Prejdite na verejné miesto, kde sa ľudia zhromažďujú, napríklad na chodníku v centre mesta alebo na víkendovom nákupnom stredisku, a rýchlo si všimnete, že každá osoba je jednotlivec s rôznymi charakteristikami, napríklad podľa výšky, hmotnosti a tváre. Každý z nich sa líši veľkosťou, tvarom, vekom a farbou. Je tu ešte jedna zvláštnosť, ktorú si hneď na prvý pohľad všimnete - každá hviezda má jedinečnú brilanciu.
Už v roku 120 pred Kristom zaradili grécki astronómovia hviezdy do kategórií podľa ich nádhery - ako prvý to urobil Hipparchus. Aj keď vieme veľmi málo o jeho živote, napriek tomu je považovaný za jedného z najvplyvnejších astronómov staroveku. Pred viac ako dvetisíc rokmi vypočítal dĺžku roka do 6,5 minút. Objavil precesiu rovnodenností, predpovedal miesto a čas zatmenia Mesiaca a Slnka a presne zmeral vzdialenosť od Zeme k Mesiacu. Hipparchus bol tiež otcom trigonometrie a jeho katalóg zmapoval 850 až 1100 hviezd, každú identifikoval podľa polohy a zaradil ich podľa ich jasu v škále od jednej do šiestich. Najviac oslňujúce hviezdy boli opísané ako prvá veľkosť a tie, ktoré sa javili ako najslabšie pre oko bez očí, boli označené ako šieste. Jeho klasifikácie boli založené na pozorovaniach voľným okom, bolo to jednoduché, ale neskôr bolo začlenené a rozšírené do Ptolomyho Almagest ktorý sa stal štandardom používaným pre ďalších 1 400 rokov. Copernicus, Kepler, Galileo, Newton a Halley boli všetci dobre oboznámení a napríklad to prijali.
V čase Hipparchusa samozrejme neboli žiadne ďalekohľady ani ďalekohľady a na rozoznanie hviezd v šiestej veľkosti je potrebný ostrý zrak a dobré pozorovacie podmienky. Ľahké znečistenie, ktoré je všadeprítomné vo väčšine veľkých miest a okolitých metropolitných oblastí, dnes obmedzuje možnosti pozorovania slabých predmetov na nočnej oblohe. Napríklad pozorovatelia na mnohých predmestských miestach môžu vidieť iba hviezdy tretej až štvrtej veľkosti - za tých najlepších nocí môže byť viditeľná piata veľkosť. Aj keď strata jednej alebo dvoch magnitúd sa nezdá byť taká veľká, je potrebné si uvedomiť, že počet viditeľných hviezd sa s každým pohybom po stupnici rýchlo zvyšuje. Rozdiel medzi nebom znečisteným svetlom a tmavou oblohou je úchvatný!
V polovici 19. storočia technológia dosiahla bod presnosti, že stará metóda merania jasu hviezd aproximáciou bola prekážkou vo výskume. Do tejto doby rad nástrojov používaných na štúdium nebies zahŕňal nielen ďalekohľad, ale aj spektroskop a kameru. Tieto zariadenia priniesli obrovské zlepšenie oproti ručne písaným poznámkam, náčrtom okuliarov a záverom vyvodeným z spomienok z predchádzajúcich vizuálnych pozorovaní. Navyše, keďže ďalekohľady dokážu zhromaždiť viac svetla, ktoré môže ľudské oko nazhromaždiť, veda vedela už od prvého teleskopického pozorovania Galilea, že hviezdy sú omnoho slabšie, ako ľudia predpokladali pri vynájdení rozsahu veľkosti. Preto sa čoraz viac akceptovalo, že priradenie jasu, ktoré vyplynulo zo staroveku, bolo príliš subjektívne. Ale namiesto toho, aby ju opustili, astronómovia sa rozhodli ju upraviť matematickou diferenciáciou jasu hviezd.
Norman Robert Pogson bol britským astronómom narodeným 23. marca 1829 v anglickom Nottinghame. Pogson vystavoval svoju zdatnosť s komplexnými výpočtami už v ranom veku výpočtom obežných dráh dvoch komét v čase, keď mu bolo len 18 rokov. Počas svojej kariéry astronóma v Oxforde a neskôr v Indii objavil osem asteroidov a dvadsaťjeden premenných hviezd. Jeho najpamätnejším prínosom pre vedu však bol systém kvantifikovateľného priradenia presného hviezdneho jasu. Pogson si ako prvý všimol, že hviezdy prvej veľkosti boli asi stokrát jasnejšie ako hviezdy šiestej veľkosti. V roku 1856 navrhol, aby sa to prijalo ako nový štandard, takže každé zníženie rozsahu by znížilo hodnotu predchádzajúceho v miere rovnajúcej sa piatej odmocnine 100 alebo približne 2,512. Polaris, Aldebaran a Altair bol Pogsonom označený ako magnitúda 2,0 a všetky ostatné hviezdy boli porovnané s tými v jeho systéme az troch, Polaris bola referenčná hviezda. Astronómovia bohužiaľ neskôr zistili, že Polaris je mierne variabilný, a tak nahradili jasnosť Veginovej brilancie. Samozrejme treba poznamenať, že Vega bola odvtedy nahradená komplikovanejším matematickým nulovým bodom.
Priradenie hodnoty intenzity hviezdam medzi prvou a šiestou úrovňou magnitúdy bolo založené na vtedajšej viere, že oko vnímalo rozdiely v jase na logaritmickej stupnici - vedci sa v tom čase domnievali, že veľkosť hviezdy nie je priamo úmerná skutočné množstvo energie, ktorú oko dostalo. Predpokladali, že hviezda s magnitúdou 4 sa javí byť na polceste medzi jasom hviezdy s magnitúdou 3 a hviezdou s magnitúdou 5. Teraz vieme, že to nie je pravda. Citlivosť oka nie je presne logaritmická - vyplýva z Stevenovej krivky zákona o výkone.
Bez ohľadu na to sa Pogsonov pomer stal štandardnou metódou priraďovania magnitúd na základe zjavnej jasnosti hviezd videných zo Zeme a v priebehu času. Akonáhle sa nástroje vylepšili, astronómovia dokázali svoje vylepšenia ďalej spresniť, aby sa umožnili aj frakčné veľkosti.
Ako už bolo spomenuté, vedelo sa, že vesmír bol plný slabých hviezd, ako oko, ktoré bolo schopné vnímať už od čias Galilea. Notebooky veľkých astronómov sú plné odkazov na siedme a ôsme hviezdy veľkosti, ktoré objavil. Takže Pogsonov pomer bol rozšírený tak, aby zahŕňal aj tie, ktoré boli slabšie ako šiesty rozmer. Napríklad oko bez pomoci má prístup k asi 6 000 hviezdam (ale málokto to niekedy videl kvôli nočnej lúčnej žiare a potrebe pozorovania po dobu niekoľkých mesiacov od rovníka). Bežné ďalekohľady 10X50 zvýšia uchopenie svetla asi päťdesiatkrát, rozšíria počet viditeľných hviezd na približne 50 000 a umožnia pozorovateľovi všimnúť si deviate objekty veľkosti. Skromný šesťpalcový ďalekohľad ešte viac zlepší videnie tým, že odhalí hviezdy až do dvanástej veľkosti - to je asi o 475 mdlejšie, ako dokáže nezávislé oko zistiť. S takýmto nástrojom je možné pozorovať približne 60 000 nebeských cieľov.
Veľký 200-palcový ďalekohľad Hale na vrchu Palomar, dlhý najväčší ďalekohľad na Zemi, kým ho za posledných dvadsať rokov neprekonali nové prístroje, by mohol ponúknuť vizuálne nahliadnutie až do dvadsiatej magnitúdy - čo je asi miliónkrát slabšie než nepomáhané videnie. Bohužiaľ, tento ďalekohľad nie je vybavený na priame pozorovanie - neprišiel s držiakom okulárov a ako každý iný veľký ďalekohľad, v podstate ide o obrovský objektív fotoaparátu. Hubbleov vesmírny teleskop na nízkej obežnej dráhe Zeme dokáže fotografovať hviezdy v dvadsiatom deviatom stupni. Toto predstavuje súčasnú hranicu viditeľného vesmíru ľudstva, ktorá je asi dvadsať päť miliárd krát slabšia ako normálne ľudské vnímanie! Je neuveriteľné, že na rýsovacej doske sú a sú financované obrovské ďalekohľady, pričom zrkadlá na zhromažďovanie svetla majú veľkosť futbalových ihrísk, čo umožní pozorovanie predmetov v tridsiatej ôsmej veľkosti! Predpokladá sa, že nás to môže priviesť k úplnému úsvitu stvorenia!
Keďže Vega predstavoval východiskový bod na určovanie veľkosti, muselo sa niečo urobiť aj s objektmi, ktoré boli jasnejšie. Osem hviezd, niekoľko planét, napríklad Mesiac a Slnko, zatienia Vegu. Pretože použitie vyšších čísel zodpovedalo objektom mdlejšieho než voľným okom, zdalo sa vhodné, aby bolo možné použiť nulové a záporné čísla pre tie, ktoré boli jasnejšie ako Vega. Preto sa hovorí, že Slnko svieti na -26,8, Mesiac v -12. Sirius, najjasnejšia hviezda z našej planéty, dostal veľkosť -1,5.
Toto usporiadanie pretrváva, pretože kombinuje presnosť a flexibilitu, aby s vysokou presnosťou opísal zdanlivý jas všetkého, čo vidíme na nebesiach.
Brilantnosť hviezd však môže byť klamlivá. Niektoré hviezdy sa javia jasnejšie, pretože sú bližšie k Zemi, uvoľňujú nezvyčajne veľké množstvo energie alebo majú farbu, ktorú naše oči vnímajú s väčšou alebo menšou citlivosťou. Preto majú astronómovia tiež samostatný systém, ktorý popisuje iskru hviezd na základe toho, ako by sa objavili zo štandardnej vzdialenosti - asi 33 svetelných rokov - nazývanej absolútna veľkosť. Toto odstraňuje účinky oddelenia hviezdy od našej planéty, jej prirodzený jas a farbu zo zdanlivej rovnice veľkosti.
Na odvodenie absolútnej veľkosti hviezdy musia astronómovia najprv pochopiť svoju skutočnú vzdialenosť. Ukázalo sa, že existuje niekoľko metód, z ktorých sa najčastejšie používa paralaxy. Ak podržíte prst nahor v dĺžke ramien, potom pohnite hlavou zo strany na stranu, všimnete si, že sa zdá, že prst posúva svoju polohu vzhľadom na objekty na pozadí. Tento posun je jednoduchým príkladom paralaxy. Astronómovia ju používajú na meranie hviezdnych vzdialeností meraním polohy objektu proti hviezdam v pozadí, keď je Zem na jednej strane svojej obežnej dráhy oproti druhej. Použitím trigonometrie môžu astronómovia vypočítať vzdialenosť objektu. Keď to pochopíme, ďalší výpočet môže odhadnúť jeho zjavnú jasnosť na 33 svetelných rokov.
Výsledkom sú zvedavé zmeny priradení veľkosti. Napríklad absolútna veľkosť nášho Slnka sa zmenšuje na iba 4,83. Alfa Centauri, jeden z našich najbližších hviezdnych susedov, je podobný s absolútnou hodnotou 4,1. Je zaujímavé, že Rigel, jasná, bielo-modrá hviezda, ktorá predstavuje pravú nohu poľovníka v súhvezdí Orion, svieti so zjavnou magnitúdou približne nula, ale absolútnou magnitúdou -7. To znamená, že Rigel je desaťtisícky jasnejší ako naše Slnko.
To je jeden zo spôsobov, ako sa astronómovia dozvedeli o skutočnej povahe hviezd, aj keď sú veľmi vzdialení!
Galileo nebol posledným veľkým talianskym astronómom. Hoci je to pravdepodobne najslávnejší, moderné Taliansko sa živí tisíckami profesionálnych i nadaných amatérskych astronómov na svetovej úrovni, ktorí sa podieľajú na výskume a fotografovaní vesmíru. Napríklad nádherný obraz, ktorý sprevádza túto diskusiu, vyrobil Giovanni Benintende s desaťpalcovým ďalekohľadom Ritchey-Chretien a 3,5 megapixelovým astronomickým fotoaparátom z pozorovacieho miesta na Sicílii 23. septembra 2006. Obrázok zobrazuje éterickú hmlovinu , označený Van den Bergh 152. Je to v smere súhvezdia Cepheus, ktoré sa nachádza asi 1 400 svetelných rokov od Zeme. Pretože svieti iba na slabej magnitúde 20 (ktorú by ste teraz mali oceniť ako veľmi slabú!), Zachytenie tejto úžasnej scény trvalo Giovanniho 3,5 hodiny expozície.
Krásny odtieň oblaku vytvára brilantná hviezda blízko vrcholu. Mikroskopické prachové zrná v hmlovine sú dostatočne malé na to, aby odrážali kratšie vlnové dĺžky hviezdneho svetla, ktoré majú sklon k modrej časti farebného spektra. Dlhšie vlnové dĺžky, ktoré majú sklon k červenej, jednoducho prechádzajú. To je tiež analogické tomu, prečo sú naše pozemské oblohy modré. Pozoruhodný efekt podsvietenia je veľmi reálny a vychádza z kombinovaného hviezdneho svetla našej Galaxie!
Máte fotografie, ktoré chcete zdieľať? Uverejnite ich vo fóre pre astrofotografiu v časopise Space Magazine alebo im pošlite e-mail a my by sme ho mohli mať v časopise Space Magazine.
Napísal R. Jay GaBany
