Pergi ke tempat awam di mana orang berkumpul seperti trotoar di tepi jalan atau pusat membeli-belah hujung minggu dan anda akan cepat menyedari bahawa setiap orang adalah individu dengan pelbagai ciri berdasarkan ketinggian, berat badan dan wajah mereka, misalnya. Masing-masing berbeza mengikut ukuran, bentuk, usia, dan warna. Terdapat juga satu sifat lain yang langsung dapat dilihat pada pandangan pertama - setiap bintang mempunyai kecemerlangan yang unik.
Seawal 120 SM, ahli astronomi Yunani meletakkan bintang menjadi kategori mengikut kemegahan mereka - yang pertama melakukan ini adalah Hipparchus. Walaupun kita tahu sedikit tentang hidupnya, dia tetap dianggap sebagai salah seorang ahli astronomi Antiquity yang paling berpengaruh. Lebih dua ribu tahun yang lalu, dia mengira jangka masa setahun hingga dalam masa 6.5 minit. Dia menemui permulaan ekuinoks, meramalkan di mana dan kapan kedua gerhana bulan dan matahari dan mengukur jarak dari Bumi ke Bulan dengan tepat. Hipparchus juga merupakan bapa trigonometri dan katalognya memetakan antara 850-100 bintang, masing-masing dikenal pasti berdasarkan kedudukan dan menentukannya mengikut kecerahannya dengan skala antara satu hingga enam. Bintang-bintang yang paling mempesona digambarkan sebagai magnitud pertama dan bintang-bintang yang kelihatan samar-samar pada mata tanpa bantuan ditetapkan sebagai keenam. Klasifikasinya berdasarkan pemerhatian dengan mata kasar, oleh itu ia mudah, tetapi kemudian dimasukkan dan diperbesarkan dalam Ptolomy's Almagest yang menjadi standard yang digunakan untuk 1,400 tahun akan datang. Copernicus, Kepler, Galileo, Newton, dan Halley semua sudah biasa dan menerimanya, misalnya.
Sudah tentu, tidak ada teropong atau teleskop pada zaman Hipparchus dan memerlukan penglihatan yang tajam dan keadaan pemerhatian yang baik untuk melihat bintang pada skala keenam. Pencemaran cahaya yang meluas di kebanyakan bandar besar dan sekitar kawasan metropolitan melarang melihat objek samar di langit malam hari ini. Sebagai contoh, pemerhati di banyak lokasi pinggir bandar hanya dapat melihat bintang dengan skala ketiga hingga keempat - pada malam yang paling baik, magnitud kelima mungkin dapat dilihat. Walaupun kehilangan satu atau dua magnitud sepertinya tidak banyak, pertimbangkan bahawa jumlah bintang yang kelihatan dengan cepat meningkat dengan setiap pergerakan naik. Perbezaan antara langit yang tercemar cahaya dan langit gelap sungguh menakjubkan!
Pada pertengahan abad ke-19 teknologi telah mencapai titik ketepatan bahawa kaedah lama untuk mengukur kecerahan bintang dengan pendekatan merupakan halangan untuk penyelidikan. Pada masa ini, array instrumen yang digunakan untuk mempelajari langit tidak hanya mencakup teleskop tetapi spektroskop dan kamera. Peranti ini memberikan peningkatan yang besar berbanding nota tulisan tangan, lakaran lensa mata dan kesimpulan yang diambil dari ingatan pemerhatian visual sebelumnya. Selain itu, kerana teleskop mampu mengumpulkan lebih banyak cahaya yang dapat dikumpulkan oleh mata manusia, sains telah mengetahui, sejak pemerhatian teleskopik pertama Galileo, bahawa ada bintang yang jauh lebih lemah daripada yang diduga orang ketika skala magnitud diciptakan. Oleh itu, semakin diterima bahawa penugasan kecerahan yang diturunkan dari Antiquity terlalu subjektif. Tetapi bukannya meninggalkannya, ahli astronomi memilih untuk menyesuaikannya dengan membezakan kecerahan bintang secara matematik.
Norman Robert Pogson adalah ahli astronomi Britain yang dilahirkan di Nottingham, England pada 23 Mac 1829. Pogson memperlihatkan kehebatannya dengan perhitungan yang kompleks pada usia dini dengan mengira orbit dua komet pada ketika dia baru berusia 18 tahun. Semasa kerjayanya sebagai ahli astronomi di Oxford dan kemudian di India, dia menemui lapan asteroid dan dua puluh satu bintang berubah-ubah. Tetapi sumbangannya yang paling berkesan untuk sains adalah sistem memberikan kecerahan bintang yang tepat secara kuantitatif. Pogson adalah orang pertama yang menyedari bahawa bintang-bintang dengan skala pertama kira-kira seratus kali lebih terang daripada bintang-bintang pada skala keenam. Pada tahun 1856, dia mencadangkan ini harus diterima sebagai standar baru sehingga setiap penurunan besarnya akan menurunkan nilai sebelumnya pada tingkat yang sama dengan akar kelima dari 100 atau sekitar 2.512. Polaris, Aldebaran dan Altair ditetapkan magnitud 2.0 oleh Pogson dan semua bintang lain dibandingkan dengan bintang dalam sistemnya dan dari ketiga, Polaris adalah bintang rujukan. Malangnya, ahli astronomi kemudian mendapati bahawa Polaris sedikit berubah, jadi mereka menggantikan kecemerlangan Vega sebagai garis asas untuk kecerahan. Sudah tentu, harus diperhatikan bahawa Vega sejak itu digantikan dengan titik sifar matematik yang lebih rumit.
Menetapkan nilai intensiti kepada bintang antara tahap magnitud pertama dan keenam didasarkan pada kepercayaan, kemudian, bahawa mata merasakan perbezaan kecerahan pada skala logaritmik - saintis pada masa itu, percaya besarnya bintang tidak berkadar langsung dengan jumlah tenaga sebenar mata yang diterima. Mereka menganggap bintang berukuran 4 akan kelihatan berada di tengah-tengah antara kecerahan bintang pada magnitud 3 dan satu pada magnitud 5. Kita sekarang tahu bahawa ini tidak benar. Kepekaan mata tidak betul-betul logaritmik - ia mengikuti kurva Undang-Undang Kuasa Steven.
Walau bagaimanapun, Pogson Ratio menjadi kaedah standard untuk menetapkan magnitud berdasarkan kecerahan bintang yang dilihat dari Bumi dan dari masa ke masa, ketika instrumen bertambah baik, para astronom dapat menyempurnakan sebutan mereka sehingga magnitud pecahan juga menjadi mungkin.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, telah diketahui bahawa Alam Semesta penuh dengan bintang-bintang yang lebih lemah daripada yang dapat dilihat oleh mata saja sejak zaman Galileo. Buku nota ahli astronomi hebat itu merujuk kepada bintang-bintang berukuran ketujuh dan kelapan yang dijumpainya. Oleh itu, Nisbah Pogson diperluas untuk merangkumi yang lebih redup dari skala keenam juga. Sebagai contoh, mata tanpa bantuan mempunyai akses kepada kira-kira 6,000 bintang (tetapi hanya sedikit orang yang melihatnya banyak kerana cahaya malam yang kelam dan keperluan untuk memerhatikan selama beberapa bulan dari khatulistiwa). Teropong 10X50 biasa akan meningkatkan genggaman cahaya mata kira-kira lima puluh kali, memperluas bilangan bintang yang dapat dilihat menjadi sekitar 50,000 dan membolehkan pemerhati mengesan objek berukuran sembilan. Teleskop enam inci yang sederhana akan meningkatkan penglihatan dengan lebih banyak lagi dengan mengungkapkan bintang hingga magnitud kedua belas - itu kira-kira 475 lebih lemah daripada yang dapat dikesan oleh mata tanpa bantuan. Kira-kira 60,000 sasaran cakerawala dapat dilihat dengan instrumen seperti ini.
Teleskop Hale 200-inci yang hebat di Gunung Palomar, yang merupakan teleskop terbesar di Bumi sehingga instrumen baru melaluinya selama dua puluh tahun terakhir, dapat menawarkan pandangan visual hingga ke dua puluh-yang kira-kira sejuta kali lebih lemah daripada penglihatan yang tidak dibantu. Malangnya, teleskop ini tidak dilengkapi untuk pemerhatian langsung - ia tidak dilengkapi dengan pemegang lensa mata dan, seperti teleskop besar lain hari ini, pada dasarnya lensa kamera raksasa. Teleskop Angkasa Hubble, di orbit Bumi rendah, dapat memotret bintang pada skala dua puluh sembilan. Ini mewakili kelebihan Alam Semesta yang ada sekarang - kira-kira dua puluh lima bilion kali lebih lemah daripada persepsi manusia biasa! Luar biasa, teleskop besar ada di papan gambar dan dibiayai, dengan pengumpulan cahaya mencerminkan ukuran padang bola, yang akan memungkinkan penglihatan objek pada skala tiga puluh lapan! Diperkirakan bahawa ini mungkin membawa kita ke awal penciptaan!
Dengan Vega mewakili titik permulaan untuk menentukan besarnya, sesuatu harus dilakukan dengan objek yang juga lebih terang. Lapan bintang, beberapa planet, Bulan dan Matahari (semua) mengatasi Vega, misalnya. Oleh kerana penggunaan nombor yang lebih tinggi menyumbang objek yang lebih lemah daripada mata telanjang, nampaknya angka nol dan negatif boleh digunakan untuk mengambil angka yang lebih terang daripada Vega. Oleh itu, Matahari dikatakan bersinar pada magnitud -26.8, Bulan purnama pada -12. Sirius, bintang paling terang yang dilihat dari planet kita, diberi magnitud -1.5.
Susunan ini berterusan kerana menggabungkan ketepatan dan fleksibiliti untuk menggambarkan dengan ketepatan tinggi kecerahan jelas dari semua yang dapat kita lihat di langit.
Namun, kecemerlangan bintang boleh menipu. Beberapa bintang kelihatan lebih terang kerana lebih dekat dengan Bumi, melepaskan sejumlah besar tenaga yang luar biasa atau mempunyai warna yang dilihat oleh mata kita dengan kepekaan yang lebih besar atau lebih rendah. Oleh itu, ahli astronomi juga mempunyai sistem yang terpisah yang menerangkan kilauan bintang berdasarkan bagaimana ia akan muncul dari jarak standard - kira-kira 33 tahun cahaya - yang disebut magnitud mutlak. Ini menghilangkan kesan pemisahan bintang dari planet kita, kecerahan intrinsiknya dan warnanya dari persamaan magnitud yang jelas.
Untuk mengira ukuran mutlak bintang, ahli astronomi mesti terlebih dahulu memahami jarak sebenarnya. Terdapat beberapa kaedah yang terbukti berguna, paralaks ini adalah yang paling kerap digunakan. Sekiranya anda memegang jari ke atas dengan panjang lengan, kemudian gerakkan kepala anda dari sisi ke sisi anda akan melihat bahawa jari itu kelihatan menggeser posisinya berbanding objek di latar belakang. Pergeseran ini adalah contoh sederhana paralaks. Ahli astronomi menggunakannya untuk mengukur jarak bintang dengan mengukur kedudukan objek terhadap bintang latar ketika Bumi berada di satu sisi orbitnya berbanding yang lain. Dengan menggunakan trigonometri, ahli astronomi dapat mengira jarak objek. Setelah difahami, pengiraan lain dapat mengira kecerahannya yang nyata pada 33 tahun cahaya.
Perubahan ingin tahu terhadap hasil tugasan magnitud. Contohnya, magnitud mutlak Matahari kita merosot kepada hanya 4.83. Alpha Centauri, salah satu jiran bintang terdekat kami, serupa dengan magnitud mutlak 4,1. Menariknya, Rigel, bintang putih-biru terang yang mewakili kaki kanan pemburu di buruj Orion, bersinar dengan magnitud yang jelas kira-kira sifar tetapi magnitud mutlak -7. Itu bermakna Rigel berpuluh-puluh ribu kali lebih terang daripada Matahari kita.
Ini adalah salah satu cara para astronom belajar tentang sifat bintang yang sebenarnya walaupun sangat jauh!
Galileo bukanlah ahli astronomi Itali yang terakhir. Walaupun ia boleh dikatakan paling terkenal, Itali moden penuh dengan ribuan ahli astronomi amatur profesional dan berbakat kelas dunia yang terlibat dalam meneliti dan memotret Alam Semesta. Sebagai contoh, gambar luar biasa yang menyertai perbincangan ini dihasilkan oleh Giovanni Benintende dengan teleskop Ritchey-Chretien sepuluh inci dan kamera astronomi 3,5 mega-piksel dari laman pemerhatiannya di Sicily pada 23 September 2006. Gambar tersebut menggambarkan nebula etherial , dinamakan Van den Bergh 152. Ia berada di arah buruj Cepheus, yang terletak sekitar 1.400 tahun cahaya dari Bumi. Kerana hanya bersinar pada skala 20 yang lemah (yang sekarang anda harus hargai sebagai sangat lemah!), Giovanni memerlukan 3.5 jam pendedahan untuk menangkap pemandangan yang luar biasa ini.
Rona indah awan dihasilkan oleh bintang cemerlang, berhampiran bahagian atas. Butiran debu mikroskopik di dalam nebula cukup kecil untuk memantulkan panjang gelombang cahaya bintang yang lebih pendek, yang cenderung ke arah bahagian biru dari spektrum warna. Panjang gelombang yang lebih panjang, yang cenderung ke arah merah, hanya dapat dilalui. Ini juga serupa dengan alasan langit duniawi kita berwarna biru. Kesan lampu latar yang menarik sangat nyata dan berasal dari cahaya bintang gabungan Galaxy kita!
Adakah anda mempunyai foto yang ingin anda kongsi? Kirimkan mereka ke forum astrofotografi Space Magazine atau hantarkan e-mel kepada mereka, dan kami mungkin memaparkannya di Space Magazine.
Ditulis oleh R. Jay GaBany
