Астрофотометрія
Астрофотоме́трія (від астро… і фотометрія) ― розділ практичної астрофізики, який розробляє й вивчає методи вимірювань блиску й кольору зір (див. Зоря), а також яскравості, кольору протяжних (неточкових) небесних об’єктів.
Історична довідка
Зародження астрофотометрії як розділу практичної астрофізики відносять до 2-го ст. до н. е., коли Гіппарх Нікейський за результатами проведених ним візуальних оцінок блиску зір запропонував за цією ознакою (видимою зоряною величиною) поділити їх на шість груп. Як показали точні вимірювання, проведені вже в 19 ст. н. е., зоряні величини виражають суб’єктивне відчуття блиску зір, яке відповідає логарифму об’єктивного збудження світлом зорі сітківки (Вебера – Фехнера закон).
У 1830–1840-ві в практику астрономічних спостережень уведено візуальний астрофотометр. Це дало змогу визначати доволі точно відношення блиску зір і в такий спосіб обчислювати точніші значення їхніх видимих зоряних величин, унесених до зоряних каталогів, що містять візуальні зоряні величини всіх зір, видимих простим оком.
Астроном Н. Р. Погсон (1829–1891; Велика Британія), використавши результати багаторічних визначень блиску зір за допомогою візуального астрофотометра, запропонував 1857 кількісну шкалу зоряних величин, узявши за визначенням, що зменшення зоряної величини на одиницю відповідає зменшенню блиску зір у корінь п’ятого ступеня зі 100. Це число, яке приблизно дорівнює 2,512, названо коефіцієнтом Погсона, його використовують у сучасному масштабуванні шкали зоряних величин (видимих та абсолютних). При цьому нуль-пункт обрано так, щоби сучасні значення зоряних величин приблизно збігалися із запровадженими Гіппархом.
У 20 ст. започатковано вимірювання зоряних величин за дією світла зір на фотографічну емульсію в різних частинах спектра електромагнітного випромінювання. На основі проведених досліджень побудовано фотографічну систему зоряних величин, відмінну від системи візуальних величин, і систему фотовізуальних зоряних величин (фотографування на ізохроматичну емульсію крізь жовтий фільтр). Зоряні величини, виміряні за допомогою останньої системи практично збігаються із зоряними величинами, виміряними за допомогою візуальної системи.
Протягом 20 ст. точність фотометричних вимірювань зросла майже на два порядки внаслідок застосування електрофотометричних приладів як приймачів випромінювання небесних об’єктів (комет, зір, туманностей, галактик, астероїдів, планет). Основним інструментом сучасної астрофотометрії став фотометр, змонтований на телескопі для вимірювання спектральної потужності густини світлового потоку від небесних тіл у вибраних ділянках електромагнітного спектра. Винайдення твердотільних приймачів випромінювання та введення їх у практику астрономічних досліджень дало змогу замінити електровакуумні прилади, які до цього використовували в астрофотометрії.
Суттєвим кроком у розвитку методів астрофотометрії стало застосування фотометричної апаратури, розміщеної на борту космічних апаратів. для земного спостерігача турбулентні рухи в атмосфері, змінна її прозорості є головним джерелом похибок, оскільки такі еволюційні зміни оптичних параметрів атмосфери спричиняють флуктуації світла зір та ін. небесних об’єктів.
Запровадження в практику астрофотометрії різних показників кольору дало змогу кількісно характеризувати колір об’єкта. Його абсолютною кількісною характеристикою є ефективна довжина хвилі, тобто та спектральна ділянка, яка найефективніше діє на приймач випромінювання. Відносною кількісною характеристикою кольору об’єкта є відношення освітленості (блиску) або відношення світлових потоків, що приходять від об’єкта в двох або декількох областях спектра.
Характеристика
Методи, які застосовують у сучасній астрофотометрії, поділяють на абсолютні та відносні. За першим методом спектральну потужність густини світлового потоку вимірюють в абсолютних одиницях (напр., у Дж/(см2 × с × Гц), за другим ― у відносних одиницях, тобто визначають рівень цієї фізичної величини, виражений за формулою Поґсона у т. з. зоряних величинах відносно деяких стандартних зір, зоряну величину яких введено за означенням чи відносно деякого еталона світлового випромінювання. Обидва методи використовують багато типів реєстраторів електромагнітного випромінювання: фотопластини (у минулому), телевізійні труби, фотопомножувачі, CCD-матриці тощо.
Найпоширенішою в сучасній астрофотометрії є фотометрична система, заснована на вимірюваннях поверхневої густини потоку випромінювання в трьох областях спектра: V (візуальна; ефективна довжина хвилі 550 нм), В (блакитна; ефективна довжина хвилі 450 нм), U (ультрафіолетова; ефективна довжина хвилі 360 нм). Колір зір характеризують різницями зоряних величин, отриманих у наведених вище областях спектра: В-V та U-В. Нуль-пункт нових систем вибрано так, щоби для зір спектрального класу А0V візуальні фотографічні й фотовізуальні зоряні величини збігалися.
Широкого застосування набули багатоколірні фотометричні системи, у яких поверхневу густину потоку випромінювання вимірюють у більше аніж у трьох спектральних ділянках, при чому як у видимій, так і в інфрачервоній областях спектра (у межах оптичних вікон прозорості атмосфери). Прикладом такої фотометричної системи є восьмисмугова система Г. Л. Джонсона (1921–1980; США) U, В, V, R, I, J, K, L, М, у якій для останніх шести ділянок ефективні довжини хвиль дорівнюють відповідно 640 нм, 840 нм, 1 160 нм, 2 140 нм, 3 360 нм та 5000 нм. Багатоколірна фотометрія доволі точно описує розподіл енергії в спектрах зір, для яких спектрофотометричні вимірювання утруднені.
Фотометричні системи UBV та Джонсона є широкосмуговими системами, здатними визначати величини поверхневої густини потоку випромінювання в широких діапазонах ділянок спектра. Підвищення чутливості приймачів випромінювання дало змогу ввести в практику астрофотометрії фотометричні системи з вужчими смугами пропускання, ніж у системі UBV (вузькосмугові фотометричні системи). Прикладами таких фотометричних систем є Вільнюська та Вашингтонська.
Застосування
Завдяки використанню в астрофотометрії сучасної апаратури визначено яскравість, блиск, характер та еволюцію зміни яскравості та блиску мільярда зір, галактик, планет та ін. небесних об’єктів. За допомогою методів сучасної астрофотометрії створено низку фотометричних стандартів для багатьох ділянок неба, які містять розсіяні зоряні скупчення.
Література
- Курс астрофизики и звёздной астрономи : в 3 т. / Под ред. А. А. Михайлова. 3-е изд. Mосква : Наука, 1962–1973.
- Страйжис В. Л. Многоцветная фотометрия звёзд. Вильнюс : Мокслас, 1977. 312 с.
- Комаров Н. С., Позигун В. А., Белик С. И. и др. Спектрофотометрия звезд в диапазоне ЛЛ550-900 нм. Киев : Наукова думка, 1983. 310 с.
- Фотометрические и поляриметрические исследования небесных тел. Киев : Наукова думка, 1985. 198 с.
- Физика космоса: Маленькая энциклопедия. 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Советская энциклопедия, 1986. 784 с.
- Иванов Г. А., Колчинский И. Г., Рыбка С. П. и др. Уравнение блеска в фотографической астрометрии. Киев : Наукова думка, 1988. 89 с.
- Мартынов Д. Я. Курс общей астрофизики. 4-е изд., пер. и доп. Москва : Наука, 1988. 640 с.
- Астрофотометрія // Астрономічний енциклопедичний словник / За заг. ред. І. А. Климишина, А. О. Корсунь. Львів : Львівський національний університет імені Івана Франка, 2003. С. 40.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Шевчук О. Г. Астрофотометрія // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Астрофотометрія (дата звернення: 7.05.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 20.09.2020
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
Національна поліція України
