درخشندگی ستارگان

خورشید نزدیک‌ترین ستاره به ماست که هر روز صبح شاهد طلوعش هستیم. شاید خیلی‌ها فکر کنند که خورشید پرنورترین ستاره است و از این روشن‌تر و پرنورتر دیگه ستاره‌ای نداریم. ولی واقعاً این طور نیست، جالبه بدونید که خورشید در میان 20 ستاره‌ی درخشان آسمان اصلاً جایی نداره و از همشون کم نورتر حساب می‌شه. ولی به دلیل فاصله‌ی بسیار نزدیکش به ما نسبت به ستاره‌های دیگه درخشان‌تر به نظر می‌رسه. روشنایی ذاتی یک ستاره ربطی به فاصله‌اش از زمین نداره. ولی خب روشنایی که ما از روی زمین از یک ستاره می‌بینیم رابطه‌ی مستقیمی با فاصله‌ی ستاره تا زمین داره.

حالا برای روشن شدن موضوع تعریف‌های فیزیکی این قضیه رو خدمت شما ارائه می‌کنم. تعریف فیزیکی "درخشندگی واقعی" ستاره، مقدار انرژی هست که در واحد زمان از ستاره بیرون می‌آید. پس همین طور که دید "درخشندگی واقعی" ستاره به ساختار درونی هر ستاره مربوط می‌شه. واحدی که برای این کمیت در نظر گرفته شده J/S و یاW است.

اما درخشندگی که ما از یک ستاره توی آسمان شب می‌بینیم (درخشندگی ظاهری) به عوامل دیگه هم ربط داره. فاصله در این زمینه یکی از عوامل تاثیرگذار در "درخشندگی ظاهری" یک ستاره است و این عامل تعیین‌کننده‌ی میزان انرژی هست که از ستاره به ما بر روی زمین می‌رسه. تعریف "درخشندگی ظاهری" ستاره مقدار انرژی است که در واحد زمان از واحد سطح ستاره تابش می‌شود. پس در این صورت می‌شه بین "درخشندگی ظاهری" و "درخشندگی واقعی" یک ستاره رابطه‌ی زیر رو در نظر گرفت :

سطح /(L) درخشندگی واقعی = درخشندگی ظاهری (b)

نور یک ستاره در فضا به صورت کروی در تمام جهت‌ها پخش می‌شه، پس می‌تونیم برای "درخشندگی ظاهری" رابطه‌ی زیر رو بنویسیم :

طبق این رابطه "درخشندگی ظاهری" با توان دوم فاصله نسبت عکس داره. اگه این رابطه رو طرفین و سطین کنیم خواهیم داشت :

پس طبق این رابطه با داشتن فاصله‌ی ما از یک ستاره و هم چنین با داشتن مقدار "درخشندگی ظاهری" اون ستاره می‌تونیم "درخشندگی واقعی" یک ستاره رو به دست بیاریم.

منجم‌ها برای "درخشندگی" یک ستاره از واژه‌ی "قدر" استفاده می‌کنند. که طبق تعریف هم "قدر ظاهری" داریم و هم "قدر مطلق".

ستاره سهیل

"قدر ظاهری" مقدار روشنایی است که ما از ستاره در آسمان مشاهده می‌کنیم. و "قدر مطلق" معیاری برای اندازه‌گیری مقدار درخشندگی واقعی ستاره‌هاست. که در ادامه روش محاسبه‌ی آن را توضیح خواهم داد. روشنایی ستارگان در آسمان شب متفاوت است. بعضی از ستاره‌ها پرنورتر و بعضی کم‌نورتر هستند. که برای بیان این موضوع به صورت علمی روشنی ظاهری آن‌ها بر اساس تفاوت بین "قدرهای ظاهری" اون‌ها گفته می‌شه.

اولین دسته‌بندی برای روشنی ظاهری ستاره‌ها را منجمی یونانی به نام "ابرخس" انجام داد. ابرخس در قرت دوم قبل از میلاد در جزیره رودس زندگی می‌کرد. بر طبق این دسته‌بندی ستاره‌های مرئی بر اساس روشنی ظاهری‌شان به شش گروه تقسیم شدند. این طبقه‌بندی هنور هم کم و بیش معتبر است.

ابرخس بیست ستاره پرنوری که می‌شناخت به طور دل‌بخواه ستارگان قدر اول نامید، پنجاه ستاره‌ی پرنور بعدی را ستارگان قدر دوم نامید و الی آخر. در قدر ششم چند صد ستاره که به دشواری قابل دیدن با چشم انسان معمولی بودند قرار گرفتند. بدین ترتیب اولین طبقه‌بندی ستاره‌ها بر اساس روشنی‌شان درست شد. البته همان طور که گفتم این طبقه‌بندی کاملاً اختیاری بود. در این طبقه‌بندی فقط "قدرهای ظاهری" ستاره‌ها مورد توجه قرار داشت، بعضی از ستاره‌ها در واقع خیلی پرنورتر بودند ولی خب به خاطر فاصله‌ی زیادشان از ما کم‌نور به نظر می‌رسند.

ستاره پای جبار

با اختراع تلسکوپ، ستارگان کم‌نورتری در آسمان شب دیده شدند، بنابراین، به این مقیاس، قدر 7، 8 و 9 نیز اضافه شد. با دوربین‌های دوچشمی امروزی، می‌توان ستارگانی به کم نوری قدر 9 را دید، و با یک تلسکوپ آماتوری 6 اینچ، قدر 12 و یا 13 را دید. بزرگ‌ترین و حساس‌ترین تلسکوپ‌های مورد استفاده ستاره‌شناسان حرفه‌ای، این عدد را به قدر 29 می‌رسانند!! یعنی میلیون‌ها بار کم‌نورتر از کم‌نورترین ستارگانی که با چشم غیرمسلح دیده می‌شوند.

قسمت‌بندی اعشاری "قدر ظاهری" ستاره‌ها در قرن نوزدهم به وجود آمد. در این طبقه‌بندی جدید ستاره‌ای که قدر ظاهری‌اش 5/5 بود قدری بین ستاره‌ای با قدر 5 و ستاره‌ای با قدر 6 داشت.

ستاره شعرای شامی

بیست ستاره‌ای که در ابتدا توسط ابرخس به جزو ستاره‌های قدر اول قرار داشتند، در قرن‌های بعد دوباره دسته‌بندی شدند. دلیل این کار هم این بود که بعضی از این ستاره‌ها بسیار پرنورتر نسبت به بقیه بودند و درست نبود که به تمامی این ستاره‌ها قدر اول را نسبت دهیم. لذا ستاره‌شناسان مجبور شدند که برای بیان قدرهای جدید این ستاره‌ها از مقادیر منفی و صفر نیز استفاده کنند. در این دسته‌بندی جدید هر چه قدر ستاره‌ای منفی‌تر بود، نشانه‌ی این بود که آن ستاره پرنورتر است. ستاره‌ای که در آسمان شب پرنورترین ستاره می‌باشد ستاره‌ی "شعرای یمانی" (شباهنگ) است، که در این طبقه‌بندی جدید قدر ظاهری آن 6/1- قرار داده شده است. در این طبقه‌بندی قدر ظاهری خورشید 7/26- است. که قدر ظاهری بسیار زیادی می‌باشد و نشان‌دهنده‌ی پرنور بودن ظاهری خورشید در آسمان زمین است.

ستاره شانه شبان

روش تعیین قدر ستاره‌ها از طریق مشاهده و رصد آنها در آسمان شب بسیار ساده است. اگر در این کار تجربه داشته باشید نتیجه‌هایی که به دست می‌آورید بسیار دقیق خواهد بود و خطای شما در این کار ممکن است چیزی در حدود 1/0 یک قدر باشد. منجم آلمانی فریدریش آرگه لاندر و همکارانش برای تهیه‌ی فهرست بزرگ ستاره‌ها که به کاتالوگ ب.د معروف است از این روش استفاده کردند. در این روش شما قدر ظاهری یک ستاره را بر اساس قدرهای ظاهری ستاره‌های اطراف آن که قدرهای ظاهری‌شان معلوم است به دست می‌آورید.این روش کاملاً نسبی است. شما باید تشخیص دهید که ستاره‌ی مورد نظرتان از هم‌سایه‌اش که قدر آن معلوم است پرنورتر می‌باشد یا کم‌نورتر. با مقایسه آن ستاره با چند تا از همسایه‌هایش می‌توانید به طور تقریبی قدر مجهول ستاره را به دست بیاورید. برای اینکه نتایجی که به دست می‌آورید قابل اطمینان باشند بهتر است که به نکته‌های زیر توجه داشته باشید :

1. بهتر است که ستاره‌ای که می‌خواهید قدرش را به دست آورید و ستاره‌هایی که قدرشان معلوم است، فاصله‌های کم و بیش برابری از افق داشته باشند.
2. ستاره‌هایی که قدرشان معلوم است را طوری انتخاب کنید که تا حد امکان به ستاره‌ای که می‌خواهید قدرش را به دست بیاورید نزدیک باشند.
3. ستاره‌هایی که قدرشان معلوم است را طوری انتخاب کنید که یکی از آن‌ها کمی پرنورتر و یکی از آن‌ها کمی کم‌نورتر از ستاره‌ای باشند که می‌خواهید قدرش را حساب کنید. در این صورت راحت‌تر می‌توانید قدر ستاره‌‌ی مورد نظرتان را به دست بیاورید. چون مطمئن هستید که قدرش بین چه مقادیری هست.

ستاره شیر دل

یک بار دیگر می‌گوییم که این مقادیری که به دست می‌آورید "قدر ظاهری" ستاره‌ها می‌باشد. به عنوان مثال ستاره‌‌ی جدی که قدر ظاهری آن 1/2 می‌باشد، تقریباً 1500 با پرنورتر از خورشید است، ولی چون فاصله‌ی آن بسیار زیاد است "قدر ظاهری" آن بسیار کم‌تر از خورشید است. اگر بخواهیم فاصله‌ی ستاره‌ی جدی با خورشید را مقایسه کنیم باید بگویم که نور 3/8 دقیقه طول می‌کشد که تا از خورشید به زمین برسد در حالی که نوری که از ستاره‌ی جدی به زمین می‌رسد باید 400 سال در راه باشد تا این فاصله را طی کند!

به وسیله این فلش می‌توانید تا حدی با مفهوم درخشندگی ظاهری آشنا شوید. با کلید‌های مثبت و منفی بازی کنید و ببنید که چه تغییری در قدر ستاره به وجود می‌آید. همان طور که می‌بینید هر چه قدر ظاهری یک ستاره‌ کم‌تر می‌شود قطر ظاهری آن نیز کم‌تر می‌شود.

"قدر ظاهری" یک ستاره هم به روشنایی ذاتی آن ستاره و هم به فاصله‌ای که آن ستاره از ما دارد بستگی دارد. برای این که بتوانیم روشنی ذاتی یک ستاره را به دست بیاوریم از مفهومی به نام "قدر مطلق" استفاده می‌کنیم که در محاسبه‌ی آن دیگر به فاصله‌ی آن ستاره از زمین کاری نداریم. برای محاسبه‌ی "قدر مطلق" ستاره‌ها فرض می‌کنیم که تمامی آن‌ها فاصله‌ای برابر تا زمین دارند. و همه‌ی آن‌ها را به محل جدیدی در ده پارسکی زمین می‌بریم. طبق تعریف یک پارسک فاصله‌ای است برابر 1/30 میلیون میلیون کیلومتر. خب پس ده پارسک برابر است با 301 میلیون میلیون کیلومتر. فرض می‌کنیم که تمامی ستاره‌ها در ده پارسکی قرار داشته باشند که در این صورت فاصله‌ی تمامی آن‌ها از زمین یک‌سان خواهد بود و دیگر فاصله باعث تفاوت در روشنی آن‌ها نمی‌شود چون که فاصله برای تمامی آن‌ها یک سان در نظر گرفته شده است. طبیعی است که ستاره‌هایی که فاصله‌ی واقعی‌شان تا زمین بیش‌تر از ده پارسک است وقتی به ده پارسکی آورده شوند پرنورتر می‌شوند و ستاره‌هایی که فاصله‌ی واقعی‌شان از زمین کم‌تر از ده پارسک است وقتی به ده پارسکی برده شوند کم‌نورتر خواهند شد. طبق این تعریف وقتی خورشید را به ده پارسکی زمین ببریم "قدر مطلق" آن برابر 8/4+ خواهد بود. همان طور گفته شد "قدر ظاهری" خورشید برابر 7/26- است.

ستاره رأس الجاثی

لیست زیر فهرستی است از درخشان‌ترین ستاره‌های آسمان شب به ترتیب درخشندگی‌شان :

1. Siriusشباهنگ، کاروان کش، وَراهَنگ، شب کش، ‌تیر، تیشتر (در عربی شعرای یمانی)، آلفا - کلب اکبر
2. Canopus پَرَک، سهیل،الفا - حمال
3. Alpha cantauri آلفا قنطورس، رجل قنطورس
4. Arcturus ژوبین‌دار، سماک الرامح، نگهبان شمال، آلفا - گاوران، آلفا - عوا، ارکتوروس (یک غول سرخ است.)
5. Vega ونَند، نسر واقع، کرکس نشسته
6. Capella نگهبان، العیوق، بزبان، آلفا - ارابه ران
7. Rigel پا، رجل، رجل الجبار، قدم الجبار، بتا - جبار، پاى جبار
8. Procyon شعرای شامی
9. Achernar اخرالنهر
10. Betelgeuse شانه شبان، منکب الجوزا، آلفا - شکارچى، آلفا - جبار، منکب الجبار، ابط الجوزا، یدالجوزا
11. Antares دل کژدم، قلب العقرب، آلفا - عقرب، انتارس (یک ابر غول سرخ است.)
12. Mizar بزک، عناق، دب اکبر
13. Alcor فراموشک، سُها
14. Alphard تکینه، الفرد، عنق الشجاع، آلفا - شجاع
15. Regulus شیردل، قلب الاسد، آلفا - اسد
16. deneb دُنب، ذنب دجاجه، دمچه قو، ردف، دم ماکیان، آلفا - دجاجه
17. ras algethi سر زانوزن، رأس الجاثی، آلفا - جاثى
18. aldebaran سدویس، الدبران، چشم گاو، آلفا - ثور، عین الثور
19. Spica بی‌ژوبین، السماک الاعزل، آلفا - سنبله، آلفا - خوشه، سماک بى سلاح
20. Bootes ژوبین، رمح، گاوران، عوا، صیاح، حارس الشمال نفاد

ستاره سماک الاعزل

اگر همه ستاره‌ها را در 10 پارسکی بچینیم درخشندگی ستاره‌ها به این ترتیب خواهد بود :

1. سهیل ( درخشندگی آن 1900 برابر خورشید است.)
2. عیوق ( یک غول سرخ است.)
3. نسر واقع
4. شعرای یمانی
5. آلفا قنطورس
6. ستاره اس‌دوراس

نویسنده : علیرضا سرمدی