Đến một nơi công cộng, nơi mọi người tụ tập như trung tâm thành phố vào giờ cao điểm hoặc trung tâm mua sắm cuối tuần và bạn sẽ nhanh chóng nhận thấy rằng mỗi người là một cá nhân với các đặc điểm đa dạng dựa trên chiều cao, cân nặng và diện mạo của họ, chẳng hạn. Mỗi loại được phân biệt bởi kích thước, hình dạng, tuổi và màu sắc. Ngoài ra, còn có một đặc điểm khác mà ngay lập tức đáng chú ý là ngay từ cái nhìn đầu tiên - mỗi ngôi sao có một sự tỏa sáng độc đáo.
Ngay từ năm 120 trước Công nguyên, các nhà thiên văn học Hy Lạp đã xếp các ngôi sao thành các loại theo sự huy hoàng của chúng - người đầu tiên làm điều này là Hipparchus. Mặc dù chúng ta biết rất ít về cuộc sống của mình, nhưng dù sao ông cũng được coi là một trong những nhà thiên văn học có ảnh hưởng nhất thời Cổ đại. Hơn hai nghìn năm trước, ông đã tính thời lượng của một năm trong vòng 6,5 phút. Ông đã phát hiện ra sự suy đoán của các phân vị, dự đoán vị trí và thời điểm của cả nguyệt thực và nhật thực và đo chính xác khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng. Hipparchus cũng là cha đẻ của lượng giác và danh mục của ông được xếp hạng từ 850 đến 1.100 sao, xác định từng vị trí và xếp hạng chúng theo độ sáng của chúng với thang điểm từ một đến sáu. Những ngôi sao sáng chói nhất được mô tả là cường độ đầu tiên và những ngôi sao có vẻ mờ nhất đối với mắt không được nhìn thấy được chỉ định là thứ sáu. Các phân loại của ông dựa trên các quan sát bằng mắt thường, do đó rất đơn giản, nhưng sau đó nó đã được kết hợp và mở rộng trong Ptolomy. Toàn năng đã trở thành tiêu chuẩn được sử dụng trong 1.400 năm tới. Chẳng hạn, Copernicus, Kepler, Galileo, Newton và Halley đều quen thuộc và chấp nhận nó.
Tất nhiên, không có ống nhòm hoặc kính viễn vọng vào thời Hipparchus và phải có thị lực nhạy bén và điều kiện quan sát tốt để phân biệt các ngôi sao ở cường độ thứ sáu. Ô nhiễm ánh sáng lan rộng ở hầu hết các thành phố lớn và các khu vực đô thị xung quanh, giới hạn trong việc xem các vật thể mờ trên bầu trời đêm ngày nay. Ví dụ, người quan sát ở nhiều địa điểm ngoại ô chỉ có thể nhìn thấy các ngôi sao cường độ thứ ba đến thứ tư - vào những đêm tốt nhất, cường độ thứ năm có thể được nhìn thấy. Mặc dù việc mất một hoặc hai cường độ dường như không nhiều, hãy xem xét rằng số lượng sao có thể nhìn thấy tăng lên nhanh chóng với mỗi chuyển động lên thang đo. Sự khác biệt giữa bầu trời bị ô nhiễm ánh sáng và bầu trời tối thật ngoạn mục!
Vào giữa thế kỷ 19, công nghệ đã đạt đến một điểm chính xác rằng phương pháp đo độ sáng sao cũ bằng phương pháp gần đúng là một trở ngại cho nghiên cứu. Vào thời điểm này, các thiết bị được sử dụng để nghiên cứu thiên đàng không chỉ bao gồm kính viễn vọng mà còn cả máy quang phổ và máy ảnh. Các thiết bị này cung cấp một sự cải tiến lớn so với các ghi chú viết tay, phác thảo thị kính và suy luận được rút ra từ các hồi ức của các quan sát trực quan trước đó. Ngoài ra, do kính viễn vọng có khả năng thu thập nhiều ánh sáng hơn mà mắt người có thể tập trung được, nên khoa học đã biết, kể từ khi quan sát kính viễn vọng đầu tiên của Galileo, có những ngôi sao mờ hơn nhiều so với mọi người nghi ngờ khi phát hiện ra thang đo cường độ. Do đó, ngày càng chấp nhận rằng các bài tập độ sáng được truyền lại từ Cổ vật là quá chủ quan. Nhưng thay vì từ bỏ nó, các nhà thiên văn học đã chọn điều chỉnh nó bằng cách phân biệt độ sáng của ngôi sao về mặt toán học.
Norman Robert Pogson là một nhà thiên văn học người Anh sinh ra ở Nottingham, Anh vào ngày 23 tháng 3 năm 1829. Pogson thể hiện năng lực của mình bằng những tính toán phức tạp khi còn nhỏ bằng cách tính toán quỹ đạo của hai sao chổi khi anh mới 18 tuổi. ở Oxford và sau đó ở Ấn Độ, ông đã phát hiện ra 8 tiểu hành tinh và hai mươi mốt ngôi sao biến thiên. Nhưng đóng góp đáng nhớ nhất của ông cho khoa học là một hệ thống gán độ sáng sao chính xác một cách định lượng. Pogson là người đầu tiên nhận thấy rằng các ngôi sao có cường độ đầu tiên có độ sáng gấp hàng trăm lần so với các ngôi sao có cường độ thứ sáu. Năm 1856, ông đề xuất điều này nên được chấp nhận như một tiêu chuẩn mới để mỗi lần giảm cường độ sẽ làm giảm giá trị của lần trước với tỷ lệ bằng gốc thứ năm là 100 hoặc khoảng 2.512. Polaris, Aldebaran và Altair được Pogson chỉ định cường độ 2.0 và tất cả các ngôi sao khác được so sánh với những ngôi sao này trong hệ thống của ông và của ba người, Polaris là ngôi sao tham chiếu. Thật không may, các nhà thiên văn học sau đó đã phát hiện ra rằng Polaris có một chút thay đổi, vì vậy họ đã thay thế sự sáng chói của Vegaùi làm đường cơ sở cho độ sáng. Tất nhiên, cần lưu ý rằng Vega đã được thay thế bằng một điểm không toán học phức tạp hơn.
Việc gán giá trị cường độ cho các ngôi sao giữa các mức cường độ thứ nhất và thứ sáu dựa trên niềm tin phổ biến rằng mắt cảm nhận được sự khác biệt về độ sáng trên thang đo logarit - tại thời điểm đó, các nhà khoa học tin rằng cường độ của một ngôi sao không tỷ lệ thuận với lượng năng lượng thực tế mà mắt nhận được. Họ cho rằng một ngôi sao có cường độ 4 sẽ xuất hiện ở giữa độ sáng của một ngôi sao ở cường độ 3 và một ngôi sao ở cường độ 5. Bây giờ chúng ta biết rằng điều này không đúng. Độ nhạy của mắt không chính xác là logarit - nó tuân theo đường cong Luật Sức mạnh của Steven.
Bất kể, Tỷ lệ Pogson đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn để gán cường độ dựa trên độ sáng rõ ràng của các ngôi sao nhìn thấy từ Trái đất và theo thời gian, khi các công cụ được cải thiện, các nhà thiên văn học có thể tinh chỉnh thêm các chỉ định của chúng để có thể tăng cường độ phân số.
Như đã đề cập trước đây, người ta đã biết rằng Vũ trụ chứa đầy những ngôi sao mờ hơn mắt một mình có thể cảm nhận được từ thời Galileo. Các máy tính xách tay vĩ đại của nhà thiên văn học có đầy đủ các tài liệu tham khảo về các ngôi sao cường độ thứ bảy và thứ tám mà ông phát hiện ra. Vì vậy, Tỷ lệ Pogson đã được mở rộng để bao gồm cả những người mờ hơn độ lớn thứ sáu, quá. Ví dụ, mắt không trợ giúp có quyền truy cập vào khoảng 6.000 ngôi sao (nhưng ít người từng nhìn thấy điều này nhiều do ánh sáng tinh ranh ban đêm và nhu cầu quan sát trong khoảng thời gian vài tháng từ đường xích đạo). Ống nhòm 10X50 thông thường sẽ tăng khả năng nắm bắt ánh sáng trong khoảng năm mươi lần, mở rộng số lượng sao có thể nhìn thấy lên khoảng 50.000 và cho phép người quan sát phát hiện các vật thể có cường độ thứ chín. Một chiếc kính thiên văn sáu inch khiêm tốn sẽ tăng tầm nhìn hơn nữa bằng cách phát hiện các ngôi sao xuống độ lớn thứ mười hai - mà Lôi khoảng 475 mờ hơn mắt không nhìn thấy có thể phát hiện. Khoảng 60.000 mục tiêu thiên thể có thể quan sát được với một công cụ như thế này.
Kính thiên văn Hale 200 inch tuyệt vời trên Núi Palomar, từ lâu là kính viễn vọng lớn nhất trên Trái đất cho đến khi các thiết bị mới vượt qua nó trong hai mươi năm qua, có thể đưa ra những cái nhìn trực quan xuống độ lớn thứ hai mươi - mà xa hơn một triệu lần so với tầm nhìn không được hỗ trợ. Thật không may, kính thiên văn này không được trang bị để quan sát trực tiếp - nó không đi kèm với giá đỡ thị kính và, giống như mọi kính viễn vọng lớn khác hiện nay, nó thực chất là một ống kính máy ảnh khổng lồ. Kính thiên văn vũ trụ Hubble, trong quỹ đạo Trái đất thấp, có thể chụp ảnh các ngôi sao ở cường độ hai mươi chín. Điều này đại diện cho loài người, cạnh hiện tại của Vũ trụ hữu hình - khoảng hai mươi lăm tỷ lần mờ hơn so với nhận thức của con người bình thường! Thật đáng kinh ngạc, các kính viễn vọng khổng lồ nằm trên bảng vẽ và được tài trợ, với ánh sáng thu thập gương phản chiếu kích thước của các sân bóng đá, sẽ cho phép nhìn thấy các vật thể ở cường độ ba mươi tám! Người ta suy đoán rằng điều này có thể đưa chúng ta đến bình minh của sự sáng tạo!
Với Vega đại diện cho điểm khởi đầu để xác định cường độ, điều gì đó cũng phải được thực hiện với các vật thể sáng hơn. Chẳng hạn, tám ngôi sao, một số hành tinh, Mặt trăng và Mặt trời (tất cả) đều vượt trội hơn Vega. Vì việc sử dụng số lượng cao hơn chiếm các vật thể mờ hơn mắt thường, có vẻ phù hợp rằng số 0 và số âm có thể được sử dụng để lấy những vật sáng hơn Vega. Do đó, Mặt trời được cho là tỏa sáng ở cường độ -26,8, trăng tròn ở -12. Sirius, ngôi sao sáng nhất nhìn thấy từ hành tinh của chúng ta, được cho cường độ -1,5.
Sự sắp xếp này vẫn tồn tại bởi vì nó kết hợp độ chính xác và tính linh hoạt để mô tả với độ chính xác cao độ sáng rõ ràng của mọi thứ chúng ta có thể nhìn thấy trên thiên đàng.
Tuy nhiên, sự sáng chói của các ngôi sao có thể bị đánh lừa. Một số ngôi sao xuất hiện sáng hơn vì chúng ở gần Trái đất hơn, giải phóng một lượng năng lượng lớn bất thường hoặc có màu sắc mà mắt chúng ta cảm nhận được với độ nhạy cao hơn hoặc thấp hơn. Do đó, các nhà thiên văn học cũng có một hệ thống riêng mô tả sự lấp lánh của các ngôi sao dựa trên cách chúng xuất hiện từ khoảng cách tiêu chuẩn - khoảng 33 năm ánh sáng, được gọi là cường độ tuyệt đối. Điều này loại bỏ các ảnh hưởng của sự tách biệt ngôi sao khỏi hành tinh của chúng ta, độ sáng nội tại và màu sắc của nó khỏi phương trình cường độ rõ ràng.
Để suy ra một cường độ sao tuyệt đối, các nhà thiên văn học trước tiên phải hiểu khoảng cách thực tế của nó. Có một số phương pháp đã được chứng minh là hữu ích, trong số các thị sai này được sử dụng thường xuyên nhất. Nếu bạn giữ một ngón tay hướng lên ở độ dài cánh tay, sau đó di chuyển đầu của bạn từ bên này sang bên kia, bạn sẽ thấy rằng ngón tay xuất hiện để thay đổi vị trí của nó so với các đối tượng trong nền. Sự thay đổi này là một ví dụ đơn giản của thị sai. Các nhà thiên văn học sử dụng nó để đo khoảng cách của các ngôi sao bằng cách đo vị trí của một vật thể so với các ngôi sao nền khi Trái đất nằm ở một phía của quỹ đạo so với bên kia. Bằng cách áp dụng lượng giác, các nhà thiên văn học có thể tính toán khoảng cách đối tượng. Một khi điều này được hiểu, một tính toán khác có thể ước tính độ sáng biểu kiến của nó ở 33 năm ánh sáng.
Tò mò thay đổi kết quả bài tập cường độ. Ví dụ, cường độ tuyệt đối của Sun Sun của chúng tôi co lại chỉ còn 4,83. Alpha Centauri, một trong những người hàng xóm gần nhất của chúng ta, tương tự với cường độ tuyệt đối 4,1. Điều thú vị là Rigel, ngôi sao màu xanh trắng sáng, đại diện cho người thợ săn chân phải trong chòm sao Orion, tỏa sáng với cường độ rõ ràng khoảng 0 nhưng cường độ tuyệt đối là -7. Điều đó có nghĩa là Rigel sáng hơn hàng chục ngàn lần so với Mặt trời của chúng ta.
Đây là một cách các nhà thiên văn học đã tìm hiểu về bản chất thực sự của các ngôi sao mặc dù chúng rất xa!
Galileo không phải là nhà thiên văn học vĩ đại cuối cùng của Ý. Mặc dù ông được cho là nổi tiếng nhất, nước Ý hiện đại đang nhộn nhịp với hàng ngàn nhà thiên văn nghiệp dư chuyên nghiệp và tài năng đẳng cấp thế giới đang tham gia nghiên cứu và chụp ảnh Vũ trụ. Ví dụ, bức ảnh tuyệt vời đi kèm với cuộc thảo luận này được tạo ra bởi Giovanni Benintende với kính viễn vọng Ritchey-Chretien mười inch và máy ảnh thiên văn 3,5 megapixel từ địa điểm quan sát của ông ở Sicily vào ngày 23 tháng 9 năm 2006. Hình ảnh miêu tả một tinh vân ether. , được chỉ định là Van den Bergh 152. Nó nằm theo hướng của chòm sao Cepheus, nằm cách Trái đất khoảng 1.400 năm ánh sáng. Bởi vì nó chỉ tỏa sáng ở cường độ 20 yếu ớt (mà bây giờ bạn nên đánh giá là cực kỳ mờ nhạt!), Phải mất tới 3,5 giờ tiếp xúc để chụp được cảnh tuyệt vời này.
Đám mây màu sắc đẹp được tạo ra bởi ngôi sao rực rỡ, gần đỉnh. Các hạt bụi vi mô trong tinh vân đủ nhỏ để phản xạ các bước sóng ngắn hơn của ánh sao, có xu hướng hướng về phần màu xanh của phổ màu. Bước sóng dài hơn, có xu hướng màu đỏ, chỉ đơn giản là đi qua. Điều này cũng tương tự như lý do bầu trời trần gian của chúng ta có màu xanh. Hiệu ứng đèn nền nổi bật là rất thật và đến từ ánh sao kết hợp của Thiên hà của chúng ta!
Bạn có những bức ảnh bạn muốn chia sẻ không? Đăng chúng lên diễn đàn astrophftimey hoặc gửi email cho chúng, và chúng tôi có thể đăng một bài trong Tạp chí Vũ trụ.
Viết bởi R. Jay GaBany
