Astronet > Astrofotometriya

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Astrofotometriya

ASTROFOTOMETRIYa - razdel praktich. astrofiziki, zanimayushiisya svetovymi izmereniyami. Izmerenie svetovogo potoka daet osn. informaciyu o zvezdah, galaktikah, tumannostyah i dr. astronomich. ob'ektah. Pervaya v istorii astronomii fotometrich. rabota - razdelenie vidimyh nevooruzhennym glazom zvezd na 6 klassov (zvezdnyh velichin) - byla vypolnena Gipparhom vo 2 v. do n. e. Glaz ostavalsya edinstvennym svetopriemnikom do serediny 19 v., kogda byla sozdana fotoplastinka. V nastoyashee vremya osn. svetopriemnikami yavl. fotoelektrich. pribory: fotoelektronnye umnozhiteli (FEU), elektronno-optich. preobrazovateli (EOP), fotosoprotivleniya i fotodiody. Po effektivnosti oni v sotni raz prevoshodyat fotoemul'siyu, hotya poslednyaya do sih por ne poteryala svoego znacheniya. Vse shire stali primenyat'sya t. n. pribory s zaryadovoi svyaz'yu (PZS), sochetayushie effektivnost' fotoelektrich. priborov s dostoinstvami fotografii (postroenie izobrazheniya).

Dlya issledovaniya raspredeleniya energii v spektrah zvezd i dr. astrofizich. ob'ektov primenyaetsya mnogocvetnaya fotometriya, t. e. izmerenie svetovogo potoka v neskol'kih opredelennyh uchastkah spektra. Rezul'tat izmereniya prinyato vyrazhat' v zvezdnyh velichinah m - otnositel'nyh (bezrazmernyh) edinicah:

m - m₀= -2,5lg (E/E₀),

gde m₀ i E₀ - postoyannye (E - osveshennost', sozdavaemaya zvezdoi velichiny m). Napr., dlya vizual'nyh velichin (effektivnaya dlina volny l₀ = 5500 $\AA$ ) postoyannye m₀ i E₀ vybrany tak, chto zvezda velichiny m = 0 sozdaet osveshennost' na verhnei granice zemnoi atmosfery E = 2,5^.10^-6 lyuks. T. k. dlya odnoi i toi zhe zvezdy osveshennost' proporcional'na intensivnosti izlucheniya I (l), raznost' zvezdnyh velichin dvuh zvezd budet:

Dm = m₁ - m₂ = - 2,51g[I₁(l)/I₂(l)].

Analogichno mozhno opredelit' raznost' bleska odnoi i toi zhe zvezdy v raznyh uchastkah spektra:

S = m(l₁) - m(l₂) = - 2,51g[I(l₁)/I(l₂)].

Velichina S naz. pokazatelem cveta (kolor-indekom) zvezdy, ee znachenie mozhet byt' kak polozhitel'nym, tak i otricatel'nym. Chem bol'she pokazatel' cveta, tem "krasnee" zvezda. (Pod "cvetom" ponimaetsya zvezdnaya velichina v dannom spektr. intervale.) Esli izmeryaetsya zvezdnaya velichina ob'ekta v odnom k.-l. uchastke spektra, to govoryat ob odnocvetnoi fotometrii, v 3 uchastkah - 3-cvetnoi i t. d. 3-cvetnaya fotometriya daet 2 pokazatelya cveta. Obychno prinimaetsya, chto vse pokazateli cveta zvezd spektral'nogo klassa A0V ravny nulyu.

Dlya sravneniya raspredeleniya energii v spektrah raznyh zvezd (i dr. ob'ektov) pol'zuyutsya fotometricheskimi sistemami. Fotometrich. sistema harakterizuetsya naborom effektivnyh dlin voln l₀ i polushirinoi sootvetstvuyushih polos propuskaniya Dl, (shirina polosy na polovine intensivnosti na volne l₀). Sistema opredelyaetsya krivymi propuskaniya primenyaemyh v nei svetofil'trov, spektr. chuvstvitel'nost'yu svetopriemnika, raspredeleniem energii v spektre izuchaemogo ob'ekta i prozrachnost'yu zemnoi atmosfery. V bolee shirokom smysle pod fotometricheskoi sistemoi ponimayut ne tol'ko apparatnuyu sistemu, k-raya v osnovnom i opredelyaet l₀ i Dl, no i fotometricheskie standarty, t. e. izmerennye v etoi sisteme svetovye potoki ot ryada opredelennyh zvezd. Fotometrich. standarty dayut vozmozhnost' svodit' nablyudeniya, vypolnennye raznymi nablyudatelyami v svoih, instrumental'nyh, sistemah, k odnoi - standartnoi. Chem blizhe instrumental'naya sistema k standartnoi, tem men'she koefficienty perehoda, vychislyaemye po nablyudeniyam standartnyh zvezd. Fotometrich. sistemy delyatsya na shirokopolosnye (Dl > 300 $\AA$ ), srednepolosnye (Dl ~ 100-300 $\AA$ ) i uzkopolosnye (Dl < 100 $\AA$ ).

Shirokopolosnye sistemy

Ris. 1. Krivye reakcii (v otnositel'nyh edinicah)
naibolee rasprostranennoi fotometricheskoi
sistemy UBV - standartnoi (sploshnaya liniya)
i instrumental'noi.

Iz shirokopolosnyh fotometrich. sistem naibol'shee rasprostranenie poluchila 3-cvetnaya sistema UBV(X. Dzhonson, SShA) - po pervym bukvam angl. slov: ultraviolet - ul'trafioletovyi, blue - sinii i visual - vizual'nyi. Sistema dostatochno horosho vosproizvodima i legko realizuetsya so steklyannymi fil'trami UFS-b tolshinoi 2 mm (U), SS-5 tolshinoi 3 mm (V) i ZhS-17 ili ZhS-18 (V) tolshinoi 2-4 mm n 2 mm sootvetstvenno i fotoumnozhitelem s sur'myano-cezievym katodom (S 14) i kvarcevym oknom. Krivye reakcii sistemy, t. e. polosy propuskaniya svetofil'trov s uchetom spektral'noi chuvstvitel'nosti svetopriemnika, pokazany na ris. 1 sploshnoi liniei. Shtrihovoi liniei pokazany v kachestve primera instrumental'nye krivye reakcii sistemy U'B'V', osushestvlennoi s ukazannym vyshe naborom fil'trov i fotoumnozhitelem tipa EMI 6256 s na Yuzhnoi stancii GAISh (Krym). Effektivnye dliny voln sistemy UBV: 3500 $\AA$ (U), 4350 $\AA$ (V) i 5550 $\AA$ (V). Effektivnye dliny voln instrumental'noi sistemy sootvetstvenno ravny 3540 $\AA$ , 4320 $\AA$ i 5460 $\AA$ .

Ris. 2. 2-cvetnaya diagramma (U - V) - (V - V),
pokazyvayushaya harakter raspredeleniya energii
v spektrah raznyh zvezd: sploshnaya liniya
V klass svetimosti (karliki), shtrihovaya -
I klass (sverhgiganty), punktirnaya - III klass
(giganty, sm. Svetimosti klassy),
shtrihpunktirnaya - absolyutno chernoe telo.
Zashtrihovany oblasti, zanimaemye belymi
karlikami (w) i subkarlikami (s). Pokazano
polozhenie na diagramme otdel'nyh
astrofizicheskih ob'ektov: Solnca ( $\odot$ ),
kvazara ZS 273 (), rentgenovskogo istochnika
Lebed' X-1 (X) - vozmozhnoi chernoi dyry,
unikal'nogo ob'ekta SS 433 (O).

Privedenie instrumental'noi sistemy k standartnoi osushestvlyaetsya po nablyudeniyam standartnyh zvezd. Dlya etoi celi udobno nablyudat' k.-l. rasseyannoe zvezdnoe skoplenie s naborom zvezd raznogo spektr. klassa (ot golubyh do krasnyh). Vybor standartnyh zvezd sistemy UBV ne predstavlyaet zatrudnenii, t. k. opredeleny UBV-velichiny 53 000 zvezd (takogo kolichestva standartov ne imeet poka nikakaya drugaya fotometricheskaya sistema). Tri cveta (spektr. polosy) sistemy UBV dayut dva pokazatelya cveta U - V i V - V, opredelyayushih polozhenie ob'ekta na dvuhcvetnoi diagramme (U - V) - (V - V). Svodnaya diagramma pokazana na ris. 2.

Dobavlyaya k sisteme UBV krasnye (R) i infrakrasnye (I) velichiny, poluchaem 5-cvetnuyu shirokopolosnuyu sistemu UBVRI, k-raya k dvum predydushim daet eshe 2 pokazatelya cveta V - R i V - /. Dlya izucheniya raspredeleniya energii v spektrah nizkotemperaturnyh zvezd Dzhonson dobavil eshe 6 IK-velichin (J, K, L, M, N, Q), a E. Mendosa (Meksika) vvel velichinu H (1,62 mkm). V rezul'tate poluchilas' 12-cvetnaya shirokopolosnaya sistema (tabl. 1). Nul'-punkt pokazatelei cveta soglasovan s sistemoi UBV: vse pokazateli cveta dlya zvezd spektr. klassa A0V schitayutsya ravnymi nulyu.

Tablica 1.

Velichina	l₀, mkm	Dl, mkm
U	0,36	0,04
B	0,44	0,10
V	0,55	0,08
R	0,70	0,21
I	0,88	0,22
J	1,25	0,3
H	1,62	0,2
K	2,2	0,6
L	3,5	0,9
M	5,0	1,1
N	10,4	6,0
Q	20,0	5,5

Mnogocvetnaya sistema U, V, V, R, I, J, K, L, M, N imeet abs. kalibrovku (tabl. 2), t. e. po zvezdnym velichinam ob'ektov v etoi sisteme mozhno naiti plotnosti potokov, chto trebuetsya, napr., pri sravnenii optich., IK- i radionablyudenii.

Tablica 2.

Velichina	Plotnost' potoka dlya zvezd m = 0,0
Velichina	10^-12 Vt/(sm^2.mkm)	10^-23Vt/(m^2.Gc)
U	4,35	1,88
B	7,20	4,44
V	3,92	3,81
R	1,76	3,01
I	0,83	2,43
J	34,0	17,7
K	3,9	6,3
L	0,81	3,1
M	0,22	1,8
N	0,012	0,43

Srednepolosnye i uzkopolosnye sistemy

Sredne- i uzkopolosnye sistemy ispol'zuyutsya dlya spec. issledovanii. Vosproizvodimost' etih sistem gorazdo huzhe, chem shirokopolosnyh, poetomu svedenie instrumental'nyh sistem k odnoi (standartnoi) ne proizvoditsya. Odnoi iz pervyh srednepolosnyh sistem byla 4-cvetnaya sistema ubvy dat. astronoma B. Stremgrena, vvedennaya na observatoriyah Maunt-Palomar i Kitt-Pik (SShA). Sistema ubvy po kolichestvu izmerennyh v nei zvezd (10 500) nahoditsya na vtorom meste posle UBV. Srednie dliny voln i polushiriny krivyh reakcii sistemy Stremgrena privedeny v tabl. 3.

Tablica 3.

Velichina	u	b	v	y
l₀, mkm	0,350	0,411	0,467	0,547
Dl, mkm	0,030	0,019	0,018	0,023

V dal'neishem sistema ubvy byla dopolnena uzkopolosnoi velichinoi b dlya izmereniya intensivnosti linii N_b.

Naibolee polno razrabotannoi srednepolosnoi sistemoi yavl. Vil'nyusskaya 7-cvetnaya fotometriya, sistema (bolee 2000 zvezd), osn. naznachenie k-roi - dvumernaya spektr. klassifikaciya zvezd.

Uzkopolosnye sistemy ispol'zuyutsya prezhde vsego dlya mnogomernoi spektr. klassifikacii zvezd. Pervoi podobnoi sistemoi byli 6-cvetnaya sistema Stremgrena, vklyuchayushaya velichinu b. V nastoyashee vremya izvestno bolee 20 uzkopolosnyh sistem. Osobo sleduet otmetit' uzkopolosnye IK-fotometrich. sistemy. Odna iz takih sistem - 3-cvetnaya sistema F. Barnharta i U. Mitchella (SShA), dliny voln k-roi sovpadayut s dlinami voln velichin K, L i N shirokopolosnoi Arizonskoi sistemy (Dzhonsona), no polushiriny polos propuskaniya v 2-3 raza uzhe. V etoi sisteme provedeny nablyudeniya vsego nesk. desyatkov zvezd. Naibol'shee kolichestvo zvezd (ok. 1400) izmereno v Arizonskoi IK-srednepolosnoi sisteme s polushirinoi polos propuskaniya 0,045-0,068 mkm (l₀ = 0,724; 0,800; 0,858; 0,985 i 1,108 mkm).

Dlya vneatmosfernyh nablyudenii primenyayutsya sredne- i uzkopolosnye UF-fotometrich. sistemy (l < 2000 $\AA$ = 0,2 mkm). Naibol'shee chislo (>12 000) zvezd izmereno v 4-cvetnoi sisteme "Celescop" na sputnike OAO-2 (Orbital'naya astronomicheskaya observatoriya, SShA, 1967 g.). Krivye reakcii sistemy imeyut polushiriny ot 0,33 do 0,85 mkm, t. e. sistema yavl. smeshannoi (sredne- i shirokopolosnoi).

Lit.:
Straizhis V. L., Mnogocvetnaya fotometriya zvezd, Vil'nyus, 1977

(V.M. Lyutyi)

V. M. Lyutyi, "Fizika Kosmosa", 1986
Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya

Publikacii s klyuchevymi slovami: Astrofotometriya Publikacii so slovami: Astrofotometriya
Sm. takzhe: Astrofotometriya

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati