Возможность измерять и сравнивать блеск разных звезд привела к открытию новой области в астрономии – колориметрии. Колориметрия – это измерение цвета звезд и его изучение.
Ощущение цвета чисто субъективное, оно зависит от реакции сетчатки глаза наблюдателя. Цветочувствительность глаза человека ограничена примерно следующей областью: от фиолетовых лучей (λ = 4 000 Å) до красных лучей (λ = 7 500 Å). Звезды излучают энергию во всех диапазонах электромагнитного спектра, не только в видимой области. Цвета звезд определяются отношением интенсивностей излучения в двух или нескольких областях спектра.
Вначале цвет звезд предложили измерять при помощи фотографий. Если звезду сфотографировать на две фотопластинки, одна из которых чувствительна к более коротким, синим лучам, а вторая – к более длинным, красным лучам, то почернение, то есть видимая звездная величина на разных фотопластинках будет разная. Разность между фотографическими звездными величинами назвали показателем цвета CI (англ. color index).
CI = m(λ1) – m(λ2).
Цвет звезды, таким образом, определяется распределением энергии в спектре F(λ) как разница звездных величин на разных длинах волн:
m(λ1) – m(λ2) = – 2,5 lg(aF(λ1)/bF(λ2)),
где a, b – коэффициенты, зависящие от прибора. Красные звезды имеют положительные показатели цвета, а бело-голубые звезды – отрицательные.
С развитием техники фотометрических измерений и появлением фотоумножителей договорились употреблять систему цветов U, B, V. Система U, B, V заменила прежнюю фотографическую и фотовизуальную систему определения цветов.
Система цветов U измеряет звездные величины в ультрафиолетовой области спектра, система цветов В – в обычной фотографической области, которая соответствует синим лучам, а система цветов V – в области того цвета, который преобладает в освещении нашей планеты, т.е. желтого цвета.
Диапазон | U | В | V | | ultraviolet | blue | visual | Эффективная длина волны λ, Å | 3 650 | 4 400 | 5 500 | Ширина диапазона Δλ в области, Å | 700 | 1 000 | 1 400 |
Показатель цвета B-V позволяет сравнивать интенсивности излучения в синих и желтых лучах, а показатель цвета U-B в ультрафиолетовом и синем диапазоне спектра.
Условились считать, что показатель цвета B-V для звезды класса АО равен нулю. Это соответствует потоку квантов с длиной волны λ = 5 550 Å.
Зависимость между показателем цвета и спектральными классами для звезд главной последовательности.
Спектральный класс | Показатель цвета B-V | Цвет звезды | Температура, К | О5 | -0,35 | Голубоватый | 40 000 | В5 | -0,16 | Бело-голубой | 15 500 | А0 | 0 | Белый | 10 000 | F5 | +0,42 | Желтовато-белый | 6 600 | G5 | +0,70 | Желтый | 5 500 | K5 | +1,18 | Оранжево-красный | 4 000 | M5 | +1,63 | Красный | 3 000 |
Если показатель цвета звезды главной последовательности отрицательный, то это звезда ранних спектральных классов с температурой поверхности больше 10 000 К. Если показатель цвета положительный, то это звезда поздних спектральных классов с температурой поверхности менее 10 000 К. Таким образом, в колориметрии устанавливается связь между показатель цвета B-V, спектральным классом и температурой фотосферы для звезд главной последовательности. |