Debesu objekta šķietamā spožuma lielums (m) ir skaitlis, kas mēra tā spožumu, kā to redz novērotājs uz Zemes. Jo spilgtāks šķiet objekts, jo mazāka ir tā magnitūdas vērtība (t. i., apgrieztais sakars). Saule ar šķietamo lielumu -27 ir spožākais objekts debesīs.
Lielums ir logaritmiskais lielums. To mēra noteiktā viļņa garumā vai caurlaides joslā, parasti optiskajā vai infrasarkanajā diapazonā. Mēness pilnmēness ir -13 magnitūda, bet spožākās planētas Veneras magnitūda ir -5. Spilgtākajiem cilvēka radītajiem objektiem, Iridija izgaismām, ir -9 magnitūdas, bet Starptautiskajai kosmosa stacijai ir -6 magnitūdas.
Kas nozīmē "magnitūda" — formulārā izteiksme
Magnitūda ir saistīta ar objekta saņemto starojuma plūsmas (f) logaritmu. Divu objektu magnitūdu attiecību var aprakstīt ar formulu:
m2 − m1 = −2.5 log10(f2/f1)
Šī formula nozīmē, ka objekts, kura magnitūda ir par 5 vienībām mazāka (piem., m = 1 pret m = 6), ir tieši 100 reizes spožāks. Magnitūdas skalā mazāks vai negatīvs skaitlis apzīmē spožāku objektu.
Mērvienības un nulles punkts
- Bez dimensijas: Magnitūda nav ar tradicionālo fizisku mērvienību — tā ir bezdimensiju, skaitlisks mērs uz logaritmiskas skalas.
- Nulles punkts: Magnitūdu sistēma prasa atsauces nulles punktu. Ir dažādas sistēmas:
- Vega sistēma — tradicionāli izmanto zvaigzni Vega kā nulles punktu dažādās optiskajās joslās.
- AB sistēma — definē nulles punktu pēc plūsmas blīvuma: 0 mag atbilst fν = 3631 Jansky.
- Fotometriskās joslas: Magnitūdas tiek norādītas konkrētās joslās (piem., B, V, R, I, J, H, K). Tā pati zvaigzne var dot atšķirīgas magnitūdas dažādās joslās atkarībā no krāsas/spektrālās enerģijas sadalījuma.
Saistība ar attālumu — absolūtā magnitūda
Piemēram, šķietamā magnitūda m atkarīga gan no objekta izstarotās enerģijas, gan no attāluma līdz novērotājam. Lai salīdzinātu objektu īsto spožumu neatkarīgi no attāluma, lieto absolūto magnitūdu M — magnitūdu, kāda objektam būtu, ja tas atrastos 10 parseku attālumā. Attiecību starp šķietamo un absolūto magnitūdu dod distance modulus:
m − M = 5 log10(d/10 pc), kur d ir attālums parsekos.
Praktiski piemēri un salīdzinājumi
- Saule: aptuveni m ≈ −26.74 (bieži noapaļo līdz −27 kā ilustrācijai).
- Mēness pilnmēness: ap m ≈ −13.
- Venera (spilgtākā planēta): ap m ≈ −4.7 ... −4.9 (atkarībā no fāzes).
- Spilgtākie satelīti un mākslīgie objekti, piemēram, Iridija reflektori: līdz apmēram m ≈ −9.
- Starptautiskā kosmosa stacija: apmēram m ≈ −6, atkarībā no skatpunkta un atstarošanas apstākļiem.
- Cilvēka acs ierobežojums bez palīgierīcēm: ap m ≈ +6. Mazliet teleskops vai binoklis var paplašināt šo robežu līdz 9–12 mag, lielie observatorijas teleskopi sasniedz 20–30 mag.
Citi praktiski aspekti
- Atmosfēras izkliedēšana un izkliede (ekstinkcija): Zemes atmosfēra absorbē un izkliedē gaismu, īpaši pie zemāka augstuma virs horizonta — tas ietekmē novēroto magnitūdu.
- Krāsas efekts: Sarkanākas vai zilākas zvaigznes būs spožākas attiecībā uz konkrētām fotometrijas joslām; tāpēc magnitūdas jāsalīdzina tajā pašā joslā vai jāveic krāsas korekcija.
- Instrumentālā kalibrācija: Lai iegūtu precīzus magnitūdu mērījumus, nepieciešama kalibrācija ar standarta zvaigznēm un kontrole pār detektora jutību un atmosfēras apstākļiem.
Īsumā: šķietamā spožuma lielums (magnitūda) ir ērts, logaritmisks un bezdimensiju mērs, kas ļauj salīdzināt debesu objektu spožumu novērotāja skatījumā; zems (īpaši negatīvs) skaitlis nozīmē spilgtāku objektu, un pareiza interpretācija prasa zināt, kādā joslā un sistēmā magnitūda ir mērīta.
