Lichtkracht van sterren en andere hemellichamen

Sterren zijn niet allemaal even helder. In feite zijn slechts de helderste sterren op een wolkeloze nacht zichtbaar voor het blote oog. Dat zijn er ongeveer 5000.

door Gerben de Jong

Maar de meeste sterren kunnen we niet zien omdat ze niet genoeg lichtindruk maken op ons netvlies. Lichtindruk wordt magnitude genoemd. De magnitude van een ster hangt van twee dingen af:

De eerste factor is alleen afhankelijk van de ster zelf. De tweede factor is afhankelijk van de plaats van de ster ten opzichte van onze positie in het heelal. Wanneer je naar de zon kijkt vanaf de aarde, zie je een bepaalde lichtsterkte. Op een twee keer zo grote afstand is die lichtsterkte vier keer zo klein omdat dezelfde hoeveelheid licht zich over een vier zo groot oppervlak moet verdelen.


Hipparchus stelde in de Griekse oudheid al een classificatie voor om de sterren in te delen in helderheidsklassen. Hij koos voor de heldere ster Wega het getal 0 en voor de zwakst zichtbare sterren het getal 6. Dus hoe zwakker een ster, hoe hoger het getal. Sterren die boven de 6 zitten schijnen te zwak en kun je niet met het blote oog zien. Als een ster 5 punten hoger zit dan een helderder ster, dan is die ster honderdmaal zo zwak als die heldere ster. Dit betekent dat elke keer dat je 1 punt stijgt op deze schaal de ster 2,512 keer zo zwak in lichtkracht is. (2,5125 = 100) Dit is na te gaan in de tabel hiernaast. In de formule voor de lichtsterkte vul je de schijnbare magnitude m in en je krijgt het getal rechts in de tabel.

Tegenwoordig wordt deze helderheidsschaal nog steeds gebruikt. Ondertussen is de schaal uitgebreid met waarden voor nog veel zwakkere sterren. Maar die kun je alleen met een telescoop zien.
Onze eigen zon heeft een schijnbare magnitude van -26,83. Dit getal is zo “groot” (maar wel negatief!) omdat de zon zo helder is. Dat komt omdat de zon heel dichtbij staat in vergelijking met andere sterren. Wanneer je alle sterren op een afstand van 10 parsec zou zetten kun je de sterren pas goed vergelijken. En dan zou onze zon op 4,74 uitkomen. Een heel gemiddelde niet zo heldere ster dus. Deze 4,74 noem je de absolute (visuele) magnitude. Dus gemeten vanaf een bol van 10 parsec om de aarde heen. Dan heeft de afstand geen invloed meer op de meting en kun je de werkelijke helderheid van de sterren zelf vergelijken. Een formule om de absolute magnitude te berekenen uit de schijnbare magnitude is:

M = m + 5 – 5.10log(r) waarbij r de afstand van de ster tot de aarde in parsec is en m de schijnbare magnitude. Die 10log is een knopje op je rekenmachine (de 10 wordt weggelaten, er staat alleen “log”).

Sirius staat op een afstand van 2,64 parsec. De schijnbare magnitude van Sirius is -1,46. Maar dat is deels omdat Sirius redelijk dichtbij staat. Op een afstand van 10 parsec wordt de absolute helderheid: M = -1,46 + 5 - 5×10log (2,64) = 1,43.

De maan heeft een schijnbare magnitude van maximaal -12,92. Dat is 400.000 keer zo zwak als de zon. Het International Space Station is maximaal -5,9. Dus die is goed te zien als de zon er mooi op schijnt terwijl het station over ons heen vliegt. De helderheid van de meteoren in de meteorenregen op de Perseïden Barbecue wordt ook met een getal aangegeven. Dit getal is een schatting op dezelfde schaal als die van de sterren. Dus 3 is lichtzwakker dan 2. En 2 is weer minder helder dan 1. -1 is al echt fel. Maar als er een meteoor met een magnitude van -10 aan komt, moet je hollen…




Meer lezen van Gerben de Jong.

Gerben de jong is voorzitter van Sterrenvereniging Astra Alteria en heeft als docent natuurkunde op het Marnix College te Ede gewerkt. Op het Marnix College en ook op de school waar hij voor het Marnix werkte heeft hij jaarlijks een clubje brugklasleerlingen begeleid die geïnteresseerd waren in sterrenkunde: de Milky Way Club. Gerben wil ons graag laten zien hoe mooi en vooral wijds de sterrenhemel is.



Afdrukken