القياس الضوئي النجمي ومقياس المسافة
قياس مدى سطوع النجم ولونه الظاهري، ومقارنته بسطوعه الحقيقي، يعطي مسافته، مما يبني سلم التقنيات التي تقيس مقياس الكون.
Definition
القياس الضوئي النجمي هو قياس سطوع النجوم ولونها عبر نطاقات مرور موحدة، ومقياس المسافة هو التسلسل الهرمي للطرق المعايرة التي تستخدم هذه القياسات وغيرها لتحديد المسافات الفلكية.
Scope
يغطي الموضوع نظام القدر النجمي ونطاقات المرور الضوئية، والتمييز بين القدر الظاهري والمطلق ومعامل المسافة، ومؤشرات اللون والانقراض، والتزيح المثلثي، وسلسلة الشموع القياسية، بما في ذلك متغيرات قيفاوي وRR Lyrae والمستعرات العظمى من النوع Ia، التي تشكل سلم المسافات الكونية.
Core questions
- كيف يتم تحديد سطوع النجم كمياً؟
- كيف تعطي مقارنة السطوع الظاهري والحقيقي المسافة؟
- ما هي الشموع القياسية؟
- كيف يتم بناء سلم المسافات الكونية؟
Key concepts
- القدر الظاهري والمطلق
- نطاقات المرور الضوئية
- مؤشر اللون
- معامل المسافة
- التزيح المثلثي
- الشمعة القياسية
- علاقة الفترة-اللمعان
Key theories
- القدر، الألوان، ومعامل المسافة
- يُقاس السطوع النجمي على مقياس القدر اللوغاريتمي في نطاقات مرور محددة؛ الفرق بين القدر الظاهري والمطلق، وهو معامل المسافة، يعطي المسافة، بينما تقيس مؤشرات اللون درجة الحرارة وتكشف عن الاحمرار الناتج عن الغبار بين النجوم.
- الشموع القياسية وسلم المسافة
- الأجسام ذات اللمعان الجوهري المعروف، مثل متغيرات قيفاوي التي تتبع علاقة الفترة-اللمعان لليفيت والمستعرات العظمى من النوع Ia، تعمل كشموع قياسية؛ يتم معايرتها بواسطة التزيح عند المسافات الصغيرة، ثم توسع مقياس المسافة إلى المجرات وتقيس توسع الكون.
Mechanisms
يعتمد السطوع الظاهري للنجم على كل من لمعانه الحقيقي ومسافته، لذا إذا كان اللمعان معروفًا، فإن المسافة تتبع من قانون التربيع العكسي. ترتكز المسافات القريبة على التزيح، وهو التحول الظاهري للنجم بينما يدور كوكب الأرض حول الشمس؛ هذه تعاير الشموع القياسية التي تصل لمعاناتها المعروفة بعد ذلك إلى مسافات أكبر فأكبر، حيث يقوم كل درجة من السلم بتعزيز الدرجة التالية.
Clinical relevance
يحول القياس الضوئي ومقياس المسافة السطوع المرصود إلى اللمعانات والأحجام والمسافات الفيزيائية التي تدعم جميع فروع الفيزياء الفلكية؛ ينتج سلم المسافات الكونية ثابت هابل ومقياس وعمر الكون، ويعد التوتر الحالي بين القيم المحلية وقيم الكون المبكر مشكلة مركزية في علم الكونيات.
History
قدم هيبارخوس مقياس القدر في العصور القديمة؛ اكتشفت ليفيت علاقة الفترة-اللمعان لمتغيرات قيفاوي في عام 1912، والتي استخدمها هابل لقياس مسافات المجرات وتوسع الكون، وقد حسنت بعثات التزيح الحديثة ومسوحات المستعرات العظمى سلم المسافات وشحذت ثابت هابل.
Debates
- توتر هابل
- تختلف قياسات سلم المسافة لثابت هابل بشكل كبير مع القيمة المستنتجة من خلفية الإشعاع الكوني الميكروي للكون المبكر؛ وما إذا كان هذا يعكس أخطاء قياس منهجية غير معترف بها أو فيزياء جديدة هو سؤال مفتوح رئيسي.
Key figures
- Henrietta Swan Leavitt
- Edwin Hubble
- Walter Baade
- Wendy Freedman
Related topics
Seminal works
- leavitt1912
- freedman2010
Frequently asked questions
- لماذا يُعطى النجم الأكثر سطوعًا قدرًا أصغر؟
- مقياس القدر موروث من التصنيفات القديمة التي كانت فيها ألمع النجوم من القدر الأول والأخفت منها بأرقام أعلى؛ وهو لوغاريتمي ويعمل بشكل عكسي، لذا فإن الأقدار الأصغر وحتى السلبية تعني أجسامًا أكثر سطوعًا.
- ما هي الشمعة القياسية؟
- هو جسم معروف لمعانه الحقيقي أو يمكن استنتاجه، مثل متغير قيفاوي أو مستعر أعظم من النوع Ia؛ مقارنة لمعانه المعروف بسطوعه المرصود يعطي مسافته، مما يجعله مقياسًا لقياس الكون.