قدر ستاره ها را بدانيم!

تا کنون در شب از دور نور چراغ هاي يک شهر يا روستا را ديده ايد؟ برخي پُر نور و برخي کم نورتر به نظر مي رسند. آيا مي توانيد بگوييد کدام چراغ واقعاً پر نورتر ياکدام يک کم نورتر است؟ درباره ي ستاره ها چطور؟ هنگامي که به آسمان نگاه مي کنيم نيز برخي از ستاره ها پر نورتر از ديگران به نظر مي رسند. چگونه مي توانيم بيان کنيم که يک ستاره چقدر از ديگر ستاره ها پُر نورتر يا کم نورتر است؟
هر وقت بخواهيم يکي از کميت هاي فيزيکي را در مورد دو جسم با هم مقايسه کنيم، بايد به آن کميت «عدد» نسبت بدهيم. براي نمونه، اگر بگوييم طول ميز بلندتر از طول مداد است، هيچ کس متوجه نخواهد شد که طول ميز چقدر است. بنابراين بايد طول ميز و مداد را با عددهاي قابل مقايسه بيان کنيم تا شنونده به ميزان بزرگي ميز پي ببرد. براي مقايسه ي شدت نوري که از ستاره ها مي بينيم هم بايد بتوانيم به آن ها «عدد» نسبت بدهيم.

نخستين بار يکي از منجمان يوناني به نام هيپارخوس (يا ابرخس)، در قرن دوم پيش از ميلاد، اين کار را انجام داد. او ستاره ها را از نظر درخشندگي ظاهري که با چشم ديده مي شوند، به 6 دسته تقسيم کرد و اين دسته ها را «قدر» ناميد. پر نورترين ستاره ها در رشته ي قدر 1 و کم نورترين ستاره هايي که با چشم ديده مي شوند، در دسته ي قدر 6 جاي گرفته بودند. يعني ستاره هاي قدر اول، پر نورتر از ستاره هاي قدر دوم و ستاره هاي قدردوم، پر نورتر از ستاره هاي قدر سوم بودند. پس هر چه ستاره پر نورتر بود، قدرش کمتر بود. امروز، هنوز هم از مقياس قدر براي مقايسه ي درخشندگي ظاهري که از ستاره مي بينيم، استفاده مي کنيم.
ستاره هاي ملاقه ي دب اکبر از قدر حدود 2 و ستاره ي دُبُران در صورت فلکي ثور و قلب العقرب در صورت فلکي عقرب، تقريباً از قدر 1 و ستاره ي آلفا-قنطورس و نسرِ واقع از قدر حدود صفر هستند.

البته جدول هايي که امروز اخترشناسان از آن استفاده مي کنند، با جدولي که هيپارخوس تهيه کرده بود متفاوت است. جدول هيپارخوس خطاي بسياري داشت، زيرا ستاره هايي که او در يک دسته جاي داده بود، همه قدر يکساني نداشتند. به عنوان نمونه، ستاره ي شباهنگ که قدرش 1/5- و يدالجوزا که قدرش 1+ است، هر دو از دسته ي ستاره هاي قدر 1 قرار داشتند. هيپارخوس از قدر صفر يا قدر منفي در جدولش استفاده نکرده بود. ما امروز ستاره هايي را که پر نورتر از ستاره هاي قدر صفر ديده مي شوند، با قدرهاي منفي نشان مي دهيم. درخشندگي ظاهري سياره ها وديگر اجرام آسماني هم با قدر بيان مي شود. مشتري در بيشترين درخشندگي از قدر حدود 2- و زهره از قدر حدود 4- ديده مي شوند. قدر خورشيد، که پر نورترين جسم در آسمان است، 26/7- است.
مقياس قدر بر پايه ي نور ظاهري اي که از ستاره ها مي بينيم، استوار است. اما نکته ي جالب توجه اين است که واکنش چشم ما نسبت به شدت نوري که وارد چشم ما مي شود، خطي نيست! يعني اگر شدت نور جسمي 2برابر ديگري باشد، تفاوت درخشندگي اين دو جسم در چشم ما کمتر از 2 به نظر مي رسد.
از نظر چشم انسان، ستاره هاي قدر اول 5 بار پُر نورتر از ستاره هاي قدر ششم هستند، اما اگر از ابزارهاي نورسنج استفاده کنيم متوجه مي شويم که در واقع ستاره هاي قدر اول، 100 بار پر نورتر از ستاره هاي قدر ششم هستند! يعني ستاره هاي قدر اول، حدود 2/51 بار پر نورتر از ستاره هاي قدر دوم و ستاره هاي قدر دوم، 2/51 بار پر نورتر از ستاره هاي قدر سوم هستند. بنابراين ستاره هاي قدر اول، 2/51×2/51، يعني حدود 6/3 بار پر نورتر از ستاره هاي قدر سوم هستند و به همين ترتيب مي توانيم حساب کنيم که ستاره هاي با اختلاف قدر مشخص، در واقع چقدر اختلاف درخشندگي دارند.

در ابتدا قدر همه ي ستاره ها را با قدر ستاره ي قطبي مي سنجيدند. در قرن نوزدهم، ستاره هاي دُبُران و نسر طائر که از قدر اول هستند، به عنوان مبنا انتخاب شدند. سرانجام در سال 1953/1332 دو اخترشناس به نام هاي جانسون و مورگان قدر تعدادي از ستاره ها را به دقت تعيين کردند. امروزه ستاره ي نسر واقع، يا همان آلفا - شلياق با قدر صفر، به عنوان مبنا به کاربرده مي شود.
همان گونه که با نگاه کردن از دور به چراغ هاي شهر نمي توانيم بگوييم که واقعاً کدام پرنورتر است، با مقايسه ي قدر ظاهري ستاره ها نيز نمي توانيم بفهميم که واقعاً کدام پر نورتر است. هنگامي که به ستاره هاي آسمان نگاه مي کنيم، مي بينيم که ستاره ي شباهنگ از نظر ظاهري پر نورترين ستاره ي آسمان است و در ظاهر، نسر واقع پر نورتر از ستاره ي رِدف، در صورت فلکي دجاجه به نظر مي رسد، اما در واقع رِدف صدها برابر پر نورتر از نسر واقع است، اما چون بسيار دورتر است، در ظاهر کم سوتر به نظر مي رسد. براي اين که بتوانيم درخشندگي واقعي ستاره ها را با هم مقايسه کنيم، بايد از فاصله ي يکساني به آن ها نگاه کنيم. اخترشناسان براي اين کار به طور قراردادي فاصله ي 10 پارسکي (32 سال نوري) را انتخاب کرده اند. اگربتوانيم همه ي ستاره ها را در فلاصله ي استاندارد 32 سال نوري قرار بدهيم، درخشندگي اي که از ستاره ها مي بينيم، قدر مطلق نام دارد.
با مقايسه ي قدر مطلق ستاره ها مي توانيم تشخيص بدهيم که کدام ستاره واقعاً پر نورتر است.
خورشيد که پرنورترين جسم آسماني است و حيات همه ي موجودات زنده ي زمين به آن وابسته است، اگر در فاصله ي 10 پارسکي قرار بگيرد از قدر 4/86 ديده خواهد شد، در حالي که قدر مطلق رِدف 7- است. يعني خورشيد ما در مقايسه با ديگر ستاره ها چندان هم ستاره ي پر نورتر و مهمي به حساب نمي آيد.
از مقايسه ي قدر ظاهري و قدر مطلق ستاره ها مي توان به فاصله ي ستاره ها پي برد. اگر فاصله ي ستاره اي دو برابر شود، شدت نور دريافتي (درخشندگي ستاره) يک چهارم و با سه برابر شدن فاصله، نور دريافتي، يک نهم مي شود. هر چه درخشندگي ظاهري کمتر شود، قدر ظاهري هم کمتر مي شود. ستاره هايي که در فاصله ي 10 پارسکي قرار دارند، قدر مطلق و ظاهري آن ها با هم برابر است. ستاره هايي که فاصله ي واقعي آن ها از 10 پارسک بيشتر است، قدر مطلق شان کمتر از قدر ظاهري شان است و ستاره هايي که فاصله ي واقعي شان از 10 پارسک کمتر است، قدر مطلق شان بيشتر از قدر ظاهري شان است.
شايد تشخيص و مقايسه ي قدر ظاهري ستاره ها در ابتدا کار مشکلي به نظر برسد، اما با استفاده از جدول هايي که قدر ظاهري ستاره هاي مشهور در آن موجود است، با کمي مقايسه و تمرين مي توانيد با نگاه کردن به اجرام آسماني، نور ظاهري آن ها را تخمين بزنيد.

منبع: نجوم، شماره 191