Простому глазу звёзды представляются светящимися мерцающими точками различной яркости:
Во II в. до н.э. древнегреческий астроном Гиппарх распределил все видимые простым глазом звёзды по их яркости на шесть классов. Самым ярким звёздам он приписал 1-ю величину, послабее – 2-ю и так далее, и, наконец, самым слабым звёздам, находящимся на пределе видимости – 6-ю. Это оказалось очень удобным: классов немного, внутри класса яркости отличаются незначительно, а между классами – отличие в яркости сразу заметно. Шкала Гиппарха сохранилась и поныне. По мере совершенствования астрономических измерений шкала звёздных величин уточнялась и дополнялась. Звёздные величины стали измеряться с точностью до сотых долей, а некоторые наиболее яркие звёзды и планеты получили нулевую и отрицательную звёздную величину. Напомним основное отличие планет от звёзд: планеты не мерцают, звёзды мерцают.
Само словосочетание «звёздная величина» часто заменяют одним словом – «блеск». И, конечно, следует понимать, что понятие «звёздная величина» не отражает, не соответствует и никак не связана ни с размером звезды, ни с её массой или светимостью.
В чём же измеряется звёздная величина? Для простоты данного изложения примем так: звёздная величина измеряется в звёздных величинах.
Значения звёздной величины записываются так:
(m от латинского слова magnituda – величина). И читаются: «первая величина», «вторая величина», … , «шестая величина». Однако шрифт этой статьи не позволяет писать, как положено, поэтому будем писать так: 1m, 2m, 3m, 4m, 5m, 6m.
Самой яркой «звездой» является планета Венера, она имеет в среднем блеск (–4m) и видна в виде яркой золотой звезды:
Венера поражает своим огромным блеском и на фоне светлого голубого вечернего или утреннего неба, когда горит она одна и не видно никаких других звёзд, и когда видна ночью среди звёзд. Венера сильно выделяется своей яркостью. Некоторые принимают её за НЛО. При большом удалении Венеры от Солнца её можно увидеть даже солнечным днём на голубом небе, если знать куда смотреть!
Звёзд и планет блеском (–3m), как ни странно, оказалось нет. Поэтому Венера является не только абсолютным лидером, но и отстоит по блеску от других весьма далеко.
Второе место занимает Юпитер. Он имеет стабильный блеск (–2m) и всегда ярче всех звёзд. Цвет Юпитера золотой – такой же как у Венеры. Но по яркости Юпитер значительно уступает Венере. Иногда к нему «подбирается» красноватый Марс и тогда даже превышает Юпитер по яркости: (–2,8m)!
Однако таким ярким Марс бывает лишь в эпохи великих противостояний, что случается редко, раз в 15-17 лет. А вообще блеск Марса меняется в очень широких пределах: бывает и (–2m), и (–1,5m), но обычно более скромен: порядка 0m, а то и опускается до +1,9m.
И лишь неизменный красный цвет да отсутствие звёздного мерцания позволяет определить Марс среди звёзд.
Следующие места делят между собой Меркурий, Сириус и Канопус.
Блеск Меркурия может превышать даже (–1m), но чаще составляет 0m. Казалось бы, в общем-то, высокий блеск, вот только оценить мы его не можем, так как его «съедает» заря, на фоне которой Меркурий только и может быть виден немерцающей серебристой звёздочкой.
Ну вот, наконец-то, мы добрались до настоящих звёзд. Две самых ярких из них имеют отрицательные звёздные величины – это Сириус (альфа Большого Пса) и Канопус (альфа Киля).
Сириус является самой яркой звездой всего неба и имеет отрицательный блеск (–1,58m).
Да, Сириус уступает Венере и Юпитеру. Но Сириус весьма замечателен и очень красив. Сириус отличается от остальных звёзд сильным мерцанием и ярко сверкает всеми цветами радуги, что сразу заметно при обзоре звёздного неба. Причём набор цветов непостоянен года от года: в одну зиму Сириус мерцает белым, красным, зелёным, сиреневым, в другую зиму – белым, жёлтым, голубым. Сириус виден со всей территории России. Лишь в районах Крайнего Севера его путь невысок даже над югом. В умеренных широтах Сириус виден достаточно хорошо: зимой ночью. Ближайший его конкурент Канопус – вторая звезда, имеющая отрицательную звёздную величину (–0,9m), не в силах соперничать с Сириусом, так как с территории России не виден. Когда-то Канопус мог быть виден из самого южного города СССР – из крепости Кушка – зимой невысоко над югом. Теперь Кушка – это Серхетабад, город Туркменистана. Поэтому на нашем небе Сириус подобно Венере далеко отстоит по яркости от остальных звёзд, ибо нет звёзд (–1m), (–0,5m), а ближайшие его конкуренты имеют нулевую величину.
Нулевую видимую звёздную величину на нашем небе имеют, по сути, всего три звезды: оранжевый Арктур (альфа Волопаса), белая Вега (альфа Лиры) и лимонно-жёлтая Капелла (альфа Возничего).
Блеск Веги вообще пытались выбрать в качестве эталона 0m и, соответственно, начала отчёта шкалы звёздных величин. Белая, в северных умеренных широтах поднимается высоко над головой. Что ещё нужно? Но, похоже, чем-то Вега не угодила, да и вряд ли это вообще возможно из-за цветности звёзд. С некоторой натяжкой к звёздам нулевой величины можно присоединить желтоватый Процион (альфа Малого Пса) и белый Ригель (бета Ориона). Иногда к нулевой величине подбирается полуправильная переменная и в общем-то всегда яркая красная Бетельгейзе (альфа Ориона). Цвет всех этих звёзд виден простым глазом отчётливо. К звёздам нулевой величины пытается «примазаться» Сатурн, имеющий в среднем блеск +0,5m. Однако его тусклый желтоватый вид вызывает недоумение насчёт нулевой звёздной величины и лучше причислить его к первой величине.
Звёзд первой величины, конечно, значительно больше. Сюда можно отнести и тех, которые не очень-то первой величины, но явно – не второй, плюс, как правило, являются главными звёздами своих созвездий – это Альтаир (альфа Орла, белый), Альдебаран (альфа Тельца, оранжевый), Антарес (альфа Скорпиона, красный),
Спика (альфа Девы, голубовато-белая), Поллукс (бета Близнецов, светло-оранжевый), Фомальгаут (альфа Южной Рыбы, разноцветный),
Денеб (альфа Лебедя, белый), Регул (альфа Льва, белый).
Звёзды ярче второй величины считаются яркими.
Чтобы далеко не ходить, хорошим примером звёзд второй величины может служить ковш Большой Медведицы, кроме одной звезды третьей величины, находящейся в месте прикрепления «ручки». Ковш Большой Медведицы все знают, многие видели, поэтому представление понятно.
При переходе к звёздам третьей величины глаз замечает, что что-то стало не то. Звёзды стали какими-то однообразными, синими, голубовато-белыми. Дело в том, что если звезда становится слабее +2,5m, то её истинный цвет перестаёт быть виден, и звезда выглядит голубовато-белой – цветом сумеречного зрения.
Примером звёзд третьей величины может служить созвездие Геркулеса. Конечно, не все звёзды Геркулеса, а наиболее яркие, образующие характерную фигуру созвездия.
Звёзды слабее третьей величины считаются слабыми.
Характерная фигура созвездия Дельфина представлена звёздами четвёртой величины.
В созвездии Волос Вероники даже три самые «яркие» звезды +4,2m – +4,4m, остальные ещё доступные глазу звёзды – пятой и шестой величины.
На всей небесной сфере простому глазу видно, как раньше писали, 6000 звёзд, а на полусфере соответственно 3000. Кто их считал? Наверное, Иван, когда краюшку уплетал. Сейчас приводятся другие числа. Важно ли это? Один видит до 6m, другой до 6,5m. Небесную сферу можно поделить на половины, только звёзд будет в них не поровну. Также пишут, что высоко в горах, в горных пустынях видны звёзды до 8m! При этом слабых звёзд так много, что в их россыпях теряются привычные созвездия.
Какие ещё знаменитые звёзды и планеты мы здесь не упомянули?
Альфа Центавра – ближайшая к Солнцу звезда имеет нулевую звёздную величину. Да, да, конечно, там система из трёх звёзд, среди которых есть ещё более ближайшая – Проксима Центавра, может быть, экзопланеты, но простым глазом всего этого не видно. Да и сама Альфа Центавра с территории России не видна.
Полярная звезда (альфа Малой Медведицы) имеет слегка переменный блеск +2,5m – +2,6m. Далеко не самая яркая, что не так-то просто её найти даже по известному способу:
Сколько там надо отложить отрезков? Кто помнит? Ночью на небе это сделать нелегко. На пути к Полярной путаются под ногами звёзды Дракона, а если переступишь – Цефея. И где же эта Полярная? Проще сказать так. Воспользуйтесь рисунком нахождения Полярной, но не откладывайте отрезки, а двигайтесь по прямой в нужном направлении пока не уткнётесь в одинокую звезду такого же блеска, что и звёзды ковша. Это и есть Полярная.
Блеск Полярной находится на границе различимости истинного цвета. Действительно, в бинокль можно заметить слегка желтоватый цвет Полярной. Но что-то никто не замечал его невооружённым глазом.
Плеяды (рассеянное звёздное скопление М45 в Тельце). Обычно простой глаз отчётливо видит в Плеядах 6 звёзд, они имеют блеск 3-4 величины. Там есть звёзды и пятой, и шестой, и двенадцатой величины.
Уран имеет блеск +5,7m. Вроде бы ещё не 6m. Однако отыскать его среди разных слабых звёзд практически невозможно.
Нептун уже «железно» находится за пределами возможностей простого глаза – +7,7m.
Плутон – около +14m и доступен не каждому любительскому телескопу.
Вообще, за счёт того, что телескоп собирает света больше, чем глаз, и не увеличивает размеров звёзд, в телескоп могут быть видны более слабые звёзды, чем доступные глазу.
Путём разных ухищрений современным телескопам доступны звёзды 30m.
Если в телескопе звезда станет ярче 2,5m, то она будет видна в своём истинном цвете. Например, Гранатовая звезда (мю Цефея) является переменной и меняет свой блеск от 5,1m до 3,6m. Простым глазом её цвет не виден. 60-миллиметровый телескоп сделает Гранатовую звезду ярче на пять величин, и даже в минимуме блеска она станет 0,1m, что позволит ясно увидеть её гранатовый цвет.
Цвета ярких звёзд, видимые невооружённым глазом, в телескопе станут ещё ярче и насыщеннее.
Наиболее чистыми цвета видны в телескопе-рефлекторе, так как рефлектор (зеркало) не искажает цвет. Телескоп-рефрактор (подзорная труба) в этом плане менее предпочтителен, так как он обладает цветовыми искажениями.
Видимая звёздная величина – важный, хороший и удобный показатель видимости точечного небесного объекта, коими являются звёзды и планеты для простого глаза. Не преминуют его использовать и для протяжённых небесных объектов, таких как Солнце (–26,8m), полная Луна (–12,7m), туманности, галактики и звёздные скопления. Для трёх последних типов небесных объектов видимая звёздная величина называется «общий блеск», например:
И так же, как для точечных небесных объектов, если общий блеск слабее 6m, то протяжённый объект тоже не будет виден простым глазом.
Но с протяжёнными объектами происходит интересное.
Когда мы видим Юпитер и Марс простым глазом, то сравниваем их по блеску, по цвету. Величавый Юпитер, как мы теперь знаем, как правило, имеет (–2m). Марс же редко достигает таких значений. Допустим, его блеск оказался +1m – намного ниже, чем у Юпитера. Берём телескоп, наводим на Юпитер. Видим желтоватый слегка сплюснутый диск с парой фиолетовых полос, параллельных экватору. Переводим тот же телескоп с тем же увеличением на Марс. Крошечный медный шарик, но необыкновенно яркий! Ярче Юпитера! Как так?! Вот тут и оказывается, что у протяжённых объектов есть ещё одна важная характеристика – поверхностная яркость. У Юпитера она порядка 50.000 Кэт, а у Марса порядка 150.000 Кэт. У Марса поверхностная яркость больше, потому что он ближе к Солнцу, чем Юпитер? Спутник Сатурна Энцелад имеет поверхностную яркость 41.501 Кэт - большую, чем у спутника Юпитера Каллисто 30.075 Кэт. При этом Энцелад явно дальше от Солнца, чем Каллисто. Так же и Венера имеет большую поверхностную яркость, чем у Меркурия, соответственно, в среднем 2.500.000 Кэт против 1.000.000 Кэт.
Поверхностные яркости туманностей и галактик очень малы и составляют десятые, сотые и тысячные доли Кэт. Даже самые яркие из них – планетарные туманности – имеют поверхностную яркость не более 20 Кэт. Чтобы протяжённый небесный объект был виден в своём истинном цвете, его поверхностная яркость должна быть больше 100 Кэт.
В отличие от звёздной величины поверхностная яркость не может быть повышена, поэтому все галактики и туманности видны серыми, белыми, голубыми, зеленоватыми, голубовато-белыми – цветами сумеречного зрения.
Интересных Вам наблюдений звёздного неба!