Glossarium astronomicum

Helderheid

In de astronomie is helderheid de term voor de hoeveelheid elektromagnetische straling die een object uitzendt, of de hoeveelheid licht die we van een object ontvangen.

Het is geen formele wetenschappelijke term, maar wordt vaak gebruikt om de elektromagnetische flux aan te duiden die van een object wordt ontvangen (energie die per tijdseenheid per oppervlakte-eenheid van de ontvanger wordt ontvangen in W/m²). De term "intrinsieke helderheid" wordt vaak gebruikt om de lichtkracht van een object aan te duiden (in watt) en "oppervlaktehelderheid" wordt gebruikt voor uitgebreide objecten als een maat voor de energie die van een object wordt ontvangen per tijdseenheid per oppervlakte-eenheid van de ontvanger per oppervlakte-eenheid aan de hemel van het object (W/m²/steradiaal² of W/m²/boogseconde²). Deze verschillende helderheidsmaten kunnen worden gedefinieerd over het gehele spectrum waarin het object uitzendt, of in specifieke gebieden van het elektromagnetische spectrum.

Om historische redenen beschrijven astronomen de helderheid van een object met behulp van het zogenaamde magnitudesysteem, een logaritmisch systeem dat lagere getallen geeft aan helderdere sterren.

Veranderingen in helderheid stellen ons in staat om fysische processen te reconstrueren, bijvoorbeeld wanneer een ster groeit en helderder wordt, of wanneer een donkerder object voor een helderder object langs beweegt.

Gerelateerde termen:

• Elektromagnetische straling
• Lichtkracht
• Magnitude

Schijnbare magnitude

Schijnbare magnitude is een maatstaf voor hoe helder een hemellichaam voor een waarnemer lijkt. Om historische redenen kent de magnitudeschaal hogere getallen toe aan zwakkere objecten. Magnitude is een logaritmische schaal met een verschil van vijf magnitudes, wat overeenkomt met een factor 100 in de gemeten helderheid.

Er zijn veel magnitudeschalen omdat helderheid kan worden gemeten op verschillende golflengten en met verschillende technieken. De gangbare "visuele magnitudeschaal" is zo ingesteld dat de heldere ster Wega een schijnbare magnitude van nul heeft. Op deze schaal heeft Sirius, de helderste ster aan de nachtelijke hemel, magnitude -1,46, en de magnitudes van de zon en de volle maan zijn respectievelijk -26,7 en -12,7. De negatieve getallen geven aan dat deze objecten helderder lijken dan Wega.

In zeer donkere omstandigheden kunnen mensen met uitstekend zicht sterren tot ongeveer een visuele magnitude 6 zien. Het Hubble Ultra Deep Field bereikt een visuele magnitude van bijna 31. Dit is ongeveer 100 tot de macht vijf of 10.000.000.000 keer zwakker dan magnitude 6.

Gerelateerde termen:
• Absolute magnitude
• Helderheid
• Magnitude
• Golflengte

Het absolute nulpunt is het nulpunt van de kelvintemperatuurschaal, wat overeenkomt met -273,15 graden Celsius en -459,67 graden Fahrenheit. Deze keuze van het nulpunt is gemotiveerd door fundamentele natuurkunde: voor een klassiek systeem zou de temperatuur van het absolute nulpunt overeenkomen met een toestand waarin alle deeltjes in perfecte rust zijn, elk met een kinetische energie van nul. In de praktijk betekenen de basiseffecten van de kwantumtheorie dat deze toestand van volledige rust nooit zal worden bereikt.

In de taal van de thermodynamica, die algemene systemen en hun vermogen om warmte en andere vormen van energie uit te wisselen beschrijft, zou een geïdealiseerd systeem bij de temperatuur van het absolute nulpunt een systeem zijn waaraan helemaal geen warmte kan worden onttrokken. In de praktijk is het onmogelijk om een systeem in die ideale toestand te brengen. Dit is vastgelegd in de zogenaamde derde hoofdwet van de thermodynamica, ook wel de stelling van Nernst genoemd: we kunnen willekeurig dicht bij het absolute nulpunt komen, maar we kunnen het nooit bereiken.

Absolute Magnitude

Absolute magnitude is een maatstaf met twee verschillende definities. Beide hebben betrekking op hoe helder objecten lijken onder specifieke omstandigheden. Dit maakt het mogelijk om de intrinsieke eigenschappen van objecten op verschillende afstanden te vergelijken. Dit in tegenstelling tot de schijnbare magnitude, die een maatstaf is voor hoe helder een object lijkt vanaf de locatie van de waarnemer.

Voor objecten buiten het zonnestelsel, zoals sterren en sterrenstelsels, wordt absolute magnitude gedefinieerd als de schijnbare magnitude die een object zou hebben wanneer het wordt bekeken vanaf een standaardafstand van 10 parsec, waarbij de effecten van interstellaire extinctie buiten beschouwing worden gelaten. Dit gestandaardiseerde getal maakt het mogelijk om verschillende objecten te vergelijken op basis van hun intrinsieke helderheid.

Binnen het zonnestelsel wordt absolute magnitude gedefinieerd als de schijnbare magnitude die een object, zoals een asteroïde, zou hebben wanneer het wordt bekeken op een afstand van één astronomische eenheid van de waarnemer, terwijl het object zich op een afstand van één astronomische eenheid van de zon bevindt, en in oppositie. Houd er rekening mee dat een object in het zonnestelsel vanaf de aarde nooit aan deze omstandigheden kan voldoen. De definitie verwijdert echter factoren die afhankelijk zijn van de locatie van het object en de waarnemer, zodat objecten in het zonnestelsel op verschillende locaties met elkaar kunnen worden vergeleken.

Gerelateerde termen:
• Schijnbare magnitude
• Helderheid
• Magnitude
• Parsec