Scheinbare Helligkeit

Die verschiedenen Sternhelligkeiten wurden bereits von Hipparch (ca. 190 - 125 v. Chr.) beschrieben , der die Sterne in 6 Größenklassen einteilte Den hellsten Sternen wird die Magnitudo 1, gerade noch mit dem Auge sichtbaren Sternen die 6. Größe zugeordnet. Diese, durch den (subjektiven) optischen Eindruck bestimmte Helligkeit wird scheinbare Helligkeit m genannt.

Schreibweise: m = 4 mag, m = 5m, m = 2m,12 oder auch nur m = 2,12. Wir verwenden im folgenden die dimensionslose Schreibweise.

Physikalisch wird die scheinbare Helligkeit durch die vom Stern pro Sekunde und pro Quadratmeter eintreffende Lichtenergie, d.h. die Strahlungsleistung pro Flächeneinheit bestimmt. Wir messen den Strahlungsstrom S mit dem Auge oder mit einem Fotometer.

Quantitative Messungen von Pogson 1857: Vergleich der Sternhelligkeiten mit einer Normlichtquelle.

 

Die Messungen ergaben, dass sich die Strahlungsströme zweier Lichtquellen (Sterne), die sich in der Helligkeitsskala von Hipparch gerade um 1 mag unterscheiden, ein Verhältnis von 100,4 aufweisen. Dies ermöglicht, von der subjektiven Skala Hipparchs zu einer objektiven Skala durch Messung der Strahlungsströme überzugeben:

Gehören zu den scheinbaren Helligkeiten mA und mB die Strahlungsstöme SA bzw. SB, so gilt:

 

Beachten Sie: Wegen 10-0,4 < 1 gilt für mB>mA dann SB<SA.

Ergänzungen:

Ebenso wird die Skala für Objekte, deren Strahlungsstrom kleiner als der von Sternen 6. Größe ist erweitert, ihre scheinbaren Helligkeiten sind z.B. +7,...+23,...

Übungen

  1. Gegeben sind zwei Sterne mit den scheinbaren Helligkeiten 6 mag und 1 mag. Wie groß ist das Verhältnis der Strahlungsströme des von ihnen auf der Erde eintreffenden Lichts ?
  2. Um wie viel mal größer ist der Strahlungsstrom Stern Wega (0,06 mag) als der des Polarsterns (2,12 mag) ?
  3. Um welchen Faktor unterscheiden sich die Strahlungsstöme von Sonne (26,7 mag) und Vollmond (12,5 mag) ?
  4. Stellen Sie die Strahlungsströme von Sternen der 1. bis 6. Größe durch Längen von Strecken dar. (1. Größe entspreche 10 cm).
  5. Ein Stern hat die scheinbare Helligkeit 1,0 mag. Welche scheinbare Helligkeit hätte er, wenn er doppelt so weit entfernt wäre ?
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