¿Bajo qué circunstancias los astrónomos se referirían al brillo de una estrella en términos de magnitud absoluta en lugar de luminosidad?

Answer 1

Los astrónomos hablan de la magnitud absoluta de un objeto cuando hablan de cómo observar ese objeto o para compararlo con otros objetos. Aquí hay algunos artículos que dan las magnitudes absolutas de

Quásar en banda J: Wu et al. 2015
Supernovas Superluminosas (SLSN): Gal-Yam 2012
Wolf Rayet Star: Gal-Yam et al. 2014

Uno de los propósitos detrás de hablar de la magnitud absoluta de un objeto en lugar de su luminosidad es decir cómo observas ese objeto. Por ejemplo, un telescopio de 2 metros que realiza una espectroscopia puede tener un límite de magnitud 19, por debajo del cual no puede obtener un espectro óptico. Eso me dice que si estoy tratando de observar un objeto como el SLSN (aproximadamente -21 de magnitud absoluta), puedo verlos en galaxias a

[math] d = 10 ^ {1+ \ frac {\ mu} {5}} = 10 ^ {1+ \ frac {19 + 21} {5}} = 10 ^ {9} [/ math]

o alrededor de mil millones de parsecs, que corresponde a un corrimiento al rojo de aproximadamente z = 0.25. Esa es una distancia bastante grande que abarca una gran cantidad de volumen (aproximadamente 4.2 Gpc-cubed en el volumen comoving), por lo que aunque estos objetos son relativamente raros, mi telescopio de 2 metros debería poder observar aproximadamente 40 de estos por año, según la Tarifas en papel de Avishay SLSN. ¡Bueno saber!

Otra razón por la que hablamos de magnitud absoluta en lugar de luminosidad es para comparación. La magnitud absoluta es una escala logarítmica, lo que significa que representa con mayor precisión las incertidumbres en las mediciones de brillo que de luminosidad. Por ejemplo, mi objeto puede ser extremadamente débil, por lo que tiene un 80% de incertidumbre en su luminosidad. En escala de magnitud, este valor es más simple. Si mi objeto tiene una magnitud de

[math] M = -2.5 \ log \ frac {L} {L _ {\ odot}} [/ math]

entonces la incertidumbre corresponde a una cantidad adicional en la escala de magnitud,

[math] M ‘= -2.5 \ log \ frac {1.8 L} {L _ {\ odot}} [/ math]
[math] = -2.5 (0.255 + \ log \ frac {L} {L _ {\ odot}}) [/ math]
[math] = M – 0.64 [/ math]

es decir, mi incertidumbre es solo [math] M \ pm 0.64 [/ math] en lugar de 80%. Esto parece trivial, pero refleja cómo se mide realmente la luz. Debido a la naturaleza de la señal y el ruido en los detectores de fotones, su incertidumbre siempre será un porcentaje de su señal. Es más simple poder reportar esa incertidumbre como una barra de error en la magnitud absoluta.

Answer 2

La magnitud absoluta es una escala logarítmica directamente relacionada con la luminosidad o la salida de energía total de un objeto astronómico. Una escala logarítmica es más conveniente de usar cuando se comparan objetos de luminosidad muy diferente. La escala de magnitud absoluta también se convierte fácilmente a una magnitud aparente que indica qué tan visible será un objeto cuando se observa en un telescopio.