Звёздная величина

Яркость, точнее, блеск звёзд астрономы измеряют в звёздных величинах. Неслишком оригинальный термин, введенный еще во втором веке до нашей эры греческим астрономом Гиппархом.

Гиппарх делил звезды по яркости на шесть степеней, на шесть звездных величин, называя самые яркие звёзды звёздами первой величины, а самые слабые, едва видимые глазом, относил к шестой звездной велчине. Промежуточные по яркости звезды распределялись по величинам субъективно, "на глазок", так, чтобы "ступеньки" звездных величин были примерно одинаковы.

Позже выяснилось, что субъективно равномерные "ступеньки" от одной звездной величины к следующей соответсвует экспоненциальному росту физической яркости (светового потока). Другими словами, видимый блеск увеличивается на ступеньку, а физическая ярксоть - в несколько раз. Таково свойство любых физиологических ощущений, они подчиняются логарифмическому закону: интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя.

Принятно, что разность в 5 звездных ведичин (обозначается 5^m) соответствует стократному изменениею светового потока. Соответственно одна звездная величина - это изменение светового потока примерно в два с половиной раза. За нулевую звездных величину была выбрана звезда Вега, но самые яркие звезды не поместились в шкалу и имеют отрицательную звездную величину, это Сириус, Канопус, альфа Центавра и Арктур.

Чем больше звёздная величина, то есть чем тусклее звёзды, тем их больше. Анализ Каталога ярких звезд, включающего все звёзды ярче 6.5^m, дает хорошую зависимость: с увеличением на одну звёздную величину число звёзд вырастает в 3 раза. Обраите внимание: здесь тоже появляется экспоненциальная зависимость! Очень многие процессы в природе описываются экспонентой.

Чтобы увидеть эту экспоненциальную зависимость, удобно использовать графики с логарифмической шкалой, что я и делаю на втором рисунке. Там же дабавлены звезды каталога "Альмагеста" Птолемея (II век н.э.), самого древнего сохранившегося каталога, и каталога Угулбека. В них звёздные величины определены гиппарховым способом "на глазок"; тем не менее видно, что они, в общем, соответствуют современным. Избыток звёзд величины 3 и 4 объясняется переоценкой яркости тусклых звезд. Кроме того ясно видно, что античные астрономы опускали огромное число самых слабых звёзд 5 и 6 величины.