Звёздная величина звучит как размер звезды, но измеряет блеск. Историческая шкала устроена «наоборот»: чем меньше число, тем ярче объект, а самые яркие получают отрицательные значения. Современная версия шкалы логарифмическая, поэтому разница в пять звёздных величин соответствует ровно стократной разнице потока света.
Что означает видимая звёздная величина
Видимая, или кажущаяся, величина m описывает поток, который доходит до наблюдателя в выбранном диапазоне длин волн. Она зависит от собственной светимости, расстояния, поглощения межзвёздной пылью, фильтра прибора и иногда от земной атмосферы. Поэтому слабая точка на небе может быть и близкой маломощной звездой, и очень далёким квазаром.
Отношение потоков выражается формулой F₁/F₂ = 100,4(m₂−m₁). Разница в одну величину означает примерно 2,512 раза, в две — около 6,31 раза. Это не значит, что человеческий глаз воспринимает яркость точно по той же формуле: шкала относится к физически измеренному потоку.
Абсолютная величина отделяет светимость от расстояния
Чтобы сравнить сами источники, астрономы мысленно помещают их на стандартное расстояние. Абсолютная звёздная величина звезды — её видимая величина с 10 парсек. Разность между видимой и абсолютной величиной связана с расстоянием; при наличии пыли в расчёт добавляют поглощение. Так яркая с Земли звезда не обязательно оказывается самой светимой.
Почему у одного объекта несколько величин
Камера измеряет свет через фильтр: ультрафиолетовый, синий, видимый, красный, инфракрасный. Обозначения U, B, V и другие указывают фотометрическую систему. Разность величин в двух фильтрах — показатель цвета; она помогает оценить температуру, пыль и красное смещение, но интерпретация зависит от типа объекта.
Переменные звёзды меняют блеск со временем, поэтому наблюдению нужны дата, фильтр и погрешность. Для очень ярких объектов детектор может насыщаться, для слабых главными становятся фон неба и статистический шум. Телескоп собирает больше фотонов и видит слабее, но не отменяет калибровку; принципы его работы разобраны в статье «Что такое телескоп».
Как не ошибиться при чтении каталога
Нужно проверить, идёт ли речь о видимой или абсолютной величине, в каком фильтре сделано измерение и учтено ли поглощение. Сравнивать число из визуального каталога с инфракрасным без этих оговорок нельзя. Шкала универсальна по математике, но конкретное число всегда относится к определённой системе наблюдений.
Погрешность является частью измерения
Каталог без ошибки и фильтра неполон. Фотометр сначала вычитает фон неба, учитывает чувствительность детектора и сравнивает объект со стандартными звёздами. Облака, мерцание атмосферы и соседний источник могут менять результат. Серия наблюдений надёжнее одной точки, особенно при поиске слабой переменности.
В современной астрономии величину применяют не только к звёздам: так описывают галактики, астероиды и сверхновые. Суммарная величина протяжённой галактики при этом не показывает, насколько легко увидеть её слабые внешние области; важна ещё поверхностная яркость.