Absolútna hviezdna veľkosť

Absolútna hviezdna veľkosť alebo absolútna magnitúda (značka mag alebo M)  je v astronómii pozorovaná hviezdna veľkosť (m), ktorú by mal objekt, keby bol pozorovaný zo štandardizovanej vzdialenosti.

Umožňuje porovnávať celkové jasnosti objektov bez ohľadu na ich vzdialenosti.

Absolútna hviezdna veľkosť pre hviezdy a galaxie (M) 
V stelárnej a galaktickej astronómii je štandardizovanou vzdialenosťou 10 parsekov (1 parsek je približne 3,2616 svetelných rokov alebo 3×1013 kilometrov). Hviezda vo vzdialenosti desať parsekov má paralaxu 0,1" (100 oblúkových milisekúnd).

Pri definovaní absolútnej hviezdnej veľkosti je potrebné presne určiť typ elektromagnetického žiarenia, ktoré odmeriavame. Keď hovoríme o celkovom výdaji energie, správne je pomenovanie bolometrická magnitúda. Čím temnejšie by objekty (zo vzdialenosti 10 parsekov) vyzerali, tým vyššia je ich absolútna hviezdna veľkosť. Čím nižšia je absolútna magnitúda objektu, tým je väčšia jeho svetelnosť. Matematická rovnica uvádza vzťah pozorovanej magnitúdy s absolútnou magnitúdou cez paralaxu.

Veľa hviezd viditeľných voľným okom má absolútnu hviezdnu veľkosť, ktorá by bola schopná zo vzdialenosti 10 parsekov vrhať tiene; Rigel (-7,0), Deneb (-7,2), Naos (-7,3) a Betelgeuze (-5,6).

Pre porovnanie, Sírius má absolútnu magnitúdu 1,4 a Slnko má absolútnu vizuálnu magnitúdu 4,83 (slúži nám ako referenčný bod).

Absolútne magnitúdy pre hviezdy sú vo všeobecnosti v rozsahu od -10 do +17. Absolútne hviezdne veľkosti pre galaxie môžu dosahovať oveľa nižšie (jasnejšie) hodnoty. Napríklad obrovská eliptická galaxia M87 má absolútnu hviezdnu veľkosť -22.

Výpočet 
Ak poznáme vzdialenosť a pozorovanú hviezdnu veľkosť hviezdy, možno  vypočítať jej absolútnu hviezdnu veľkosť takto:

kde  je 10 parsekov (≈ 32,616 svetelných rokov) a  je hviezdna vzdialenosť; alebo:

kde  je paralaxa hviezdy a  je 1 oblúková sekunda (arcsec).

Príklady 
 Rigel má vizuálnu magnitúdu mV=0,18 vo vzdialenosti asi 773 svetelných rokov.
 MVRigel = 0,18 + 5*log10(32,616/773) = -6,7
 Vega má paralaxu 0,133" a pozorovanú hviezdnu veľkosť +0,03
 MVVega = 0,03 + 5*(1 + log10(0,133)) = +0,65
 Alfa Centauri má paralaxu 0,750" a pozorovanú magnitúdu -0,01
 MVα Cen = -0,01 + 5*(1 + log10(0,750)) = +4,37

Pozorovaná hviezdna veľkosť 

Ak je daná absolútna magnitúda , je možné tiež vypočítať pozorovanú magnitúdu  z akejkoľvek vzdialenosti :

Absolútna hviezdna veľkosť pre planéty (H) 

Pre planéty, kométy a planétky (asteroidy) sa používa iná definícia absolútnej magnitúdy, ktorá je zmysluplnejšia pre nehviezdne objekty.

V tomto prípade je absolútna hviezdna veľkosť definovaná ako zdanlivá hviezdna veľkosť, ktorú by mal daný objekt, ak by sa nachádzal vo vzdialenosti jednej astronomickej jednotky (au) od Slnka a Zeme zároveň pri fázovom uhle nula stupňov. Je to fyzikálne nemožná situácia, ale je vhodná na účely výpočtov.

Výpočet 

Vzorec pre H: (absolútna magnitúda)
 

kde  je zdanlivá magnitúda Slnka zo vzdialenosti 1 au (-26,73),  je geometrické albedo telesa (číslo medzi 0 a 1),  je jeho polomer a  je 1 au (≈149,6 Gm).

Príklad 

Mesiac:  = 0,12,  = 3 476/2 km = 1 738 km

Zdanlivá hviezdna veľkosť 

Absolútnu hviezdnu veľkosť možno použiť pri výpočte zdanlivej magnitúdy telesa pri rôznych podmienkach.

kde

 je 1 au,  je fázový uhol, uhol medzi priamkami telesom-Slnko a teleso-pozorovateľ; podľa kosínusového pravidla dostávame:

 je fázový integrál (integrácia odrazeného svetla; číslo v rozsahu medzi 0 a 1)
Príklad: (Ideálna difúzna zrkadlová sféra) – rozumná prvá aproximácia pre planetárne telesá

 Celofázová difúzna guľa odráža 2/3 z celkového svetla, ktoré by odrážal difúzny disk rovnakého priemeru
 Vzdialenosti:
  je vzdialenosť medzi pozorovateľom a telesom
  je vzdialenosť medzi Slnkom a telesom
  je vzdialenosť medzi pozorovateľom a Slnkom

Príklady 
Mesiac
  = +0,25
  =  = 1 au
  = 384,5 Mm = 2,57 mau

 Aký jasný je Mesiac zo Zeme?
 Spln:  = 0, ( ≈ 2/3)
 
 (v skutočnosti -12,7) Mesiac v splne odráža o 30% viac svetla než predpovedá dokonalé difúzne zrkadlo.
 Prvá štvrť:  = 90°,  (použitím difúzneho zrkadla)
 
 (v skutočnosti približne -11.0) Vzorec pre difúzne zrkadlo funguje lepšie pre menšie fázy.

Pozri aj 
Hertzsprung-Russellov diagram opisuje vzťah medzi absolútnou magnitúdou alebo svietivosťou oproti spektrálnemu typu alebo povrchovej teplote.

Zdroj 

Astronómia