آموزشگاه آنلاین ستاره‌شناسی: آموزش ببینید، تلسکوپ جایزه بگیرید! نام‌نویسی

به‌روزرسانی در دست انجام است

بازدیدکنندگان گرامی،
در تلاش هستیم سایت آسمان شب ایران را با Joomla 4 بازسازی کنیم. از این رو تا پایان کار ما شاید بخش‌هایی از سایت درست نمایش داده نشوند. برای این از شما پوزش می‌خواهیم. آسمان شب ایران در روزهای آینده بهتر از گذشته در دسترس شما خواهد بود.

هر كس كه چند بار اجرام غير ستاره اي نظير كهكشانها يا سحابي ها را رصد كرده باشد, مي داند كه قدر ظاهري اين اجسام كه در فهرستها و اطلسها مي آيند اغلب گمراه كننده است. در واقع قدر اين اجسام به تنهايي به ما نمي گويد با ابزارمان به خوبي مي توانيم ببينيمش يا نه. قدر به طور معمول از مجموع يا كل روشنايي جسم است, و فقط براي نشان دادن روشنايي جسم ستاره اي مانند ( نقطه اي ) مناسب است.
اما براي اجسامي كه در آسمان به صورت لكه ديده مي شوند, چندان معنا ندارد. كميت مهم در برسي روشنايي اجسام غير ستاره اي درخشندگي سطحي است. طبق تعريف, درخشندگي سطحي قدر واحد سطح كوچكي از جسم, به عنوان مثال يك ثانيه قوسي مربع. ممكن است ابعاد زاويه اي و قدر دو كهكشان كاملا متفاوت باشد, ولي اگر درخشندگي سطحي شان يكسان باشد, احتمالا آن دو را با يك تلسكوپ به يك ميزان به خوبي مي بينيم

ابتدا رابطه قدر با درخشندگي سطحي را برسي مي كنيم. طبق تعريف, اگر نسبت روشنايي دو جسم 100 باشد, اختلاف قدر آنها 5 خواهد بود. پس يك قدر اختلاف برابر است با ريشه پنجم 100, يعني حدود 2.51. هرچه قدر جسم بزرگتر باشد, آن جسم كم نورتر است. از نظر رياضي رابطه درخشندگي سطحي S, كه برحسب قدر بر واحد سطح تعريف مي شود, با قدر كل (m), و مساحت زاويه اي كل جسم بر حسب ثانيه قوس مربع (A) چنين است:

S = m + log A 2.5

  براي سادگي محاسبه لگاريتم, رابطه را به صورت زير مي نويسيم:

  S = m + log A / log 2.51

كه در رابطه بالا لگاريتم بر مبناي 10 است.

برنامه رايانه اي اين مقاله كه به زبان بيسيك نوشته شده است, درخشندگي سطحي اجسام گسترده با اشكال گوناگون را محاسبه مي كند. خوشه هاي كروي تقريبا گرد هستند, ولي كهكشانها ممكن است گرد, بيضوي يا بدون شكل خاص باشند. برخي از سحابيهاي سياره نما نظير M57 در شلياق يا سحابي هليكس در دلو, حلقه اي شكل هستند. سحابي سياره نماي M27 در روباهك دمبلي شكل است, ولي در تلسكوپهاي كوچك مستطيل شكل ديده مي شود. بسياري از سحابيها هم شكلهاي نامنظمي دارند و بايد با استفاده از نقشه يا عكسهاي با نوردهي زياد, مساحت آنها را تخمين زد.

 شكل اجرام غير ستاره اي تقريبي است, زيرا اجرام غير ستاره اي ساختار ريزي دارند كه شامل نواحي روشن و تاريك, برشها, بازوهاي مارپيچي و نظاير آنها است. در خوشه هاي كروي و كهكشانها شدت نور با دور شدن از مركز به سرعت كاهش مي يابد. برنامه از اين كاهش صرفنظر مي كند و درخشندگي سطحي ميانگين اين اجسام را برحسب قدر بر دقيقه قوسي مربع و نيز قدر بر ثانيه قوسي مربع محاسبه مي كند. به قدر مجموعي كه از اجسام مختلف در فهرستها موجود است, چندان اعتماد نيست. به علاوه ابعاد ظاهري كه از جسم مشاهده مي شود, به شدت تابع ابعاد تلسكوپي است كه با آن رصد مي كنيم. عوامل ديگر نظير شرايط جوي آسمان و عوامل ديگر هم بر روشنايي و ابعاد قابل مشاهده اجسام آسماني موثرند. در نهايت جسم ابعاد زاويه اي مناسبي داشته باشد تا قابل تشخيص باشد.

در جدول مقادير قدر مجموع, اندازه و درخشندگي سطحي چند جسم مختلف براي مقايسه آمده است. مي توانيد با اجراي برنامه براي اين اجسام دقت برنامه را امتحان كنيد. براي پايان دادن به برنامه, كافي است جايي كه قدر بعدي پرسيده ميشود X را تايپ كنيد.

 درخشندگي سطحي اجرام أسماني

قدر بر ثانيه قوسي قدر بر دقيقه قوسي قدر مجموع ابعاد جسم
-10.6 -19.5 -26.8 32 قرص خورشيد
+2.5 -6.4 - - آسمان صاف
3.6 -5.3 -12.6 32 ماه كامل
5.2 -3.7 -2.8 0.8 x 0.7 مشتري
8.2 -0.7 +5.7 0.06 اورانوس
14.2 +5.3 - - زمين تاب
17.6 8.7 9 1 M57
20.5 11.6 8.4 6x4 M1
20.7 11.8 5.9 17 M13
21.1 12.2 8.1 8x4 M27
21.8 12.9 6.8 26x14 M81
22.2 13.3 - - نور مخالف
22.7 13.8 9.2 10x9 M74
22.8 13.9 5.7 62x39 M33
23 14.1 - - تيره ترين آسمان

به درخشندگي بسيار كم كهكشان عظيم M33 در اين جدول توجه كنيد كه نشان مي دهد تا چه حد يافتن اين كهكشان در ميان اجسام غير ستاره اي دشوار است. در حالي كه قدر مجموع اين كهكشان به خوبي در حد ديد چشم غير مسلح است. به خاطر داشته باشيد كه درخشندگي سطحي اجرام آسماني جدا از درخشندگي سطحي آسمان شب است. براي بدست آوردن معياري براي آشكار سازي بصري يا عكاسي مي توانيد از كنتراست  ( تضاد – روشني ) استفاده كرد. براي آشكار سازي بصري يا عكاسي كنتراست بين آسمان + جسم و آسمان بايد دست كم 5 درصد باشد. اگر درخشندگي سطحي جسمي 3.5 قدر كم نورتر از آسمان باشد ( شرايطي كه ماه كامل يا شفق و فلق ممكن است پيش آيد ) كنتراست از 5 درصد كمتر مي شود و جسم غير قابل رويت خواهد بود.

اين برنامه به هيچ وجه محدود به اجرام غير ستاره اي اعماق آسمان نيست. اگر قدر مجموع و مساحت هر دنباله دار يا سياره را هم وارد كنيد, برنامه همچنان كار مي كند. از اين نكته مي توانيد در برسي اختفاها استفاده كنيد. به عنوان مثال جدول نشان مي دهد كه درخشندگي سطحي مشتري 5.2 قدر بر ثانيه قوسي مربع است. مساحت زاويه اي يك ستاره حدود يك ثانيه قوسي مربع است. از آنجا كه قدر قمرهاي گاليله اي مشتري حدود 5 يا 6 است, اختفاي آنها به خوبي با تلسكوپ كوچك قابل مشاهده است.

10  REM      SURFACE BRIGHTNESS
12  PRINT 
14  INPUT   " TOTAL MAGNITUDE";  M$
16  IF M$ = "X" THEN 88
18  M = VAL ( M$ ) : PRINT
20  PRINT "TYPE OF AREA:"
22  PRINT "    ( C ) CIRCULAR"
24  PRINT "    ( E ) ELLIPTICAL"
26  PRINT "    ( R ) RECTANGULAR"
28  PRINT "    ( I ) IRREGULAR" 
30  INPUT " CHOICE" ; C$: PRINT
32  IF C$ = "C" THEN 42
34  IF C$ = "E" THEN 48
36  IF C$ = "R" THEN 58
38  IF C$ = "I" THEN 68
40  GOTO 30
42  REM  CIRCULAR
44  INPUT "DIAM IN ARC MIN"; D 
46  A = 3.14159265# * D * D / 4: GOTO 72
48  REM  ELLIPTICAL
50  PRINT "ENTER ARC MIN --"
52  INPUT "  MAJOR AXIS"; A1
54  INPUT "  MINOR AXIS"; A2
56  A = 3.14159265 * A1 * A2 / 4: GOTO 72
58  REM RECTANGULAR
60  PRINT "ENTER ARC MIN --"
62  INPUT "   LONG SIDE"; A1
64  INPUT "   SHORT SIDE"; A2
66  A = A1 * A2: GOTO 72
68  REM IRREGULAR
70  INPUT "AREA IN SQ ARC MIN": A
72  PRINT : IF A >= 1 / 3600 THEN 76
74  PRINT "ATARLIKE": GOTO 86
76  S1 = M + LOG(A) / LOG(100 ^ (1 / 5 ))
78  S2 = S1 + 8.890756
80  PRINT "SURFACE MAGNITUDE --"
82  PRINT "  PER SQ ARC MIN: "; S1
84  PRINT "  PER SQ ARC SEC: "; S2
86  GOTO 12
88  END

 

نويسنده     راجر سينوت

ترجمه : رضا رضايي

Sky & telescope, Oct 1986

iranoptic 03