Magnitude

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Nuvola single chevron right.svg Dit artikel gaat over sterrenkunde. Voor de magnitude van aardbevingen, zie Schaal van Richter.

Magnitude is een begrip in de astronomie waarmee de helderheid van een ster of ander hemellichaam wordt uitgedrukt in een getal. Magnitude betekent letterlijk grootte of omvang. Men onderscheidt:

  • Absolute helderheid, die bepaald wordt door de eigenschappen van het hemellichaam.
  • Schijnbare of waargenomen helderheid. Deze hangt af van de absolute helderheid, maar ook van de afstand tot de (aardse) waarnemer. Verder beïnvloeden bijvoorbeeld verstrooiing, absorptie en zwaartekrachtlenzen de waargenomen helderheid.
De dubbelster Sirius heeft een magnitude van -1,46.

Schijnbare magnitude[bewerken]

De schijnbare helderheid van sterren werd door Hipparchus in de oudheid reeds aangegeven met getallen: de helderste sterren kende hij de magnitude of grootte 1 toe en de zwakste de magnitude 6. Een lage waarde betekent dus een grote helderheid, zoals ook tegenwoordig nog het geval is. Later is deze helderheidsschaal uitgebreid en verfijnd, waarbij afgesproken is dat een verschil in magnitude van 5 overeenkomt met een helderheidsverhouding van een factor 100. De magnitude is dus een logaritmische schaal, waarbij een verschil in magnitude van 1 overeenkomt met een helderheidsverhouding van 2,512.

Enkele hemellichamen zijn zo helder dat hun magnitude een negatief getal geeft op de logaritmische schaal. De zon heeft op een onbewolkte dag een magnitude van -26,5, wat men ook noteert als -26m,5 of -26,5 mag, de volle maan heeft op een heldere nacht een magnitude van -12,5. De helderheid van de planeten in het zonnestelsel varieert met hun afstand tot de aarde en hun schijngestalte. Zie de Tabel van schijnbare magnitudes in het zonnestelsel.

Absolute en schijnbare magnitude[bewerken]

De absolute helderheid van een hemellichaam is gedefinieerd als de helderheid die het zou hebben als het op een afstand van 10 parsec zou staan, ongeveer 32,6 lichtjaar. De absolute helderheid hangt direct samen met de lichtkracht.

Zo heeft de zeer heldere ster Sirius (8,7 lichtjaren) een schijnbare magnitude van -1,46 en een absolute magnitude van (+) 1,43 (op een bijna 4 maal zo grote afstand zou hij bijna 16 maal zo zwak zijn, wat de magnitude bijna 3 hoger zou maken).
Onze zon heeft een absolute magnitude van + 4,88 en tussen andere sterren zou hij onopvallend maar nog wel met het blote oog zichtbaar zijn.

Er wordt ook onderscheid gemaakt tussen visuele- en fotografische magnitude, sterren hebben verschillende kleuren (zie ook spectraalklasse) en het blote oog heeft zijn maximale gevoeligheid in het geel, terwijl fotografische platen meer gevoelig zijn voor blauw en violet. Een blauwe ster zal in verhouding dus helderder lijken op een fotografische plaat.

Voor objecten binnen ons zonnestelsel, zoals planetoïden is de absolute helderheid gedefinieerd als de helderheid wanneer het object op precies één A.E. van de zon zou staan. De helderheid van objecten die verder van de zon af staan neemt extra snel af omdat er meerdere effecten meespelen:

  • als het object verder van de zon staat ontvangt het zelf minder zonlicht en ziet er van gelijke afstand gezien al donkerder uit
  • een object dat verder van ons af staat lijkt kleiner en heeft dus een kleiner lichtgevend oppervlak (dit in tegenstelling tot sterren die vrijwel altijd zo ver weg staan dat ze een puntbron zijn).
  • de schijnbare lichtsterkte neemt af met het kwadraat van de afstand, althans bij gelijke oppervlakte en oppervlaktehelderheid.

Schaal[bewerken]

De magnitudeschaal is in het verleden zo gedefinieerd dat de absolute magnitude van een A0V ster zoals Wega een absolute magnitude 0 heeft. Dit geldt voor elke golflengteband. In de praktijk is Wega een veranderlijke ster en tegenwoordig zijn er nauwkeurigere bepalingen mogelijk.

Zichtbaarheid[bewerken]

Afhankelijk van de omstandigheden kunnen sterren tot een bepaalde magnitude met het blote oog gezien worden. In een stad met veel lichtvervuiling zullen misschien sterren tot een grensmagnitude 2 gezien kunnen worden, op een hoge bergtop ver van alle omgevingslicht is de grensmagnitude ongeveer 6. Dit is geen absolute grens, het hangt ook van de waarnemer zelf af en zelfs van de manier van kijken. De gele vlek in het centrum van het gezichtsveld is minder gevoelig voor licht dan de gebieden met staafjes er naast, maximale gevoeligheid wordt bereikt door net "naast" het object te kijken. Dit noemt men ook wel "perifeer waarnemen".

Zichtbaarheid hangt af van de hoeveelheid invallend licht in oog of telescoop. Een oogpupil heeft in het donker een diameter van ongeveer 6 mm, maar zelfs een (relatief kleine) telescoop heeft al een tien keer zo grote diameter. De oppervlakte en de hoeveelheid invallend licht zijn dan honderd keer zo groot, wat een winst van 5 magnitudes oplevert. De grensmagnitude zal hier dus 11 zijn. Grotere telescopen leveren meer winst op, voor iedere factor 10 in diameter dus 5 magnitudes. Bij fotografische waarneming kan de grensmagnitude nog verder verlegd worden door langer te belichten. Het licht wordt hier als het ware over een langere tijd opgespaard.

In de overzichten van de sterren wordt altijd de schijnbare visuele magnitude aangegeven, tenzij anders vermeld. De lijst van helderste sterren gaat tot magnitude 2.

Tabel van schijnbare magnitudes in het zonnestelsel[bewerken]

fases en relatieve grootte van Venus
verschil in verlicht oppervlakte van Saturnus

Hieronder staat een tabel van de magnitudes van de belangrijkste objecten in ons zonnestelsel. De helderheid van met name de planeten varieert omdat de afstand van die objecten tot de aarde sterk wisselt. Ook is het zo dat de verlichte oppervlakte van met name de binnenplaneten Venus en Mercurius ook varieert, bij Venus heffen beide effecten elkaar min of meer op, als maar een dun randje verlicht is staat Venus dicht bij de aarde en een "volle" Venus staat op de grootst mogelijke afstand achter de Zon. Bij Saturnus speelt ook de stand van de aarde tot het vlak van de ringen nog een rol, als we maximaal op de ringen kunnen kijken is de helderheid groter dan wanneer we langs de ringen kijken en ze vrijwel onzichtbaar zijn.

hemellichaam magnitude
Zon -26,5
Mercurius -1,3 tot 2,7
Venus -4,4 tot -3,3
Maan (vol) -12,5
Mars -2,1 tot 1,8
Vesta (helderste planetoïde) 6,4 (maximaal) tot 8,4
Jupiter -2,0 tot -1,2
Saturnus[1] -0,2 tot 0,6
Uranus 6,1 tot 6,3
Neptunus 7,7 tot 7,8
Pluto 13,8
Sirius (helderste ster) -1,46

Zie ook[bewerken]

Voetnoten
  1. De helderheid van Saturnus kan nog meer variëren afhankelijk van of de ringen van boven of vanaf de kant gezien worden. In een omloop van 29,5 jaar komen beide situaties twee keer voor. De gegevens zijn ontleend aan een tabel voor het jaar 2005. In 2003 stonden de ringen maximaal "open", in 2009 stond de aarde weer precies in het vlak van de ringen en waren ze niet te zien.