Tài liệu: Các cấp sao

Tài liệu
Các cấp sao

Nội dung

CÁC CẤP SAO

 

Ai cũng biết rằng có những ngôi sao nhìn sáng hơn, lại có những ngôi có vẻ tối hơn. Vào thế kỷ II trước Công nguyên nhà thiên văn học cổ Hy Lạp Hippac đã lập ra một danh mục sao nhìn thấy bằng mắt thường (hồi đó chưa có dụng cụ gì để “trang bị” cho mắt cả). Trong danh mục này lần đầu tiên ông đã chia tất cả các ngôi sao thành 6 loại theo độ chói. Các sao sáng nhất ông gọi là sao cấp một, các sao mờ nhất là cấp 6. Các nhà thiên văn đã áp dụng cách chia này trong hơn hai thiên niên kỷ qua.

 

Thực ra số sao trên trời nhìn thấy được không phải nhiều như ta tưởng: chỉ có 12 sao cấp 1, khoảng 50 sao cấp 2, 150 sao cấp 3, 450 sao cấp 41, 350 sao cấp 5 và khoảng 4000 sao cấp 6, tổng cộng chỉ có khoảng 6000 sao nhìn thấy được bằng mắt thường. (xem bảng 25 sao sáng nhất trong phần phụ lục).

Khi xuất hiện kính thiên văn và các dụng cụ đo chính xác độ chói của các sao (quang kế) thì các nhà thiên văn đã xác định được rằng khi chuyển một cấp, thông lượng ánh sáng từ các sao (hoặc như các nhà thiên văn vẫn nói, cấp độ sáng của các sao) thay đổi khoảng 215 lần. Ngôi sao cấp một sáng hơn ngôi sao cấp hai 2,5 lần, còn ngôi sao cấp hai lại sáng hơn ngôi sao cấp ba 2,5 lần. Như vậy, ngôi sao cấp một sáng hơn ngôi sao cấp ba 2,5 x 2,5 = 6,25 lần. Tất nhiên tỷ lệ này không hoàn toàn chính xác trong danh mục của Hippac, bởi vì thời ông chưa có quang kế.

Các nhà thiên văn vẫn muốn giữ thang độ Hippac vì họ đã quen với nó thế là họ cải tiến cho nó chính xác và thuận tiện hơn. Năm 1856 Noman Pogxơn người Anh đã đo độ chói của rất nhiều ngôi sao và đưa ra thang cấp sao hiện đại. Ông đã đề xuất việc coi sự chênh lệch cấp độ sáng là 5 cấp sao nếu một ngôi sao sáng hơn một sao khác đúng 100 lần. Trong trường hợp này chênh lệch một cấp sao tương ứng với sự chênh lệch cấp độ sáng  = 2.512 lần (tương tự như của Hippac).

Mốc chuẩn trên thang cấp sao được các nhà thiên văn chọn là sao Vêga. Cấp độ sáng của nó được lấy làm cấp không và được ký hiệu như sau: 0m (Chữ m làm chỉ số phía trên bắt nguồn từ chữ Latinh stellar magnitude nghĩa là cấp hay độ lớn của sao).

Các ngôi sao ở cái Gàu Sòng thuộc chòm Gấu lớn có độ sáng khoảng 2m tức là sáng yếu hơn sao Vêga 2,512 x 2,512  6,3 lần. Trên bầu trời tối vùng ngoại ô bình thường mắt có thể phát hiện được các sao yếu tới mức 6m. Nhờ các kính thiên văn lớn,có thể chụp được các sao yếu tới 26m. Như vậy, mắt thường thua kính thiên văn về độ nhạy sáng tới 20m. Ký hiệu này có thể triển khai trình 5m + 5m + 5m + 5m , rồi từ đó chuyển sang sự chênh lệch độ nhạy sáng: kính thiên văn có kính ảnh nhạy hơn mắt thường gấp 100 x 100 x 100 x 100 x = 100 triệu lần. Còn nếu thay kính ảnh bằng bộ thu ánh sáng điện tử, chẳng hạn thiết bị mạng bán dẫn thu góp điện tích (CCD), thì sự chênh lệch còn lớn hơn gần một tỷ lần!

Mọi tinh tú sáng yếu hơn Vêga đều có cấp sao là số dương. Thế với các tinh tú sáng hơn thì sao? Ví dụ, sao Sirius và Canopus sáng hơn hẳn Vêga, lại còn các hành tinh sáng của hệ Mặt Trời, rồi Mặt Trăng và Mặt Trời nữa. Trong các trường hợp này, theo đúng quy tắc toán học, cấp độ sáng được biểu thị bằng số âm. Nếu cấp độ sáng của một ngôi sao bằng -1m, thì nó sáng hơn sao Vêga 2,512 lần. Cấp độ sáng của sao Sirius là -1,5m, tức là nó sáng hơn sao Vêga 2,5121,5  4 lần. Cấp độ sáng của sao Mộc (hành tinh Mộc) có khi đạt tới -2,5m còn của sao Kim tối đa lên đến -4,7m.

Dễ nhận ra rằng trong khi cấp sao giảm theo cấp số cộng (6; 5; 4; 3 v.v…) thì cấp độ sáng của sao tăng theo cấp số nhân (1; 2,512…; 6,310. . .; 15,851. . .; v.v… Vì thế sự chênh lệch cấp độ sáng trong các cấp sao thay đổi theo lôgarit của thông lượng ánh sáng từ các sao. Chính vì vậy mà thang cấp sao là thang lôgalit.

Nếu các thông lượng ánh sáng từ hai thiên thể tại bề mặt Trái Đất là l1 và l2 thì hiệu các cấp sao của chúng bằng: m1 – m2 : = -2151g (l1 / l2)

Trong cuộc sống có những thang độ tương tự như vậy. Chẳng hạn, âm hưởng (độ ồn của âm thanh) đo bằng đêxiben là đại lượng tỷ lệ với lôgarit của cường độ âm tác động vào tai ta. Việc sử dụng thang lôgarit bắt nguồn từ đặc điểm của các giác quan chúng ta: thị giác, thính giác. . .

Hóa ra não người thu nhận các kích thích từ các giác quan không phải tỷ lệ với cường độ tác nhân kích thích (chẳng hạn, cường độ âm thanh), mà chỉ tỉ lệ với lôgarit của nó. Chính vì thế mà tai vừa có khả năng nghe được cả tiếng vo ve của con muỗi mà vẫn không bị điếc vì tiếng rú của máy bay ở sân bay. Còn mắt có thể phát hiện các ngôi sao nhỏ bé mà vẫn không bị mù do quá tải như khi nhìn Mặt Trời sáng hơn các sao tới một tỷ lần.




Nguồn: bachkhoatrithuc.vn/encyclopedia/412-02-633328780450243750/Cac-cap-sao/Cac-cap-sao.htm


Chưa có phản hồi
Bạn vui lòng Đăng nhập để bình luận