قدر مطلق (اخترشناسی): تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
خط ۱:
{{تخصصی|ستاره‌شناسی}}
'''قدر مطلق''' {{انگلیسی|Absolute magnitude}} در علم [[اخترشناسی]] معیاری برای روشنایی یک [[جرم آسمانی]] است که از آن برای سنجش و مقایسه [[درخشندگی]] ستارگان با یکدیگر استفاده میمی‌شود. شود.هر چه قدر مطلق یک ستاره کوچک ترکوچک‌تر باشد روشنایی آن بیشتر خواهد بود. برای مثال روشنایی یک ستاره با قدر ۲+ از روشنایی یک ستاره با قدر ۳+ بیشتر است. بالاترین قدر مطلق ۹- برای [[ابرغول|اَبَرغول‌ها]] و کمترین مقدار ۱۹ برای [[کوتوله سفید|کوتوله‌های سفید]] است.<ref name=ox>''Oxford Dictionary of Astronomy'': "absolute magnitude"</ref>
 
== تعریف ==
روشنایی یک ستاره از دید ناظر زمینی که به [[قدر ظاهری]] معروف است، به دو عامل وابسته است: قدرت تابشی و فاصله آن. هر چه قدرت تابشی ستاره بیشتر باشد توانایی نوردهی آن بیشتر بوده و روشنایی آن بیشتر خواهد بود. واحد سنجش قدرت تابشی در SI وات بر متر مربع است. از سوی دیگر با افزایش فاصله ستاره از ناظر روشنایی آن کمتر می شود.می‌شود؛ بنابراین به دلیل تاثیرتأثیر فاصله، خورشید از سایر ستارگان بسیار درخشان تر دیده می شودمی‌شود. در محاسبه قدر مطلق ستارگان برای حذف اثر فاصله فرض می شودمی‌شود که تمام ستارگان در فاصلهٔ ۱۰ [[پارسک|پارسِک]] یا ۳۲٫۶ [[سال نوری]] از ناظر قرار دارند. ازاین‌رو قدر مطلق به‌دلیل نیاز به مقیاسی مستقل از فاصله در [[ستاره‌شناسی]] تعریف شده‌است.
 
به عبارت دیگر درمورد اجرام خارج از [[منظومه شمسی|منظومهٔ شمسی]]، قدر مطلق برابر با [[قدر ظاهری]] جرم آسمانی‌آسمانی است به شرط آن‌که در فاصلهٔ ۱۰ [[پارسک|پارسِک]] یا ۳۲٫۶ [[سال نوری]] از ناظر قرار داده شود و هیچ‌گونه [[خاموشی (اخترشناسی)|جذب نور به‌وسیلهٔ غبار میان‌ستاره‌ای]] رخ ندهد.<ref name=ox /> قدر مطلق را با M و قدر ظاهری را با m نشان می‌دهند.
روشنایی یک ستاره از دید ناظر زمینی که به [[قدر ظاهری]] معروف است، به دو عامل وابسته است: قدرت تابشی و فاصله آن. هر چه قدرت تابشی ستاره بیشتر باشد توانایی نوردهی آن بیشتر بوده و روشنایی آن بیشتر خواهد بود. واحد سنجش قدرت تابشی در SI وات بر متر مربع است. از سوی دیگر با افزایش فاصله ستاره از ناظر روشنایی آن کمتر می شود. بنابراین به دلیل تاثیر فاصله، خورشید از سایر ستارگان بسیار درخشان تر دیده می شود. در محاسبه قدر مطلق ستارگان برای حذف اثر فاصله فرض می شود که تمام ستارگان در فاصلهٔ ۱۰ [[پارسک|پارسِک]] یا ۳۲٫۶ [[سال نوری]] از ناظر قرار دارند. ازاین‌رو قدر مطلق به‌دلیل نیاز به مقیاسی مستقل از فاصله در [[ستاره‌شناسی]] تعریف شده‌است.
 
به عبارت دیگر درمورد اجرام خارج از [[منظومه شمسی|منظومهٔ شمسی]]، قدر مطلق برابر با [[قدر ظاهری]] جرم آسمانی‌ است به شرط آن‌که در فاصلهٔ ۱۰ [[پارسک|پارسِک]] یا ۳۲٫۶ [[سال نوری]] از ناظر قرار داده شود و هیچ‌گونه [[خاموشی (اخترشناسی)|جذب نور به‌وسیلهٔ غبار میان‌ستاره‌ای]] رخ ندهد.<ref name=ox /> قدر مطلق را با M و قدر ظاهری را با m نشان می‌دهند.
 
هنگامی که [[خورشید]] در فاصلهٔ ۱۰پارسِکیِ [[زمین]] قرار گیرد، قدری نزدیک به ۴٫۸ خواهد داشت و با چشم غیرمسلح به‌سختی دیده خواهد شد.
 
== ستارگان و کهکشان‌ها، قدر مطلق (M) ==
درمورد [[ستاره|ستارگان]] و [[کهکشان|کهکشان‌ها]]،‌ها، فاصلهٔ استاندارد برای قدر مطلق ۱۰ پارسِک یا ۳۲٫۶ سال نوری است.
 
== فرمول‌ها ==
==فرمول ها==
قدما برای طبقه بندیطبقه‌بندی روشنایی ستارگان آن هاآن‌ها را در 6۶ گروه طبقه بندیطبقه‌بندی کردند. هرشل در مطالعات خود کشف کرد که روشنایی یک ستاره از قدر اول 100۱۰۰ برابر یک ستاره از قدر 6۶ ام است:
 
قدما برای طبقه بندی روشنایی ستارگان آن ها را در 6 گروه طبقه بندی کردند. هرشل در مطالعات خود کشف کرد که روشنایی یک ستاره از قدر اول 100 برابر یک ستاره از قدر 6 ام است:
 
<math>L_1=100 \times L_6</math>
سطر ۲۷ ⟵ ۲۵:
<math>\longrightarrow L_1=a^5 \times L_6</math>
 
که با مقایسه با رابطه اول مقدار a بدست می آیدمی‌آید:
 
<math>a^5=100 \longrightarrow a=\sqrt[5]{100} \approx2.511</math>
 
بدین ترتیب با افزایش یک واحد به قدر ستاره روشنایی آن تقریباتقریباً 2.5۲٫۵ برابر می شودمی‌شود.
 
اکنون در ادامه نسبت روشنایی ستاره ایستاره‌ای با قدر x از ستاره ایستاره‌ای با قدر 6۶ بدست می آید،می‌آید، با یک استدلال ساده ریاضی خواهیم داشت:
 
<math>\frac{L_x}{L_6}=100^ \left( \frac{6-x}{5} \right)</math>
 
از سوی دیگر طبق تعریف برای قدر دو ستاره داریم:
 
<math>M_2=1+M_1</math>
 
و به صورت مشابه برای ستاره ایستاره‌ای با قدر x خواهیم داشت:
 
<math>M_6 - M_x=\left(6-x \right)</math>
 
با حذف عبارت مشترک <math>\left(6-x \right)</math>در دو رابطه اخیر می توانمی‌توان رابطه بین درخشندگی و قدر را بدست آورد:
 
<math>\frac{L_x}{L_6}=100^ \left( \frac{M_6 - M_x}{5}\right)</math>
 
یا به صورت کلی:
 
<math>\color{blue} \frac{L_x}{L_y}=100^ \left( \frac{M_y - M_x}{5}\right)</math>
 
یا:
 
<math>\color{blue} M_y - M_x = 2.5 log \left( \frac{L_x}{L_y} \right)</math>
 
=== فرمول قدر و فاصله ===
بین قدر مطلق، قدر ظاهری و فاصله رابطه‌ای وجود دارد که بیشتر به مدول فاصله معروف است.
اگر ستاره ایستاره‌ای با شعاع R دارای توان تابشی W وات باشد در این صورت درخشندگی آن برابر است با:
 
<math> L_R=\frac{W}{4 \pi R^2}</math>
 
مقدار درخشنگی قابل رویت این ستاره در فاصله d نیز حاصل پخش توان ستاره بر روی سطح کره ایکره‌ای با شعاع برابر با فاصله d خواهد بود:
 
<math> L_d=\frac{W}{4 \pi d^2}</math>
 
اگر درخشندگی ستاره را در فاصله 10۱۰ پارسک اندازه گیریاندازه‌گیری شود خواهیم داشت:
 
<math> L_{10}=\frac{W}{4 \pi 10^2}</math>
سطر ۷۷ ⟵ ۷۵:
جمله سمت چپ معادله فوق با مقدار قدر ستاره دارای ارتباط زیر است:
 
<math> \frac{L_d}{L_{10}}=100^ \left( \frac{M_{10} - M_d}{5}\right)</math>
 
اما طبق تعریف <math> M_{10}</math> همان قدر مطلق ستاره <math> (M)</math> و <math> M_d</math> قدر ظاهری ستاره <math>(m)</math> است:
 
<math> \left(\frac{10}{d} \right)^2=100^ \left( \frac{M - m}{5}\right)</math>
 
که با ساده سازیساده‌سازی رابطه خواهیم داشت:
:<math> \color {red}M = m - 5 ((\log_{10}{D}) - 1)\!</math>
در این رابطه M قدر مطلق، m قدر ظاهری و D فاصله برحسب پارسِک است.<ref>''نجوم و اخترفیزیک مقدماتی''، انتشارات آستان قدس رضوی، ص۹</ref>
سطر ۹۱ ⟵ ۸۹:
 
== اجرام منظومهٔ شمسی، قدر مطلق (H) ==
برای اجرام منظومهٔ خورشیدی تعریف متفاوتی برای قدر مطلق وجود دارد. در این حالت، قدر مطلق عبارت است از قدر ظاهریِ جرم آسمانی، درصورتی‌که در فاصلهٔ یک [[واحد نجومی]] هم از خورشید و هم از ناظر قرار داشته‌باشد. ازآنجاکه جرم آسمانی نور خود را از خورشید دریافت می‌کند، قدر مطلق تابعی از زاویهٔ فاز جرم آسمانی است. برای تبدیل قدر مطلق ستارگان یا کهکشان‌ها به قدر مطلق [[سیاره|سیاره‌ها]]،‌ها، باید عدد ۳۱٫۵۷ را از مقدار آنها کم کرد.
 
== سنجش فواصل ستارگان با استفاده از قدر مطلق ==
قدر مطلق برخی از [[ستارگان متغیر]] مانند [[ستارگان متغیر قیفاووسی]]، [[متغیر هایمتغیرهای شلیاقی]] و ... با [[دوره تناوب نوری]] آن هاآن‌ها دارای ارتباط است. در سال ١۹١۲،۱۹۱۲، هنريتاهنریتا ليويتلیویت از دانشگاه [[هاروارد]] طی بررسی 25۲۵ ستاره متغيرمتغیر قيفاووسیقیفاووسی در [[ابر ماژلانی کوچک]] متوجه شد که هر چه دوره تناوب يکیک متغيرمتغیر قيفاووسیقیفاووسی بلندتر باشد، درخشندگی مطلق آن بيشتربیشتر است. ايناین يافتهیافته در آن زمان کشف بزرگی در فاصله سنجی ستاره هاستاره‌ها و خوشهخوشه‌های های ستاره ایستاره‌ای محسوب می شدمی‌شد. در ايناین روش با اندازه گيریاندازه‌گیری دوره تناوب می توانمی‌توان قدر مطلق ستاره را تعيينتعیین کرد و با کمک میانگین قدر ظاهری آن، فاصله ستاره از زمین تعيين میتعیین شودمی‌شود. چند سال بعد [[هارلو شپلی]] از این روش برای تعیین فاصله زمین از مرکز کهکشان و تخمین واقع بینانه از ابعاد [[کهکشان راه شیری]] استفاده کرد. در دهه ۱۹۳۰ [[ادوین هابل]] با جستجوی [[متغیرهای قیفاووسی]] در کهکشان هایکهکشان‌های دیگر توانست فاصله آن هاآن‌ها را از زمین به دست آورد.
 
== منابع ==