光度とは？

トランプラー 14 のこの合成画像は、光度の異なる、より小さく、より冷たく、より暗い星を背景に、同様の明るさの星を示しています。 NASA、ESA、J. Maíz Apellániz (アンダルシア天体物理学研究所、スペイン)

星はどのくらい明るいですか？惑星？銀河？天文学者がこれらの質問に答えたい場合、「光度」という用語を使用してこれらのオブジェクトの明るさを表現します。空間内の物体の明るさを表します。星や銀河が放つさまざまな 光の形 .何 親切 彼らが放出または放射する光の量は、彼らがどれほどエネルギッシュであるかを示しています。オブジェクトが惑星の場合、光を放出しません。それを反映しています。しかし、天文学者は惑星の明るさを議論するために「光度」という用語も使用します。

物体の明るさが大きいほど、明るく見えます。オブジェクトは、可視光、X 線、紫外線、赤外線、マイクロ波、電波、ガンマ線など、複数の波長の光で非常に明るくなることがあります。多くの場合、放出される光の強度に依存します。オブジェクトのエネルギーの強さ。

ガスやちりの雲を含むこの星団の各天体は、光度と呼ばれる明るさを持っています。星団 Pismis 24 には星 Pismis 24-1b も含まれています。 ESO/IDA/Danish 1.5/ R. ジェンドラー、U.G. Jørgensen、J.Skottfelt、K.Harpsoe

星の光度

ほとんどの人は、物体を見るだけでその物体の光度について非常に一般的な考えを得ることができます。明るく見える場合は、暗い場合よりも光度が高くなります。ただし、その外観は欺瞞的である可能性があります。距離もオブジェクトの見かけの明るさに影響します。遠くにあるが非常にエネルギーの高い星は、エネルギーが低いが近くにある星よりも暗く見えることがあります。

国際宇宙ステーションから見たカノープス星。太陽の15,000倍の明るさがあります。私たちから309光年離れています。 NASA

天文学者は、星の大きさと有効温度を見て、星の光度を決定します。有効温度はケルビンで表されるため、太陽は 5777 ケルビンです。クエーサー (大規模な銀河の中心にある遠方の超高エネルギー天体) は、10 兆度ケルビンに達する可能性があります。それぞれの有効温度により、オブジェクトの明るさが異なります。ただし、クエーサーは非常に遠くにあるため、暗く見えます。

恒星からクエーサーまで、物体に力を与えているものを理解する際に重要な光度は、 固有の光度 .これは、宇宙のどこにあるかに関係なく、毎秒すべての方向に実際に放出されるエネルギーの量の尺度です。これは、オブジェクトを明るくするのに役立つオブジェクト内部のプロセスを理解する方法です。

星の光度を推測するもう 1 つの方法は、見かけの明るさ (星が目にどのように見えるか) を測定し、それを距離と比較することです。たとえば、遠くにある星は近くにある星よりも暗く見えます。ただし、光が私たちの間にあるガスやほこりに吸収されているため、オブジェクトがぼんやりと見えることもあります。天体の光度を正確に測定するために、天文学者はボロメーターなどの特殊な機器を使用します。天文学では、主に電波の波長、特にサブミリ波の範囲で使用されます。ほとんどの場合、これらは、最も感度が高くなるように絶対零度より 1 度高い温度に特別に冷却された機器です。

光度と大きさ

オブジェクトの明るさを理解して測定するもう 1 つの方法は、その等級です。観測者が星の明るさを相互にどのように参照できるかを理解するのに役立つため、星を観察しているかどうかを知ることは役に立ちます。マグニチュードの数値は、オブジェクトの光度とその距離を考慮に入れています。基本的に、2 等級の天体は 3 等級の天体より約 2.5 倍明るく、1 等級の天体より 2.5 倍暗い。数字が小さいほど、等級が明るい。たとえば、太陽はマグニチュード -26.7 です。星シリウスは等級-1.46です。太陽の 70 倍の明るさですが、8.6 光年離れており、距離によってわずかに暗くなります。遠くにある非常に明るいオブジェクトは、その距離のために非常に暗く見えることがありますが、はるかに近い暗いオブジェクトはより明るく「見える」可能性があることを理解することが重要です。

宇宙のすべてのオブジェクトには、その「等級」と呼ばれる数値によって定義される明るさがあります。これらの星はそれぞれ異なる等級を持っています。 ヨーロッパ南天天文台

見かけの等級とは、物体がどれだけ離れているかに関係なく、観測したときに空に見える物体の明るさです。絶対等級は実際には 固有の オブジェクトの明るさ。絶対等級は実際には距離を「気に」しません。星や銀河は、観測者がどれだけ離れていても、その量のエネルギーを放出します。これにより、オブジェクトが実際にどれだけ明るく、熱く、大きいかを理解するのに役立ちます。

分光光度

ほとんどの場合、光度は、オブジェクトが放射するすべての形式の光 (視覚、赤外線、X 線など) で、オブジェクトによって放出されるエネルギーの量に関連することを意味します。光度は、電磁スペクトルのどこにあるかに関係なく、すべての波長に適用される用語です。天文学者は、入射光を取り、分光計または分光器を使用して光をその構成波長に「分解」することにより、天体からの光のさまざまな波長を研究します。この方法は「分光法」と呼ばれ、物体を輝かせるプロセスを深く理解することができます。

宇宙の各要素には、固有のスペクトル「指紋」があります。天文学者はこれらのスペクトルを使用してオブジェクトの構成を決定し、そのスペクトルからその動きやその他の特性を明らかにすることもできます。 NASA

各天体は、特定の波長の光で明るくなります。例えば、 中性子星 通常、非常に明るいX線と 無線 バンド（常にではありませんが、一部は最も明るいです ガンマ線 ）。これらの天体は、X 線や電波の光度が高いと言われています。彼らはしばしば非常に低いです 光学 光度。

星は、可視光から赤外線、紫外線まで、非常に幅広い波長のセットで放射しています。非常にエネルギッシュな星の中には、電波や X 線で明るく見えるものもあります。銀河の中心にあるブラック ホールは、膨大な量の X 線、ガンマ線、および無線周波数を放出する領域にありますが、可視光ではかなり暗く見える場合があります。星が生まれる場所であるガスとちりの加熱された雲は、赤外線と可視光で非常に明るくなることがあります。新生児自体は、紫外線と可視光で非常に明るいです。

速い事実

• 物体の明るさは光度と呼ばれます。
• 空間内のオブジェクトの明るさは、多くの場合、マグニチュードと呼ばれる数値で定義されます。
• オブジェクトは、複数の波長セットで「明るい」場合があります。たとえば、太陽は光学 (可視) 光線では明るいですが、X 線や紫外線、赤外線でも明るいと見なされることがあります。

ソース

• クールコスモス 、coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/luminosity.html。
• 光度 |宇宙。 天体物理学およびスーパーコンピューティング センター 、astronomy.swin.edu.au/cosmos/L/Luminosity.
• マクロバート、アラン。恒星等級システム: 明るさの測定。 空と望遠鏡 、2017 年 5 月 24 日、www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/。

編集・改訂キャロリン・コリンズ・ピーターセン