סע למקום ציבורי בו אנשים מתכנסים כמו מדרכה של שעת העומס במרכז העיר או קניון בסוף השבוע ותבחין במהירות שכל אדם הוא אינדיבידואל עם מאפיינים מגוונים על פי גובהם, משקלם וייעולו, למשל. כל אחד מהם נבדל לפי גודל, צורה, גיל וצבע. יש גם תכונה אחת אחרת שמורגשת מיד במבט ראשון - לכל כוכב יש הברקה ייחודית.
כבר בשנת 120 לפני הספירה, האסטרונומים היוונים דירגו את הכוכבים בקטגוריות לפי פארם - הראשון שעשה זאת היה היפרכוס. למרות שאנו יודעים מעט מאוד על חייו, הוא בכל זאת נחשב לאחד האסטרונומים המשפיעים ביותר של ימי קדם. לפני למעלה מאלפיים שנה הוא חישב את אורך השנה לתוך 6.5 דקות. הוא גילה את הכדאיות של שוויון השוויון, חזה את היכן ומתי של ליקויי ירח וגם של שמש, ומדד במדויק את המרחק מכדור הארץ לירח. ההיפרכוס היה גם אבי הטריגונומטריה והקטלוג שלו תאר בין 850-1,100 כוכבים, זיהה כל אחד לפי מיקום ודירג אותם לפי הבהירות שלהם בסולם שנע בין אחד לשש. הכוכבים המסנוורים ביותר תוארו כגודל ראשון ואלה שנראו הכי קלים בעין הבלתי־עוזרת הוגדרו כששית. הסיווגים שלו התבססו על תצפיות עם עין בלתי מזוינת, לכן זה היה פשוט, אך הוא מאוחר יותר שולב והוגדל ב"תולומי " אלמגסט שהפך לתקן שהיה בשימוש במשך 1,400 השנים הבאות. קופרניקוס, קפלר, גלילאו, ניוטון והלי היו כולם מוכרים וקיבלו את זה, למשל.
כמובן שלא היו משקפות או טלסקופים בתקופת ההיפרכוס ונדרש ראייה נוקבת ותנאי התבוננות טובים כדי להבחין בכוכבים בסדר השישי. זיהום האור המפוצץ ברוב הערים הגדולות וסביבות מטרופולין מסביב מגביל צפייה בחפצים קלושים בשמי הלילה כיום. לדוגמה, משקיפים במקומות פרבריים רבים יכולים לראות רק כוכבים בעוצמה שלישית עד רביעית - בלילות הטובים ביותר, ייתכן ועוצמה חמישית נראית לעין. למרות שאובדן של גודל אחד או שניים לא נראה כמו הרבה, קחו בחשבון שמספר הכוכבים הנראים לעין עולה במהירות עם כל תנועה במעלה הסולם. ההבדל בין שמים מזוהמים בהירים לשמיים כהים עוצר נשימה!
באמצע המאה ה -19 הטכנולוגיה הגיעה לנקודה של דיוק כי השיטה הישנה של בהקת הכוכבים לאיתור בקירוב הייתה מכשול למחקר. בשלב זה מערך הכלים המשמשים ללימוד השמים כלל לא רק טלסקופ אלא ספקטרוסקופ ומצלמה. מכשירים אלה סיפקו שיפור עצום ביחס לתווים שנכתבו בכתב יד, רישומי עיניות והסקת מסקנות מהזכרונות מהתצפיות הוויזואליות הקודמות. בנוסף, מכיוון שהטלסקופים מסוגלים לאסוף יותר אור שהעין האנושית יכולה לגייס, המדע ידע מאז התצפיות הטלסקופיות הראשונות של גלילאו, שהיו כוכבים חלשים בהרבה מכפי שאנשים חשדו כאשר הומצא סולם הגודל. לפיכך התקבל יותר ויותר שמשימות הבהירות שהועברו מהעת העתיקה היו סובייקטיביות מדי. אך במקום לנטוש אותו, אסטרונומים בחרו להתאים אותו על ידי הבחנה בין בהירות הכוכבים באופן מתמטי.
נורמן רוברט פוגסון היה אסטרונום בריטי יליד נוטינגהאם, אנגליה ב- 23 במרץ 1829. פוגסון הציג את כשרונו עם חישובים מורכבים בגיל צעיר על ידי חישוב מסלוליהם של שני שביטים עד שהיה בן 18 בלבד. במהלך הקריירה שלו כאסטרונום. באוקספורד ובהמשך בהודו הוא גילה שמונה אסטרואידים ועשרים ואחד כוכבים משתנים. אך תרומתו הבלתי נשכחת ביותר למדע הייתה מערכת של הקצאת בהירות כוכבית מדויקת בכמות. פוגסון היה הראשון שהבחין שכוכבים בסדר גודל ראשון היו בהירים פי מאה כמו כוכבים בעוצמה השישית. בשנת 1856 הוא הציע שיש לקבל זאת כסטנדרט חדש כך שכל ירידה בסדר גודל תפחית את ערך הקודם בשיעור השווה לשורש החמישי של 100 או בערך 2.512. פולאריס, אלדברן ואלטאייר כונו בעוצמה 2.0 על ידי פוגסון וכל שאר הכוכבים הושוו לאלו במערכת שלו ושל השלושה, פולאריס היה כוכב ההתייחסות. לרוע המזל, אסטרונומים גילו מאוחר יותר כי פולאריס משתנה מעט, ולכן הם החליפו את הברק של וגה כקו הבסיס לבהירות. כמובן שיש לציין כי וגה הוחלפה מאז בנקודת אפס מתמטית מורכבת יותר.
הקצאת ערך עוצמה לכוכבים בין רמות העוצמה הראשונה לשישית התבססה על האמונה הרווחת, אם כן, כי העין חשה בהבדלים בבהירות בסולם לוגריתמי - מדענים, באותה תקופה, סברו כי גודל הכוכב אינו פרופורציונלי ישירות ל כמות האנרגיה בפועל שהעין קיבלה. הם הניחו שכוכב בעוצמה 4 ייראה כחצי הדרך בין בהירותו של כוכב בעוצמה 3 לאחד בעוצמה 5. כעת אנו יודעים שזה לא נכון. הרגישות של העין אינה בדיוק לוגריתמית - היא עוקבת אחר עקומת חוק הכוח של סטיבן.
בלי קשר, יחס פוגסון הפך לשיטה הסטנדרטית להקצאת עוצמות על סמך הבהירות לכאורה של כוכבים שנראו מכדור הארץ ועם הזמן, ככל שהמכשירים השתפרו, האסטרונומים הצליחו לחדד עוד יותר את ייעודם כך שגם אפשר היה להגיע לעוצמות השבר.
כאמור, נודע כי היקום מלא בכוכבים מתעלמים ממה שהעין בלבד יכלה לתפוס מאז ימי גלילאו. המחברות של האסטרונום הגדול גדושות בהתייחסויות לכוכבים בסדר השביעי והשמיני שגילה. לכן הורחבה יחס פוגסון כדי להקיף גם את אלה שהיו כהים יותר מהעוצמה השישית. לדוגמא, לעין הבלתי-סיוע יש גישה לכ -6,000 כוכבים (אך מעטים האנשים שאי פעם רואים זאת רבים בגלל זוהר ערמומי לילי והצורך להתבונן לאורך חודשים מהקו המשווה). משקפות 10X50 נפוצות יגדילו את אחיזת האור של העין פי חמישים פעמים, ירחיבו את מספר הכוכבים הניתנים לצפייה לסביבות 50,000 ויאפשרו לצופה לאתר עצמים בסדר גודל תשיעי. טלסקופ צנוע בגודל שישה אינץ 'יגדיל את הראייה ביתר שאת על ידי חשיפת כוכבים עד לגודל שתים עשרה - שזה בערך 475 יותר חלש ממה שהעין העצמאית יכולה לזהות. בעזרת מכשיר כזה ניתן לצפות בכ- 60,000 מטרות שמימיות.
הטלסקופ הייל הגדול של 200 אינץ 'בהר פאלומר, הארוך הטלסקופ הגדול ביותר על פני כדור הארץ עד שמכשירים חדשים עלו עליו בעשרים השנים האחרונות, יכול היה להציע הצצות ויזואליות עד לגודל העשרים - וזה פחות ממחיל יותר מאשר חזון שאינו מסייע. למרבה הצער, הטלסקופ הזה אינו מצויד לתצפית ישירה - הוא לא הגיע עם מחזיק עיניים וכמו כל טלסקופ גדול אחר כיום, מדובר בעצם בעדשת מצלמה ענקית. טלסקופ החלל האבל, במסלול כדור הארץ הנמוך, יכול לצלם כוכבים בעוצמה של עשרים ותשעה. זה מייצג את הקצה הנוכחי של האנושות ביקום הנראה לעין - כעשרים וחמישה מיליארד פעמים חלשים יותר מהתפיסה האנושית הרגילה! לא ייאמן, טלסקופים אדירים נמצאים על לוח השרטוט ומתממנים, עם מראות איסוף קלים בגודל מגרשי הכדורגל, שיאפשרו צפייה בחפצים בסדר גודל של שלושים ושמונה! משערים כי הדבר עשוי לקחת אותנו אל שחר הבריאה!
כשווגה מייצגת את נקודת המוצא לקביעת גודל, היה צריך לעשות משהו גם עם חפצים בהירים יותר. שמונה כוכבים, כמה כוכבי לכת, הירח והשמש (כולם) עולים על וגה, למשל. מכיוון שהשימוש במספרים גבוהים יותר היווה חפצים קלים יותר מעין עירום, נראה היה מתאים שאפשר להשתמש במספרים אפסיים ושליליים בכדי להכניס את אלה שהיו בהירים יותר מווגה. לכן אומרים שהשמש זורחת בעוצמה -26.8, הירח המלא ב- -12. סיריוס, הכוכב הבהיר ביותר שנראה מכוכב הלכת שלנו, קיבל גודל של -1.5.
הסדר זה נמשך מכיוון שהוא משלב דיוק וגמישות כדי לתאר בדיוק רב את הבהירות לכאורה של כל מה שאנחנו יכולים לראות בשמים.
עם זאת, הברקות הכוכבים יכולות להונות. חלק מהכוכבים נראים בהירים מכיוון שהם קרובים יותר לכדור הארץ, משחררים כמויות אנרגיה גדולות במיוחד או שיש להם צבע שעינינו תופשות ברגישות רבה יותר או פחות. לכן, לאסטרונומים יש גם מערכת נפרדת המתארת את ניצנוץ הכוכבים על סמך איך הם היו נראים ממרחק סטנדרטי - בערך 33 שנות אור - המכונה גודל מוחלט. זה מסיר את השפעות ההפרדה של הכוכב מכוכב הלכת שלנו, את הבהירות המהותית והצבע שלו ממשוואת הגודל לכאורה.
כדי להסיק את גודל המוחלט של כוכב, על אסטרונומים להבין תחילה את המרחק שלו בפועל. ישנן מספר שיטות שהוכחו כמועילות, כאשר הפרלקס הללו הם הנפוצים ביותר. אם אתה מחזיק אצבע כלפי מעלה באורך הזרועות, ואז הזיז את הראש מצד לצד תבחין כי נראה שהאצבע מסיטה את מיקומה ביחס לחפצים ברקע. משמרת זו היא דוגמא פשוטה לפרלקס. אסטרונומים משתמשים בו בכדי למדוד מרחקים מהממים על ידי מדידת מיקום האובייקט כנגד כוכבי הרקע כאשר כדור הארץ נמצא בצד אחד של מסלולו לעומת השני. על ידי יישום טריגונומטריה, אסטרונומים יכולים לחשב את מרחק האובייקט. לאחר הבנתו, חישוב אחר יכול להעריך את בהירותו לכאורה ב 33 שנות אור.
תוצאה של שינויים מוזרים בהקצאות גודל. לדוגמה, הגודל המוחלט של השמש שלנו מתכווץ ל -4.83 בלבד. אלפא קנטאורי, אחד משכנינו הכוכבים הקרובים ביותר, דומה בעוצמה מוחלטת של 4,1. מעניין לציין כי רייגל, הכוכב הבהיר, הכחול-לבן שמייצג את כף רגלו הימנית של הצייד בקונסטלציה של אוריון, זורח בעוצמה לכאורה של אפס אך בעוצמה מוחלטת של -7. המשמעות היא שריגל היא עשרות אלפי פעמים בהירה יותר מהשמש שלנו.
זו דרך אחת שהאסטרונומים למדו על טבעם האמיתי של הכוכבים למרות שהם מרוחקים מאוד!
גלילאו לא היה האסטרונום האיטלקי הגדול האחרון. אף על פי שהוא, ללא ספק, המפורסם ביותר, איטליה המודרנית שוקקת אלפי אסטרונומים חובבים מקצועיים ברמה גבוהה בעולם ומחוננים שעוסקים במחקר וצילום היקום. לדוגמא, התמונה המרהיבה שמלווה דיון זה הופקה על ידי ג'ובאני בנינטנדה עם טלסקופ Ritchey-Chretien בגודל עשרה סנטימטרים ומצלמה אסטרונומית בגודל 3.5 מגה-פיקסל מאתר התצפית שלו בסיציליה ב- 23 בספטמבר 2006. התמונה מציגה ערפילית אתרית. נקרא ואן דן ברגה 152. זה לכיוון קבוצת הכוכבים Cepheus שנמצאת בערך 1,400 שנות אור מכדור הארץ. מכיוון שהוא רק מאיר בעוצמה חלשה של 20 (שכעת עליכם להעריך שהוא קלוש במיוחד!), לקח לג’ובאני 3.5 שעות חשיפה כדי לתפוס את הסצינה המופלאה הזו.
הגוון היפה של הענן מיוצר על ידי הכוכב המבריק, קרוב לראש. גרגרי אבק מיקרוסקופיים בתוך הערפילית הם קטנים מספיק כדי לשקף את אורכי הגל הקצרים יותר של אור הכוכבים, הנוטים לכיוון החלק הכחול של ספקטרום הצבעים. אורכי גל ארוכים יותר, הנוטים לכיוון אדום, פשוט עוברים דרכם. זה גם מקביל לסיבה שהשמיים הארציים שלנו כחולים. אפקט התאורה האחורית הבולט הוא אמיתי מאוד ומגיע מאור הכוכבים המשולב של הגלקסי שלנו!
יש לך תמונות שתרצה לשתף? פרסם אותם בפורום האסטרוגרפיה של מגזין החלל או שלחו אותם בדוא"ל, ואנחנו עשויים להופיע בפורום המגזין Space.
נכתב על ידי R. Jay GaBany
