Zračenje

Sve informacije koje imamo o nekom nebeskom objektu dobijamo analizom energije koje ono zrači. Radio talasi, vidljiva svetlost, toplota, X-zraci i gama-zraci predstavljaju oblike elektromagnetnog zračenja – energije koja se u obliku talasa prenosi kroz svemir. Elektromagnetni spektar je potpuna oblast talasnih dužina elektromagnetnog zračenja od vrlo dugog kao što su radio talasi pa do vrlo kratkog kao gama-zraci. Zemljina atmosfera je propusna za zračenje najvećeg dela talasnih dužina i ove oblasti se mogu posmatrati sa Zemlje. Zračenje ostalih talasnih dužina se proučava pomoću instrumenata koji su postavljeni van Zemljine atmosfere.

Sjajnost i magnitude

Prividan sjaj nebeskih objekata zavisi od količine zračenja koje naše oko (ili neki merni instrument) primi. Uobičajeno je da se sjaj izračunava prema skali magnituda. Ptolomej je u svom zvezdanom katalogu (koji je baziran na četiri veka ranijem Hiparhovom) sve zvezde koje je mogao videti klasifikovao u 6 veličina sjaja koje je nazvao magnitudama. Najsjajnije zvezde je proglasio zvezdama prve magnitude, one nešto slabije zvezdama druge magnitude i tako dalje sve do zvezda koje su se jedva videle i za koje je odredio da budu šeste magnitude. Kasnije, pronalaskom teleskopa skala je produžena da bi se klasifikovale zvezde koje se ne mogu videti slobodnim okom pa smo dobili zvezde sedme magnitude, osme i tako dalje. Kada su u 19-om veku razvijene instrumentalne metode za merenja relativnog sjaja zvezda uočeno je da zvezda koja ima za jednu magnitudu veći sjaj od druge (kako su to utvrdili posmatrači u prošlosti) približno daje 2,5 puta više svetla. Tako interval od pet magnituda odgovara količniku sjaja od  2,5 5 što je približno 100. Ovo definisanje je omogućilo potpuno preciznu primenu i razvoj skale magnituda kao jednog od osnovnih temelja savremene Astronomije. Tako je za veoma sjajne nebeske objekte skala produžena preko nule prema negativnim vrednostima, pa tako najsjajnija zvezda Sirijus ima sjaj –1,46 mag. ; Jupiter –2,9 ; Venera kada je najsjajnija –4,4 ; pun Mesec –12,7 ; Sunce –26,7.

Prividna magnituda

Ovo je magnituda nekog nebeskog objekta procenjena ljudskim okom, određena fotografski na osnovu nekog snimka ili merena fotoelektričnim fotometrom sa neke tačke na zemlji. Obeležava se slovom „m“. U astronomskoj fotometriji merenja prividne magnitude je moguće vršiti u različitim oblastima talasnih dužina. Vizualna magnituda, „mv“, najviše odgovara onome što vidi ljudsko oko; fotografska magnituda, „mpg“, procenjena sa fotografskih snimaka koji koriste tradicionalno plavo osetljive filmove, i foto-vizualna magnituda koja se dobija kombinacijom fotografske emulzije i posebnih filtera kako bi se što vernije zabeležilo ono što vidi ljudsko oko. Kod preciznog određivanja magnituda zvezda merenja se vrše fotoelektričnim fotometrima i mogu biti izvršena u različitim oblastima talasnih dužina. Najčešće je korišćen takozvani UBV sistem. „U“ je u vezi sa ultra-violetnom, „B“ sa plavom a „V“ sa vidljivom skalom. Tako su B magnitude bliske starim mpg a V magnitude starijim mv i mpv magnitudama. Merenja talasnih dužina se dalje mogu proširiti tako da obuhvate i crvenu i infracrvenu oblast.

Može se smatrati da magnitude merene fotoelektrično imaju tacnost do oko jednog stotog dela. One su određene za oko 100 000 zvezda uključujući skoro sve zvezde sjajnije od 6,5 mag. Sjaj mnogih slabijih zvezda je meren vizuelnim fotometrima i mogao se dobiti sa preciznošću od oko jednog desetog dela magnitude. Ipak za najveći broj slabijih zvezda sjaj je utvrđen procenom ili okom pomoću optičkih instrumenata ili sa fotografskih snimaka. U ovim slučajevima greška može iznositi i vise do pola magnitude .

Indeks Boja

Indeks boja predstavlja razliku između magnituda zvezde merenim u različitim oblastima talasnih dužina, uobičajeno između B i V (B-V) ili U i B (U-V). B-V indeks bele zvezde je blizak nuli do kod crvenih on može iznositi i nekoliko magnituda.

Apsolutna magnituda

Prividna magnituda ne može biti pokazatelj stvarne sjajnosti zvezde jer će nam neke bliže izgledati sjajnije od zvezda koje se nalaze mnogo dalje. Zato je uveden pojam apsolutne magnitude koja predstavlja prividan sjaj posmatrane zvezde, kada bi se ona nalazila na standardnoj udaljenosti od 10 pc (parseka) što iznosi oko 33 svetlosne godine. Ova veličina je veoma značajna jer nam omogućuje da vrsimo poređenja sjaja zvezda koje se nalaze na raznim udaljenostima, što se mnogo koristi u astrofizičkim istraživanjima. Tako na primer naše Sunce ima apsolutnu magnitudu 4.8 ; tipična zvezda gigant između +1 i –1 ; supergigant Rigel – 8.1 ; supernove u maksimumu od -16.5 do –21 i najslabije sjajna zvezda za koju se zna V1289 Aql 18.6. Apsolutna magnituda zvezde (M) može biti izračunata ako se zna prividna magnituda (m) i paralaksa (p ) zvezde.

M = m + 5 + 5 log p

Ova formula se može smatrati tačnom samo ako se zanemari uticaj međuzvezdanog gasa i prašine koji dodatno slabe sjaj udaljenijim zvezdama. Pošto se ova materija ne nalazi uniformno, već je najgušća prema galaktičkoj ravni, popravka uzima u obzir galaktičke koordinate posmatrane zvezde.

Bolometrijska magnituda

Količina ukupnog primljenog zračenja od neke posmatrane zvezde u svim oblastima talasnih dužina izražava se veličinom koja se naziva bolometrijska magnituda (mbol). Merenja mogu biti načinjena sa bolometrima - uređajima koji registruju totalno zračenje bez obzira na talasnu dužinu ili procenom na osnovu merenja standardnim metodama na različitim oblastima talasnih dužina. Razlika između bolometrijske magnitude mbol i prividne vizualne magnitude mv ili mpv naziva se bolometrijska korekcija (BC). Ova korekcija je bliska nuli za Sunce i njemu slične zvezde kod kojih je površinska temperatura oko 6500 K. U slučaju toplijih i hladnijih zvezda ova veličina je značajna jer ovakve zvezde emituju značajan deo zračenja van vidljivog spektra.