Magnitude apparente

La magnitude apparente est une mesure de l'irradiance d'un objet céleste observé depuis la Terre. Utilisée quasi-exclusivement en astronomie, la magnitude est une échelle logarithmique inverse dans laquelle la magnitude augmente d'une unité...



Catégories :

Photométrie (astronomie) - Photométrie - Mesure physique - Métrologie - Échelle - Repère logarithmique

Définitions :

  • Une mesure utilisée pour indiquer la luminosité d'une étoile dans le ciel. Plus le nombre est petit, plus l'objet reconnu est brillant. Les objets les plus faibles visibles dans les télescopes géants ont une magnitude de +30.... (source : atunivers.free)
  • Echelle de mesure de l'éclat apparent d'un astre observé depuis la Terre. L'œil nu permet d'observer des astres jusqu'à la magnitude 6. (Soleil : -26; Pleine Lune : -12; Vénus : -4; Sirius : -1; étoile polaire : +2) (source : aas-saint-laurent-blangy)
Échelle des magnitudes apparentes
V
(mag)
Objet céleste
-26, 7 Soleil
-12, 6 Pleine Lune
-4, 6 Magnitude maximale de Vénus[1]
-2, 9 Magnitude maximale de Mars[2]
-1, 5 Étoile la plus brillante (Sirius)
-0, 7 Deuxième 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 observés (Hubble)
Voir aussi Liste des étoiles les plus brillantes

La magnitude apparente est une mesure de l'irradiance d'un objet céleste observé depuis la Terre. Utilisée quasi-exclusivement en astronomie, la magnitude est une échelle logarithmique inverse dans laquelle la magnitude augmente d'une unité quand l'irradiance est divisé par ≈2, 51. Il est commun de définir la magnitude zéro comme étant celle de l'étoile Véga, aux erreurs d'étalonnage près.

La magnitude peut être donnée dans une ou plusieurs bandes spectrales (exemple filtres U, B, V du système photométrique de Johnson) ou bien considérer le flux émis sur la totalité du spectre électromagnétique (magnitude bolométrique).

Origine

L'origine de l'échelle des magnitudes remonte à l'Antiquité où on pense qu'au IIe siècle av. J. -C. Hipparque classait déjà les étoiles en six catégories (appelées «grandeurs») selon leur grandeur 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 toujours visibles à l'œil nu, ce qui explique le caractère inversé de l'échelle comparé à la luminosité perçue. Cette méthode de classement par luminosité a été ensuite popularisée dans l'Almageste de Ptolémée.

Échelle des magnitudes et échelle des flux.

En 1856, Norman Pogson remarqua qu'une différence de 5 magnitudes dans le dispositif respectant les traditions correspondait en intensité lumineuse à un rapport de 100 (voir figure ci-dessus). En d'autres termes, l'échelle est logarithmique. L'explication vient actuellement du fait que la sensibilité de l'œil à la lumière est logarithmique (loi de Weber-Fechner). Ainsi, l'échelle des magnitudes n'est que la transcription mathématique de la vision de l'œil.

Formulation analytique

La magnitude apparente m s'écrit :

m \,=\, -2P\log_{10}( F ) + \text{C} = -2P\log_{10} [ L (d/10)ˆ{-2}] + \text{C}

F est le flux effectivement reçu sur Terre, qui lui s'exprime comme étant la luminosité L intrinsèque de l'étoile, divisée par le carré de la distance d exprimée en parsec et ramenée par convention à 10 parsecs par suite de la définition de la magnitude absolue. C est une constante (en fait un flux F0 de référence) servant à définir l'origine de l'échelle. Couramment, ce flux de référence est basé sur une calibration de l'étoile Véga à 555, 6 nm de 3, 52.10-23 W/m²/Hz pour une magnitude de 0, 048[3].

Par le passé, la référence était α Ursæ Minoris, l'étoile polaire, de magnitude 2, mais elle a été abandonnée à cause de sa variabilité. [réf.  nécessaire] De même, la magnitude soi-disant nulle de Véga fut aussi utilisée, mais elle a été abandonnée, du moins dans l'infrarouge, après la découverte de son excès en infrarouge thermique. Cette découverte a été faite lors du lancement du satellite IRAS, lors de sa calibration vers l'étoile Véga. On constata tandis qu'elle est entourée de poussières. La calibration actuelle est néanmoins basée sur cette étoile.

Différentes magnitudes

Bande spectrale

Quand la luminosité mesurée concerne la totalité des longueurs d'onde du spectre électromagnétique, c'est une magnitude bolométrique.

Cependant, dans la majorité des cas, la magnitude ne mesure qu'une partie étroite du spectre électromagnétique nommée 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. Une magnitude en bande V est dite magnitude visuelle et est notée V. Les autres bandes courantes du spectre optique sont U (ultraviolet), B (bleu) et R (rouge).

Magnitudes 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.


Notes et références

Voir aussi

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 11/11/2010.
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