Tại sao những ngôi sao gần đó như Proxima Centauri và ngôi sao của Barnard không thể nhìn thấy bằng mắt thường?

Proxima Centauri là ngôi sao gần trái đất nhất ngoài mặt trời mà mắt thường không nhìn thấy được, nhưng những ngôi sao ở xa hơn có thể dễ dàng tìm thấy trên bầu trời đêm. Tại sao vậy?

star-systems apparent-magnitude

— immanebula
nguồn

Trong số 100 tỷ ngôi sao ước tính trong thiên hà của chúng ta (1,2 tỷ hiện đang được lập bản đồ), chỉ có khoảng 2000 có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Như @john lưu ý, lý do duy nhất chúng ta thấy 2000 ngôi sao này là vì chúng là 1) khá gần với chúng ta hoặc 2) sao cực lớn. Alpha Centauri (mà chúng ta có thể thấy) có kích thước bằng mặt trời của chúng ta. Proxima nhỏ hơn nhiều.

— barrycarter

Bạn có thể quan tâm đến những vật lý này.stackexchange.com/questions/79954/ Liệu vật lý.stackexchange.com / questions /163999 / trộm

— Rob Jeffries

Đó là khoảng 5000 trên toàn bộ bầu trời đêm, nhưng tất nhiên bạn chỉ có thể nhìn thấy ít hơn một nửa bất cứ lúc nào.

— Rob Jeffries

@Zaibis Tôi đã tham gia "Danh mục những ngôi sao sáng nhất" năm 1628 ( cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/Cat?V/53A ), danh mục sao đầu tiên tôi từng sử dụng, nhưng bạn đã đúng: có thể thấy sao mờ hơn 5 độ khi điều kiện tốt. Con số thực có lẽ nằm trong khoảng từ 1628 đến 9110 ngôi sao được liệt kê trong "Danh mục sao sáng Yale" ( tdc-www.harvard.edu/catalogs/bsc5.html ) xuống tới cường độ 7.

— barrycarter

@RobJeffries Làm phức tạp một chút số lượng chính xác nếu bạn muốn trở thành nhà mô phạm (và rõ ràng là tôi làm) là thực tế rằng thiên hà Andromeda và cả hai đám mây Magellanic có thể được nhìn thấy bằng mắt thường, điều này chỉ có thể bởi vì ánh sáng từ tất cả các ngôi sao đó kết hợp với nhau để làm cho chúng có thể nhìn thấy ở khoảng cách đó. Vì vậy, tùy thuộc vào mức độ quan trọng của việc bạn có thể phân biệt các ngôi sao với nhau, số lượng nằm ở khoảng từ 5000 đến 1.000.000.000.000 sao.

— Ray

Câu trả lời:

Câu trả lời của John là chính xác. Để biết thêm chi tiết:

Độ sáng của sao phát ra gần bằng sức mạnh thứ 4 của khối lượng tương đối của chúng. Điều này rơi ra một chút đối với các ngôi sao rất lớn, nhưng đối với các ngôi sao nhỏ hơn thì đó là trong sân bóng. (Không bao gồm các pha khổng lồ đỏ.)

Proxima Centauri chiếm khoảng 12% khối lượng mặt trời của chúng ta và khoảng 14% đường kính của mặt trời. Với 12% khối lượng của nó, độ sáng của nó, sử dụng quy tắc năng lượng thứ 4, là khoảng 0,02% hoặc 1 / 5.000 như sáng. Đó là toàn bộ ánh sáng. Bởi vì nó nhỏ hơn và lạnh hơn, phần lớn ánh sáng đó nằm trong phạm vi hồng ngoại mà chúng ta không thể nhìn thấy. Xét về ánh sáng khả kiến hoặc cường độ thị giác, nó sáng khoảng 1 / 20.000 so với mặt trời của chúng ta. Điều đó có nghĩa là, để nó sáng như mặt trời của chúng ta từ Trái đất trong ánh sáng khả kiến, nó sẽ cần cách xa khoảng 1 triệu KM. Nếu nó ở xa như Sao Diêm Vương, trung bình khoảng 40 AU, nó sẽ trông rất khác so với Sao Kim ở độ sáng cực đại của Sao Kim, với màu đỏ khác biệt.

Những ngôi sao lớn hơn có thể có độ sáng hơn 100.000 lần so với Mặt trời của chúng ta. Vì vậy, vì khối lượng của ngôi sao ảnh hưởng đến độ sáng tới khoảng năng lượng thứ 4, nên điều thực sự xảy ra là vấn đề kích thước.

Khoảng cách cũng quan trọng, nhưng chỉ đến bình phương của khoảng cách, vì vậy khối lượng của ngôi sao quan trọng hơn. Đây là một bài viết với một biểu đồ của những ngôi sao sáng nhất trên bầu trời. Số âm và số nhỏ hơn tương ứng với độ sáng lớn hơn.

Có thể không cần phải nói, nhưng hầu như không có ngôi sao nào có thể nhìn thấy bằng mắt thường là những ngôi sao lùn đỏ mặc dù chúng là loại sao phổ biến nhất. Chúng quá mờ để chúng ta nhìn thấy ở khoảng cách nhiều năm ánh sáng.

— người dùngLTK
nguồn

Trên thực tế, hầu hết tất cả các ngôi sao có thể nhìn thấy bằng mắt thường (tôi chắc chắn bạn có thể đặt tên cho các ngoại lệ) sáng hơn Mặt trời.

— Rob Jeffries

@RobJeffries Cảm ơn bạn vì điều đó. Tôi nghi ngờ đó có thể là trường hợp nhưng không muốn nói mà không biết chắc chắn.

— dùngLTK

Sao thay đổi rất nhiều cả về kích thước và độ sáng. Những ngôi sao gần đó mà bạn đề cập ít sáng hơn nhiều ngôi sao ở xa hơn nhiều. Chúng ta thấy những ngôi sao sáng nhưng không phải là những ngôi sao kém sáng hơn. Nó giống như so sánh hiệu quả của đèn pin 2 pin cũ với đèn pin 5 pin. Cả hai đều là đèn pin nhưng một cái sáng hơn nhiều so với cái kia.

— jmh
nguồn