Magnitude
Magnitude betekent letterlijk grootte of omvang. In de geologie is het gebruik bekend in de frase "magnitude op de Schaal van Richter" om de sterkte van een aardbeving aan te geven. Dit artikel gaat in op het begrip magnitude in de astronomie.
De magnitude van een ster is een getal dat de helderheid van een ster aangeeft.
De (schijnbare) helderheid van sterren werd in de oudheid reeds aangegeven met getallen: de helderste sterren kende men de magnitude of grootte 1 toe en de zwakste de magnitude 6. Een klein getal betekent dus een grote helderheid.
Te onderscheiden zijn de schijnbare helderheid (zoals wij deze waarnemen) en de absolute helderheid ofwel de helderheid die een ster zou hebben als ze op een afstand van 10 parsec stond.
Later heeft men 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 negatief is. 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 planeten variëren in helderheid, afhankelijk van hoever ze van de aarde afstaan en hun schijngestalte. De tabel hieronder geeft een overzicht:
| 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* | -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 |
[bewerken] Verschillende soorten magnitude
Men dient onderscheid te maken tussen de schijnbare helderheid van een ster en de absolute helderheid. De absolute helderheid van een ster, die direct samenhangt met de lichtkracht, is de helderheid die een ster zou hebben als deze op een afstand van 10 parsec (is gelijk aan 32,6 lichtjaar) stond. 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 zou een absolute magnitude van + 4,88 hebben en daarmee een onopvallende maar nog wel met het blote oog zichtbare ster 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 voor objecten die een gelijke oppervlaktehelderheid en een gelijke oppervlakte hebben.
[bewerken] Zichtbaarheid
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".
Met een telescoop worden sterren met hogere magnitudes (dus zwakkere) zichtbaar. Hoeveel zwakker hangt af van de verhouding in oppervlakte van (de pupil van) het blote oog en die van het objectief van de telescoop. Een pupil heeft in het donker een diameter van ongeveer 6 mm, een (relatief kleine) telescoop van 60 mm levert dan al een factor 100 op, en dus een winst van 5 magnituden. 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.
