ما هو اللمعان وماذا يخبرنا؟

ما مدى سطوع النجم؟ كوكب؟ مجرة؟ عندما يريد الفلكيون الإجابة عن هذه الأسئلة ، فإنهم يعبرون عن سطوع هذه الأشياء باستخدام مصطلح "اللمعان". يصف سطوع كائن في الفضاء. النجوم والمجرات ينبعثون منها أشكال الضوء. ماذا طيب القلب من الضوء الذي ينبعث منه أو يشع يخبر مدى نشاطهم. إذا كان الجسم كوكبًا فلا ينبعث منه ضوءًا ؛ يعكسها. ومع ذلك ، يستخدم علماء الفلك أيضًا مصطلح "اللمعان" لمناقشة سطوع الكواكب.

كلما زاد لمعان الكائن ، كلما كان أكثر إشراقًا. يمكن أن يكون الجسم مضيئًا جدًا في موجات متعددة من الضوء ، من الضوء المرئي والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء والميكروويف إلى أشعة الراديو وجاما ، غالبًا ما يعتمد ذلك على شدة الضوء المنبعث ، وهي دالة على مدى حيوية الجسم يكون.

يمكن لمعظم الناس الحصول على فكرة عامة جدًا عن لمعان جسم ما بمجرد النظر إليه. إذا ظهر ساطعًا ، فإن له لمعانًا أعلى مما لو كان خافتًا. ومع ذلك ، يمكن أن يكون هذا المظهر خادعًا. تؤثر المسافة أيضًا على السطوع الظاهري لجسم ما. يمكن أن يبدو لنا نجم بعيد ، ولكن نشط جدًا ، باهتًا بالنسبة لنا من الطاقة الأقل ، ولكنه أقرب.

يحدد علماء الفلك لمعان النجم من خلال النظر في حجمه ودرجة حرارته الفعالة. يتم التعبير عن درجة الحرارة الفعالة بالدرجات كلفن ، وبالتالي فإن الشمس هي 5777 كلفن. يمكن أن يكون الكوازار (جسم بعيد للغاية ونشط في مركز مجرة ​​ضخمة) يصل إلى 10 تريليون درجة كلفن. كل درجة حرارة فعالة تؤدي إلى سطوع مختلف للكائن. ومع ذلك ، فإن الكوازار بعيد جدًا ، وبالتالي يبدو خافتًا.

اللمعان المهم عندما يتعلق الأمر بفهم ما يشغل الجسم ، من النجوم إلى النجوم الزائفة ، هو اللمعان الجوهري. هذا مقياس لكمية الطاقة التي تنبعثها في الواقع في جميع الاتجاهات كل ثانية بغض النظر عن مكان وجودها في الكون. إنها طريقة لفهم العمليات داخل الكائن التي تساعد على جعله ساطعًا.

طريقة أخرى لاستنتاج لمعان النجم هو قياس سطوعه الواضح (كيف يبدو للعين) ومقارنته بمسافة. تبدو النجوم البعيدة أكثر قتامة من تلك الأقرب إلينا ، على سبيل المثال. ومع ذلك ، قد يكون الجسم خافتًا أيضًا لأن الضوء يمتصه الغاز والغبار الذي يقع بيننا. للحصول على قياس دقيق لمعان جسم سماوي ، يستخدم الفلكيون أدوات متخصصة ، مثل مقياس البولومتر. في علم الفلك ، يتم استخدامها بشكل رئيسي في الأطوال الموجية الراديوية - على وجه الخصوص ، النطاق دون المتر. في معظم الحالات ، هذه أدوات مبردة خصيصًا بدرجة واحدة فوق الصفر المطلق لتكون أكثر حساسية لها.

طريقة أخرى لفهم وقياس سطوع الكائن هي من خلال حجمه. من المفيد معرفة ما إذا كنت تحدق بالنجوم لأنها تساعدك على فهم كيف يمكن للمراقبين أن يشيروا إلى سطوع النجوم فيما يتعلق ببعضهم البعض. يأخذ رقم المقدار في الاعتبار لمعان الجسم ومسافة. بشكل أساسي ، يكون جسم الحجم الثاني أكثر سطوعًا بمقدار مرتين ونصف من جسم الحجم الثالث ، ومرتين ونصف مرة أكثر خفوتًا من جسم الحجم الأول. كلما انخفض الرقم ، كلما كان الحجم أكثر إشراقًا. الشمس ، على سبيل المثال ، تبلغ قيمتها -26.7. النجم سيريوس هو حجم -1.46. إنها أكثر سطوعًا بمقدار 70 مرة من الشمس ، ولكنها تقع على بعد 8.6 سنة ضوئية وخافتة قليلاً من خلال المسافة. من المهم أن نفهم أن جسمًا ساطعًا للغاية على مسافة كبيرة يمكن أن يبدو خافتًا جدًا بسبب بعده ، في حين أن الجسم الخافت الأقرب يمكن أن "يبدو" أكثر سطوعًا.

المقدار الواضح هو سطوع جسم كما يظهر في السماء كما نلاحظه ، بغض النظر عن بعده. الحجم المطلق هو حقا مقياس لل حقيقي سطوع كائن. الحجم المطلق لا "يهتم" فعلاً بالمسافة ؛ سيظل النجم أو المجرة ينبعث من تلك الكمية من الطاقة بغض النظر عن بُعد الراصد. وهذا يجعله أكثر فائدة للمساعدة في فهم مدى سطوع الجسم وحارته وكبر حجمه.

في معظم الحالات ، يُقصد من اللمعان ربط كمية الطاقة التي ينبعثها الجسم في جميع أشكال الضوء التي يشعها (بصري ، الأشعة تحت الحمراء ، الأشعة السينية ، إلخ). اللمعان هو المصطلح الذي نطبقه على جميع الأطوال الموجية ، بغض النظر عن مكان وجودها على الطيف الكهرومغناطيسي. يدرس الفلكيون الأطوال الموجية المختلفة للضوء من الأجرام السماوية من خلال أخذ الضوء الوارد واستخدام مطياف أو مطياف "لكسر" الضوء إلى أطوال الموجة المكونة له. تسمى هذه الطريقة "التحليل الطيفي" وتعطي نظرة ثاقبة كبيرة في العمليات التي تجعل الأشياء تلمع.

كل جسم سماوي مشرق في أطوال موجية محددة من الضوء ؛ فمثلا، النجوم النيوترونية عادة ما تكون مشرقة للغاية في الأشعة السينية و مذياع العصابات (وإن لم يكن دائمًا ؛ بعضها أكثر إشراقًا أشعة غاما). ويقال أن هذه الأجسام تحتوي على أشعة سينية عالية ولمعان لاسلكي. غالبًا ما تكون منخفضة جدًا بصري اللمعان.

تشع النجوم في مجموعات واسعة جدًا من الأطوال الموجية ، من المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ؛ بعض النجوم النشطة للغاية مشرقة أيضًا في الراديو والأشعة السينية. تقع الثقوب السوداء المركزية للمجرات في مناطق تعطي كميات هائلة من الأشعة السينية وأشعة جاما وترددات الراديو ، ولكنها قد تبدو معتمة إلى حد ما في الضوء المرئي. يمكن أن تكون سحب الغاز والغبار الساخنة التي تولد فيها النجوم مشرقة جدًا في الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. إن الأطفال حديثي الولادة أنفسهم ساطعون جدًا في الضوء فوق البنفسجي والمرئي.

• يسمى سطوع الكائن لمعانه.
• غالبًا ما يتم تحديد سطوع جسم في الفضاء بواسطة رقم رقمي يسمى حجمه.
• يمكن أن تكون الأجسام "مشرقة" في أكثر من مجموعة أطوال موجية. على سبيل المثال ، تكون الشمس ساطعة في الضوء البصري (المرئي) ولكنها تعتبر أيضًا ساطعة في الأشعة السينية في بعض الأحيان ، وكذلك الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

• كوزموس بارد، coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/luminosity.html.
• "اللمعان | COSMOS. " مركز الفيزياء الفلكية والحوسبة الفائقة، astronomy.swin.edu.au/cosmos/L/Luminosity.
• ماكروبيرت ، آلان. "نظام القوة النجمية: قياس السطوع". سكاي وتلسكوب، 24 مايو 2017 ، www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/.

حرره وراجعه كارولين كولينز بيترسن