Предельная величина - Limiting magnitude

В астрономия, предельная величина самый слабый кажущаяся величина из небесное тело который может быть обнаружен или обнаружен данным прибором.^[1]

В некоторых случаях предельная величина относится к верхнему порогу обнаружения. В более формальных случаях предельная величина указывается вместе с силой сигнала (например, 10-я величина при 20 сигма "). Иногда предельная величина определяется целью инструмента (например," 10-я величина для фотометрия ") Это утверждение признает, что фотометрический детектор может обнаруживать свет гораздо слабее, чем он может надежно измерить.

В Международная ассоциация темного неба открыто отстаивает причину сокращения небесное сияние и световое загрязнение.

В видимости невооруженным глазом

Визуальный эффект яркости ночного неба.

Предельная величина для видимости невооруженным глазом относится к самым тусклым звездам, которые можно увидеть невооруженным глазом вблизи зенит ясными безлунными ночами. Количество чаще всего используется как общий показатель яркость неба в этих загрязненных светом и влажных районах обычно имеют более высокие предельные величины яркости, чем в удаленных пустынях или высокогорных районах. Предельная величина будет зависеть от наблюдателя и будет увеличиваться с адаптацией глаза к темноте. На относительно чистом небе предельная видимость будет около 6-й звездной величины.^[2]

Есть даже различия в пределах мегаполисов. Для тех, кто живет в ближайшем пригороде Нью-Йорк, предельная величина может быть 4,0. Это соответствует примерно 250 видимым звездам, или одной десятой числа, которое можно увидеть при совершенно темном небе. Из районов Нью-Йорка за пределами Манхэттена (Бруклин, Королевы, Стейтн-Айленд и Бронкс ), предельная звездная величина может составлять 3,0, что предполагает, что в лучшем случае одновременно можно увидеть только около 50 звезд. Из ярко освещенного Мидтауна Манхэттен предельная звездная величина, возможно, равна 2,0, а это означает, что из центра Нью-Йорка в любой момент времени будут видны только около 15 звезд.

В относительно темных пригородах предельная звездная величина часто ближе к 5 или несколько слабее, но с очень удаленных и ясных мест некоторые астрономы-любители могут видеть почти такую же слабую, как 8-я звездная величина. Во многих основных источниках наблюдений указывается предельная звездная величина, равная 6, поскольку это приблизительный предел звездных карт, созданных до изобретения телескопа. Способность в этой области, которая требует использования боковое зрение, существенно различается от наблюдателя к наблюдателю, причем полезны как молодость, так и опыт.

Предельная звездная величина традиционно оценивается путем поиска слабых звезд известной величины. В 2013 году было разработано приложение на базе Google Карта неба что позволяет неспециалистам оценить предельную величину в загрязненных территориях с помощью телефона.^[3]

Любительская астрономия

В любительская астрономия, предельная величина относится к самым слабым объектам, которые можно увидеть в телескоп. Например, двухдюймовый телескоп будет собирать примерно в 16 раз больше света, чем обычный глаз, и позволит видеть звезды примерно 10-й величины; 10-дюймовый (25 см) телескоп будет собирать в 400 раз больше света, чем обычный глаз, и будет видеть звезды примерно до 14-й величины,^[2] хотя эти величины очень зависят от наблюдателя и условий наблюдения.

Расчет предельной величины

Предельную звездную величину можно рассчитать с помощью телескопа.

В первом приближении выигрыш в звездных величинах телескопа равен ${ displaystyle 5 log _ {10} left ({ frac {D_ {1}} {D_ {0}}} right)}$ , где D₁ - диаметр основного светового компонента телескопа, а D₀ диаметр адаптированного к темноте зрачка глаза. Обе величины должны быть измерены в одних и тех же единицах. D₀ варьируется от человека к человеку, но обычно составляет 6–7 мм (~ 1/4 дюйма).

10 дюймов (D₁ = 254 мм) телескоп, следовательно, обеспечит усиление примерно на 8 звездных величин по сравнению с тем, что можно было бы наблюдать без него. Таким образом, если кто-то находится в месте, где предельная звездная величина невооруженным глазом (NELM) равна 5, телескоп позволит увидеть звезды столь же слабые, как около 13 звездной величины.

В действительности телескоп позволяет увидеть гораздо более слабые звезды, потому что при более высоких увеличениях фон темнеет, а контраст увеличивается. Типичный 10-дюймовый прицел с большим увеличением (250 × или более)^{[нужна цитата]} легко достигнет 15-й величины.^{[нужна цитата ]} Формула, включающая поправку на улучшенный контраст:^{[нужна цитата ]}

{ displaystyle m _ { text {улучшено с помощью телескопа}} = m _ { text {невооруженным глазом}} - 2 + 2.5 cdot log _ {10} (D cdot P cdot t)}

куда
D = диаметр объектива или главного зеркала в мм
P = мощность или увеличение
t = коэффициент передачи, обычно 0,85–0,9.

Большие обсерватории

Телескопы в крупных обсерваториях обычно расположены в местах, выбранных для темного неба. Они также увеличивают предельную величину за счет использования длительного времени интегрирования на детекторе и использования методов обработки изображений для увеличения отношения сигнал / шум. Большинство телескопов класса 8–10 метров могут обнаруживать источники с визуальной величиной около 27, используя время интегрирования в один час.^[4]

Автоматизированный астрономические исследования часто ограничиваются величиной около 20 из-за короткого время воздействия что позволяет покрыть за ночь большую часть неба. При 30-секундной выдержке 0,7-метровый телескоп на Обзор неба Каталины имеет предельную звездную величину 19,5.^[5] В Цвикки временный объект имеет предельную величину 20,5,^[6] и Пан-СТАРРС имеет предельную величину 24.^[7]

Еще более высокие предельные звездные величины могут быть достигнуты для телескопов над атмосферой Земли, таких как Космический телескоп Хаббла, где яркость неба из-за атмосферы не имеет значения. Для орбитальных телескопов яркость фона неба задается зодиакальный свет. Телескоп Хаббла может обнаруживать объекты величиной до 31-й звездной величины.^[8] и Космический телескоп Джеймса Уэбба (работает в инфракрасный спектр), как ожидается, будет иметь предел в 34 звездную величину.

Смотрите также

внешняя ссылка

[1] «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2016-02-03. Получено 2016-01-28.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) (получено 28 января 2016 г.)

[udel-2] а ^б http://www.physics.udel.edu/~jlp/classweb2/directory/powerpoint/telescopes.pdf (Проверено 28 января 2016 г.

[3] О'Хэнлон, Ларри (1 мая 2013 г.). «Превратите себя в измеритель свечения неба». Новости открытия.

[4] «Кампания по наблюдению за сближающимся с Землей астероидом 2012 TC4: результаты глобальных учений по защите планеты». Получено 28 июн 2020.

[5] «Услуги Catalina Sky Survey (CSS)». Архивировано из оригинал на 2019-11-03. Получено 2019-11-03.

[6] Беллм, Эрик; Кулкарни, Шринивас (02.03.2017). «Немигающий глаз к небу». Природа Астрономия. 1 (3): 0071. arXiv:1705.10052. Bibcode:2017НатАс ... 1E..71B. Дои:10.1038 / s41550-017-0071. ISSN 2397-3366.

[7] Предельная величина Pan-STARRS

[8] "HubbleSite - Космический телескоп Хаббл: краткий обзор". hubblesite.org. Получено 28 января 2016.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]