Magnitude apparente
| Magnitude | Objet céleste |
|---|---|
| -26,8 | Soleil |
| -12,6 | Pleine Lune |
| -4,4 | magnitude maximale de Vénus |
| -2,8 | magnitude maximale de Mars |
| -1,5 | Étoile la plus brillante: Sirius |
| -0,7 | Seconde étoile la plus brillante: Canopus |
| +6,0 | Étoile la plus faible visible à l'œil nu |
| +12,6 | Quasar le plus lumineux |
| +30 | Objets les plus faibles visibles par le télescope spatial Hubble |
En astronomie, la luminosité mesurée depuis la Terre d'une étoile, d'une planète ou d'un autre objet céleste est exprimée en magnitude apparente.
L'échelle des magnitudes est inhabituelle car elle est logarithmique et inversée c'est-à-dire que
- les magnitudes les plus faibles correspondent aux objets les plus brillants (voir encadré ci-contre) ;
- un gain d'une magnitude correspond à un objet 2,5 fois moins brillant.
| Sommaire |
Origine
L'origine de cette échelle remonte à l'antiquité où l'on pense, qu'au IIe siècle av. J.-C., Hipparque classait déjà les étoiles en six catégories selon leur luminosité apparente. Les étoiles les plus brillantes étaient de première magnitude, les suivantes de seconde magnitude et ainsi de suite jusqu'à la sixième magnitude pour les étoiles les moins brillantes encore visible à l'œil nu, ce qui explique le caractère inversé de l'échelle. Cette méthode de classement par luminosité a été ensuite popularisée dans l'Almageste de Ptolémée.
Magnitude-scale.png
En 1856, Norman Pogson remarqua qu'une différence de 5 magnitudes dans le système traditionnel correspondait en intensité lumineuse à un rapport d'intensité lumineuse à un rapport de 100 (voir figure ci-dessus). En d'autres termes, l'échelle est logarithmique, ce qui s'explique aujourd'hui par la sensibilité logarithmique de l'œil à la lumière.
Formulation analytique
L'échelle logarithmique de magnitude m s'explique en fonction du flux lumineux F reçu sur terre :
,
où F0 est le flux à magnitude zéro, l'origine de l'échelle. Elle est choisie de sorte à ce que le système reproduise le mieux possible le système de l'Antiquité. L'obtention du flux à partir de la magnitude utilise la fonction inverse :
.
Ont été pris tour à tour comme référence :
- l'étoile polaire, de magnitude 2, mais elle a été abandonnée en raison de sa variabilité ;
- Véga, de magnitude 0, mais elle a été abandonnée, du moins dans l'infrarouge, après la découverte de son excès en infrarouge thermique ;
- une valeur arbitraire fixée du flux F0, qui est la méthode employée aujourd'hui dans les bandes spectrales standard.
Différents types de magnitudes
Magnitude et bande spectrale
Lorsque la luminosité mesurée concerne l'ensemble des longueurs d'onde du spectre électromagnétique, il s'agit d'une magnitude bolométrique.
Cependant, dans la plupart des cas, la magnitude ne mesure qu'une partie étroite du spectre électromagnétique appelée bande spectrale. La bande spectrale la plus utilisée en astronomie amateur est la bande V (visuelle, aux alentours de 545 nm) qui correspond grosso modo à la sensibilité de l'œil. Un magnitude en bande V est dite magnitude visuelle et est notée V. Les autres bandes courantes du spectre optique sont U (ultraviolet), B (bleu), R (rouge).
Magnitude surfacique
Pour les objets étendus comme les galaxies, on utilise la magnitude surfacique, c'est-à-dire la magnitude atteinte par une seconde d'arc carrée de l'objet.
Voir aussi
- magnitude
- objets célestes