نورسنجی ستارگان و مقیاس فاصله
اندازهگیری میزان روشنایی و رنگ یک ستاره و مقایسه آن با روشنایی واقعی آن، فاصله آن را مشخص میکند و نردبانی از تکنیکها را برای اندازهگیری مقیاس جهان میسازد.
Definition
نورسنجی ستارگان اندازهگیری روشنایی و رنگ ستارگان از طریق باندهای عبور استاندارد شده است، و مقیاس فاصله سلسله مراتبی از روشهای کالیبره شده است که از این اندازهگیریها و سایر اندازهگیریها برای تعیین فواصل نجومی استفاده میکند.
Scope
این موضوع شامل سیستم قدر و باندهای عبور نورسنجی، تمایز بین قدر ظاهری و قدر مطلق و مدول فاصله، شاخصهای رنگ و خاموشی، اختلاف منظر مثلثاتی، و زنجیره شمعهای استاندارد، از جمله متغیرهای قیفاووسی و RR شلیاقی و ابرنواخترهای نوع Ia، که نردبان فاصله کیهانی را تشکیل میدهند، میشود.
Core questions
- روشنایی یک ستاره چگونه کمیسازی میشود؟
- مقایسه روشنایی ظاهری و واقعی چگونه فاصله را مشخص میکند؟
- شمعهای استاندارد چه هستند؟
- نردبان فاصله کیهانی چگونه ساخته میشود؟
Key concepts
- قدر ظاهری و مطلق
- باندهای عبور نورسنجی
- شاخص رنگ
- مدول فاصله
- اختلاف منظر مثلثاتی
- شمع استاندارد
- رابطه دوره-درخشندگی
Key theories
- قدرها، رنگها و مدول فاصله
- روشنایی ستارگان در مقیاس قدر لگاریتمی در باندهای عبور تعریف شده اندازهگیری میشود؛ تفاوت بین قدر ظاهری و قدر مطلق، یعنی مدول فاصله، فاصله را مشخص میکند، در حالی که شاخصهای رنگ دما را اندازهگیری کرده و قرمزی ناشی از غبار بینستارهای را نشان میدهند.
- شمعهای استاندارد و نردبان فاصله
- اجسامی با درخشندگی ذاتی معلوم، مانند متغیرهای قیفاووسی که از رابطه دوره-درخشندگی لویت پیروی میکنند و ابرنواخترهای نوع Ia، به عنوان شمعهای استاندارد عمل میکنند؛ با کالیبره شدن توسط اختلاف منظر در فواصل کوچک، آنها مقیاس فاصله را به کهکشانها گسترش داده و انبساط جهان را اندازهگیری میکنند.
Mechanisms
روشنایی ظاهری یک ستاره هم به درخشندگی واقعی آن و هم به فاصله آن بستگی دارد، بنابراین اگر درخشندگی معلوم باشد، فاصله از قانون مربع معکوس به دست میآید. فواصل نزدیک با اختلاف منظر، یعنی تغییر ظاهری یک ستاره در حین گردش زمین به دور خورشید، تثبیت میشوند؛ اینها شمعهای استانداردی را کالیبره میکنند که درخشندگیهای شناخته شده آنها سپس به فواصل بزرگتر میرسند، و هر پله از نردبان پله بعدی را تقویت میکند.
Clinical relevance
نورسنجی و مقیاس فاصله، روشنایی مشاهده شده را به درخشندگیهای فیزیکی، اندازهها و فواصلی تبدیل میکنند که زیربنای تمام اخترفیزیک هستند؛ نردبان فاصله کیهانی ثابت هابل و مقیاس و سن جهان را به دست میدهد، و تنش فعلی بین مقادیر محلی و مقادیر جهان اولیه یک مشکل اصلی در کیهانشناسی است.
History
هیپارخوس مقیاس قدر را در دوران باستان معرفی کرد؛ لویت رابطه دوره-درخشندگی قیفاووسی را در سال ۱۹۱۲ کشف کرد، که هابل از آن برای اندازهگیری فواصل کهکشانی و انبساط جهان استفاده کرد، و ماموریتهای اختلاف منظر مدرن و بررسیهای ابرنواختری نردبان فاصله را اصلاح کرده و ثابت هابل را دقیقتر کردهاند.
Debates
- تنش هابل
- اندازهگیریهای نردبان فاصله ثابت هابل با مقداری که از پسزمینه مایکروویو کیهانی جهان اولیه استنباط میشود، با اهمیت بالایی اختلاف دارند؛ اینکه آیا این نشاندهنده خطاهای سیستماتیک اندازهگیری ناشناخته یا فیزیک جدید است، یک سوال باز و مهم است.
Key figures
- Henrietta Swan Leavitt
- Edwin Hubble
- Walter Baade
- Wendy Freedman
Related topics
Seminal works
- leavitt1912
- freedman2010
Frequently asked questions
- چرا به یک ستاره روشنتر قدر کوچکتری داده میشود؟
- مقیاس قدر از رتبهبندیهای باستانی به ارث رسیده است که در آن روشنترین ستارگان قدر اول و ستارگان کمنورتر دارای اعداد بالاتر بودند؛ این مقیاس لگاریتمی و معکوس است، بنابراین قدرهای کوچکتر و حتی منفی به معنای اجرام روشنتر هستند.
- شمع استاندارد چیست؟
- شمع استاندارد جرمی است که درخشندگی واقعی آن معلوم است یا میتوان آن را استنباط کرد، مانند یک متغیر قیفاووسی یا یک ابرنواختر نوع Ia؛ مقایسه درخشندگی معلوم آن با روشنایی مشاهده شده آن، فاصله آن را مشخص میکند و آن را به یک ابزار اندازهگیری برای جهان تبدیل میکند.