آشنایی با دومفهوم بنیادین قدر‌ظاهری و قدر‌مطلق

وقتی به ستاره ها می‌نگریم، بارز‌ترین تفاوت آنها را اختلاف درخشندگی ظاهرشان می‌بینیم!
دانشمندان هم برای همین ، دو معیار برای اندازه‌گیری و طبقه‌بندی ستارگان بر اساس درخشندگی آنها تعریف کرده‌اند!
قدر‌ظاهری و قدر‌مطلق که در‌این مقاله می‌خواهیم کمی در مورد هر دوی آنها بیشتر بدانیم.

قدر ظاهری یا همان درخشندگی ظاهری:

چون اخترشناسی از کهن ترین علوم است برخی از ابزار هایی که اخترشناسان امروزی به کار می برند در واقع چندین قرن قدمت دارند. یکی از این ابزارها مقایس قدر است که اخترشناسان دائما از آن برای بیان درخشندگی ستارگان استفاده می کنند.
این مقیاس را ابَرخُس یا همان هیپارخوس ، اخترشناس یونان باستان ، پایه گذاری کرد. ابرخس در قرن دوم قبل از میلاد در جزیره رودس می زیست.

او ستاره‌ها را بر حسب درخشندگی ظاهری به شش گروه رده‌بندی کرد و آنها را قدر نامید.
قدر در مقیاس ابرخس معمولا قدر ظاهری نامیده می شود چراکه نشان می دهد که ستاره از دید ناظری روی زمین چقدر درخشان به نظر می‌رسد. قدر ظاهری مستقیما به درخشندگی ظاهری مربوط است.
اخترشناسان یونان ، درخشان‌ترین ستاره‌های قابل مشاهده را در قدر اول و کم نورترین‌ها را در قدر ششم جا می‌دادند.

 چشم ما اختلاف میان قدر ها را درست تشخیص نمی‌دهد به نظر می‌رسد که ستاره‌ای از قدر دوم فقط یک بار نورانی تر از ستاره‌ی قدر سوم است ولی در قرن نوزدهم با به کارگیری دستگاه‌های دقیق نورسنجی مشخص شد که فاصله‌ی قدرها با درخشندگی یکسان نیستند. در این زمان اخترشناسان شیوه های سنجش میزان انرژی نورانی دریافت شده از ستارگان را گسترش دادند. این اندازه‌گیری‌ها نشان داد که ستاره‌ای از قدر ششم صدبار کم‌نورتر از ستاره‌ای از قدر اول است. به این ترتیب، دو ستاره‌ای که یک قدر اختلاف دارند،اختلاف درخشندگی‌شان به اندازهٔ ریشهٔ پنجم عدد ۱۰۰ است:

⁵√۱۰۰ = ۲٫۵۱۲ ≈ ۲٫۵

بر این اساس، ستارهٔ قدر اول ۲٫۵ برابر نورانی‌تر از ستارهٔ قدر دوم و ۶٫۳=(۲٫۵)² برابر نورانی‌تر از ستارهٔ قدر سوم و … است. با توجه به این مطلب، هر چه عدد قدر ستاره‌ای بزرگ‌تر باشد، درخشندگی ظاهری آن کمتر است.قدر ظاهری هر ستاره به درخشندگی واقعی ستاره و فاصله اش از ما بستگی دارد. یکی از مهمترین توانایی‌های تلسکوپ‌ها این است که قادرند نور بیشتری را نسبت به چشم جمع آوری کنند. در نتیجه با استفاده از آنها می توان ستاره های کم نورتر (با قدرهای بالاتر) را مشاهده کرد. امروزه، با تلسکوپهای جدید و روشهای عکسبرداری پیشرفته می توان ستاره ها را تا حد قدر ۳۰ ثبت کرد. این ستاره ها نسبت به کم نورترین ستاره های قابل مشاهده با چشم غیر مسلح (قدر ششم)^،۲۴(۲/۵) بار یا حدود ۳/۵ میلیارد بار کم نورترند.

نکته بسیار مهم ! :
مقیاس قدر ممکن است گیج کننده باشد زیرا معکوس کار می کند. باید به این نکته توجه کرد که هر چه قدر ظاهری بیشتر باشد، ستاره کم نورتر است. ستاره ای با قدر 3+ (ستاره‌ی قدر سوم) کم نورتر از ستاره ای با قدر ظاهری 2+ (ستاره‌‌ی قدر دوم) است.

قدر ظاهری کم نورترین ستاره ای که با دوربین دوچشمی دیده می‌شود ، 10+ و قدر ظاهری کم نورترین ستاره ای که با عکس برداری با نوردهی 1 ساعته با تلسکوپ رصدخانه کک یا تلسکوپ فضایی هابل ثبت می شود 30+ است. اخترشناسان همچنین در گسترش دادن مقیاس قدر ابرخس از قدر های منفی نیز برای اجرام بسیار درخشان استفاده می کنند.
مثلا شباهنگ پرنور ترین ستاره‌ی آسمان شب از قدر ظاهری 1.43- می‌درخشد. قدر ظاهری خورشید، درخشان ترین جسم آسمان ، 26.7- است.

قدر ظاهری بر مبنای درخشندگی ظاهری ستارگان از دید ناظر زمینی است. کمیتی که با آن میزان انرژی خروجی واقعی ستاره یعنی درخشندگی آن را می سنجند ، قدر مطلق نامیده می‌شود.

درخشندگی واقعی (قدر مطلق):

قدر مطلق، معیاری برای اندازه‌گیری درخشندگی واقعی ستاره‌هاست. بنا به تعریف، قدر مطلق عبارت است از: قدر ظاهری ستاره به هنگامی که فاصلهٔ آن از ناظر زمینی ۱۰ پارسک (۳۲٫۶ سال نوری) باشد.

همه میدانیم که ستاره ها در فاصله های مختلفی از ما قرار دارند، برخی نسبت به ما نزدیکتر و بسیاری بیش از ۱۰ پارسک از ما فاصله دارند. با مشخص بودن فاصله هر ستاره، اخترشناسان با استفاده از روابطی، قدر ظاهری ستاره را در فاصله ۱۰ پارسکی محاسبه میکنند. چون در این معیار فاصله برای تمام ستاره ها یکسان فرض می شود، قدر ظاهری محاسبه شده در این فاصله نشان دهنده درخشندگی واقعی ستاره هاست.
برای مثال قدر ظاهری خورشید ۲۶/۷۴- است ؛ اما اگر خورشید در فاصله ۱۰ پارسکی قرار گیرد، مانند ستاره ای با قدر ظاهری ۴/۸ + دیده می شود و یا به عبارت دیگر، قدر مطلق خورشید ۴/۸+ است.
قدر ظاهری ستاره رِجْلُ الجبّار یا پای شکارچی برابر با ۱+ است؛ اما قدر مطلق آن ۷- محاسبه شده است. اختلاف قدر مطلق این ستاره با خورشید حدود ۱۲ قدر است. براین اساس، درخشندگی واقعی ستاره رجل الجبار ^۱۲(۲/۵) بار یا حدود ۶۰ هزار بار بیشتر از خورشید است.
درخشانترین ستاره های کهکشان، قدر مطلقی حدود ۱۰- دارند.

تعیین قدر‌های ظاهری:

روش تعيين قدر ستارگان از طريق رصد، نسبتاً ساده است. با داشتن تجربه، مى توان نتايج نسبتاً دقيقى ، دقتى در حدود 0.1 قدر به دست آورد. اين روش به طور وسيع مورد استفاده منجم آلمانى فريدريش آرگه لاندر Friedrich Argelander و همكارانش در تهيه فهرست بزرگ ستارگان «كاتالوگ BD» ، قرار گرفت. (BD علامت اختصاری عنوان آلمانی این فهرست Bonner Durchmunsterung است.)
دراين روش رصدكننده روشنى ظاهرى يک ستاره را با دو يا چند ستاره‌ی مجاور كه قدرشان معلوم است مقايسه مى كند.
به عنوان مثال ستاره اى كه اندكى كم سوتر از ستاره‌ی مجاورى از قدر 2.4 واندكى پرنورتر از ستاره‌اى از قدر 2.6 است، با قدر 2.5 مشخص مى‌شود. در استفاده ازاين روش بايد مطمئن بودكه:
1. ستاره اى كه مى‌خواهيم قدر آن رابسنجيم وستاره هايى كه قدرشان معلوم است، فواصل كم و بيش برابرى از افق دارند.
2. ستاره‌هايى كه قدرشان معلوم است، تاحد امكان نزديک به ستاره‌اى باشند كه بايد سنجيده شود.
3. يكى ازستاره‌هايى كه قدرشان معلوم است، اندكى پرنورتر و ديگرى اندكى كم نورتر از ستاره‌ی مورد سنجش باشد.

امروزه به دقت بسيار بيشترى در تعيين قدر و روشنى اجرام سماوى نياز است. ازاين رو، نورسنجى به كمک نورسنج هاى فتوالكتريک و ابزارهاى الكترونيک ديگر انجام مى‌شود و حصول دقتى از مرتبه صدم قدر، كارى عادى است!

جدولی که در ادامه آمده شامل فهرستى از پرنور ترین و درخشان ترین ستارگان آسمان شب است باقدرهاى معلوم. از اين ستاره‌ها مى‌توان در تعيين قدر بسيارى ازستاره هاى ديگر استفاده كرد.
در این جدول 25 ستاره پرنور آسمان شب به ترتیب درخشندگی ظاهری فهرست شده اند. (لازم به ذکر است از ذکر کردن ستارگان صورت فلکی صلیب جنوبی صرف نظر شده است)

مأخذ قدرهاى ستاره‌اى در اين جدول، كتاب Observer’s Handbook متعلق به انجمن سلطنتى نجوم كانادا، ويرايش سال 2011 است.

نویسندگان:
محمدحسن کمپانیان – محمدهادی صدقی