылала узнавать о ее здоровье. Мне сказали, что ей немного лучше. О, без сомнения, это прелестнейшая женщина в мире. Мы принадлежим к различным лагерям, но это не мешает мне уважать ее по ее заслугам. Она так несчастна.] – прибавила Анна Павловна.
Полагая, что этими словами Анна Павловна слегка приподнимала завесу тайны над болезнью графини, один неосторожный молодой человек позволил себе выразить удивление в том, что не призваны известные врачи, а лечит графиню шарлатан, который может дать опасные средства.
– Vos informations peuvent etre meilleures que les miennes, – вдруг ядовито напустилась Анна Павловна на неопытного молодого человека. – Mais je sais de bonne source que ce medecin est un homme tres savant et tres habile. C"est le medecin intime de la Reine d"Espagne. [Ваши известия могут быть вернее моих… но я из хороших источников знаю, что этот доктор очень ученый и искусный человек. Это лейб медик королевы испанской.] – И таким образом уничтожив молодого человека, Анна Павловна обратилась к Билибину, который в другом кружке, подобрав кожу и, видимо, сбираясь распустить ее, чтобы сказать un mot, говорил об австрийцах. Limiting magnitude ) - наибольшая звёздная величина небесного объекта (соответствующая наиболее тусклым видимым объектам), доступная наблюдениям невооружённым глазом или с использованием того или иного оптического инструмента. Понятие используется в наблюдательной (в том числе любительской) астрономии для оценки состояния неба и условий наблюдений , а также является одной из характеристик телескопов и прочих оптических астрономических инструментов.

В наблюдательной астрономии

Самый главный параметр телескопа - это диаметр его объектива . Чем больше диаметр объектива телескопа, тем более слабые звезды мы увидим и тем более мелкие детали мы сможем различить на планетах и Луне, а также разделить более тесные двойные звезды. Разрешение телескопа измеряется в угловых секундах и вычисляется по следующей формуле 140/D, где D – диаметр объектива телескопа в мм. А предельная звездная величина телескопа вычисляется по формуле m = 5,5+2,5lgD+2,5lgГ, где D – диаметр телескопа в мм., Г – увеличение телескопа.

Также диаметр объектива определяет максимальное увеличение телескопа. Оно равно удвоенному диаметру объектива телескопа в миллиметрах. Например, телескоп с диаметром объектива 150 мм имеет максимальное полезное увеличение 300 крат. Вот от параметра диаметр объектива телескопа мы и будем исходить.

Какого размера видны планеты в телескоп?
При увеличении 100х одной угловой секунде соответствует 0.12 мм, видимые с расстояния 25 см. Отсюда можно вычислить диаметр планеты, видимый в телескоп с определенным увеличением.
Dp=Г*0.0012*d, где Dp -диаметр планеты в мм видимой в проекции на плоскость с расстоянии до плоскости 25 см., Г - увеличение телескопа, d - диаметр планеты в угл. сек. Например, диаметр Юпитера 46 угл. сек. С увеличением 100 крат он будет выглядеть как окружность, нарисованная на бумаге, диаметром 5.5 мм с расстояния 25 см.

Что же можно увидеть в телескопы, имеющие разные диаметры объктивов?

Рефрактор 60-70 мм, рефлектор 70-80 мм.

Двойные звезды с разделением больше 2” – Альбирео, Мицар и т.д.;
Слабые звезды до 11,5m;
Пятна на Солнце (только с апертурным фильтром);
Фазы Венеры;
На Луне кратеры диаметром 8 км;
Полярные шапки и моря на Марсе во время Великого противостояния;
Пояса на Юпитере и в идеальных условиях Большое Красное Пятно (БКП), четыре спутника Юпитера;
Кольца Сатурна, щель Кассини при отличных условиях видимости, розовый пояс на диске Сатурна;
Уран и Нептун в виде звезд;
Крупные шаровые (например M13) и рассеянные скопления;
Почти все объекты каталога Мессье без деталей в них.

Рефрактор 80-90 мм, рефлектор 100-120 мм, катадиоптрический 90-125 мм.

Двойные звезды с разделением 1,5" и более, слабые звезды до 12 зв. величины;
Структуру солнечных пятен, грануляцию и факельные поля (только с апертурным фильтром);
Фазы Меркурия;
Лунные Кратеры размером около 5 км;
Полярные шапки и моря на Марсе во время противостояний;
Несколько дополнительных поясов на Юпитере и БКП. Тени от спутников Юпитера на диске планеты;
Щель Кассини в кольцах Сатурна и 4-5 спутников;
Уран и Нептун в виде маленьких дисков без деталей на ни;
Десятки шаровых скоплений, яркие шаровые скопления будут распадаться на звездную пыль по краям;
Десятки планетарных и диффузных туманностей и все объекты каталога Мессье;
Ярчайшие объекты из каталога NGC.

Рефрактор 100-130 мм, рефлектор или катадиоптрический 130-150 мм.

Двойные звезды с разделением 1" и более, слабые звезды до 13 зв. величины;
Детали Лунных гор и кратеров размером 3-4 км;
Можно попытаться с синим фильтром рассмотреть пятна в облаках на Венере;
Многочисленные детали на Марсе во время противостояний;
Подробности в поясах Юпитера;
Облачные пояса на Сатурне;
Множество слабых астероидов и комет;
Сотни звездных скоплений, туманностей и галактик (у наиболее ярких - следы спиральной структуры(М33,М51));
Большое количество объектов каталога NGC.

Рефрактор 150-180 мм, рефлектор или катадиоптрический 175-200 мм.

Двойные звезды с разделением менее 1", слабые звезды до 14 зв. величины;
Лунные образования размером 2 км;
Облака и пылевые бури на Марсе;
6-7 спутников Сатурна, можно попытаться увидеть диск Титана;
Спицы в кольцах Сатурна при максимальном их раскрытии;
Галилеевы спутники в виде маленьких дисков;
Детальность изображения с такими апертурами уже определяется не возможностями оптики, а состоянием атмосферы;
Некоторые шаровые скопления разрешаются на звезды почти до самого центра;
Видны подробности строения многих туманностей и галактик при наблюдении от городской засветки.

Рефрактор 200 мм и более, рефлектор или катадиоптрический 250 мм и более.

Двойные звезды с разделением до 0,5" при идеальных условиях, звезды до 15 зв. величины и слабее;
Лунные образования размером менее 1,5 км;
Небольшие облака и мелкие структуры на Марсе, в редких случаях - Фобос и Деймос;
Большое количество подробностей в атмосфере Юпитера;
Деление Энке в кольцах Сатурна, диск Титана;
Спутник Нептуна - Тритон;
Плутон в виде слабой звездочки;
Предельная детальность изображений определяется состоянием атмосферы;
Тысячи галактик, звездных скоплений и туманностей;
Практически все объекты каталога NGC;
У наиболее ярких туманностей наблюдаются едва заметные цвета.

Осталось заметить, что на выбор минимального увеличения может влиять засветка неба и общая засветка места наблюдения . При наблюдении на засвеченном небе в окуляр с небольшим увеличением небо будет светлым и, например, рассеянные скопления будут выглядеть непривлекательно, а некоторые туманности просто утонут в фоне неба. Также, при общей засветке места наблюдения, диаметр зрачка будет меньше 6-ти мм и часть света, который соберет телескоп, будет попадать мимо зрачка, и мы получим как бы задиафрагмированный телескоп. Но лучше в таких засвеченных местах не наблюдать. Старайтесь выехать за город, или, если нет возможности, найти затененное от фонарей место для наблюдений .

Все про здоровый сон