Warum sind nahegelegene Sterne wie Proxima Centauri und Barnards Stern mit bloßem Auge nicht sichtbar?

Proxima Centauri ist der der Erde am nächsten liegende Stern außer der Sonne, aber mit bloßem Auge nicht sichtbar, aber weiter entfernte Sterne sind am Nachthimmel leicht zu finden. Warum ist das so?

star-systems apparent-magnitude

— Immanebula
quelle

Von den geschätzten 100 Milliarden Sternen in unserer Galaxie (derzeit 1,2 Milliarden kartiert) sind nur etwa 2000 mit bloßem Auge sichtbar. Wie @john bemerkt, sehen wir diese 2000 Sterne nur, weil sie entweder 1) ziemlich nahe bei uns oder 2) extrem große Sterne sind. Alpha Centauri (was wir sehen können) ist ungefähr so groß wie unsere Sonne. Proxima ist viel kleiner.

— Barrycarter

Sie könnten an diesen physik.stackexchange.com/questions/79954/… physics.stackexchange.com/questions/163999/…

— Rob Jeffries

Es ist ungefähr 5000 am ganzen Nachthimmel, aber natürlich kann man immer nur etwas weniger als die Hälfte sehen.

— Rob Jeffries

@Zaibis Ich habe den 1628-Sterne-Katalog "Katalog der hellsten Sterne" ( cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/Cat?V/53A ) verwendet, den ersten Sternenkatalog, den ich jemals verwendet habe, aber Sie haben Recht : Sie kann Sterne sehen, die schwächer als Stärke 5 sind, wenn die Bedingungen gut sind. Die tatsächliche Zahl liegt wahrscheinlich zwischen 1628 und den 9110 Sternen, die im "Yale Bright Star Catalogue" ( tdc-www.harvard.edu/catalogs/bsc5.html ) bis zur Stärke 7 aufgeführt sind.

— Barrycarter

@RobJeffries Die genaue Zählung etwas komplizierter, wenn Sie pedantisch sein wollen (und anscheinend auch ich), ist die Tatsache, dass die Andromeda-Galaxie und beide Magellanschen Wolken mit bloßem Auge gesehen werden können, was nur möglich ist, weil sich das Licht all dieser Sterne verbindet um sie in dieser Entfernung sichtbar zu machen. Also je nachdem , wie wichtig es ist , dass Sie in der Lage zu unterscheiden , die Sterne voneinander, ist die Zahl irgendwo zwischen 5000 und 1.000.000.000.000 Sternen.

— Ray

Antworten:

Johns Antwort ist richtig. Für ein paar weitere Details:

Die Helligkeit der Sterne entspricht ungefähr der 4. Potenz ihrer relativen Masse. Dies fällt bei sehr großen Sternen etwas ab, bei kleineren Sternen jedoch im Stadion. (Rote Riesenphasen nicht enthalten.)

Proxima Centauri ist ungefähr 12% der Masse unserer Sonne und ungefähr 14% des Sonnendurchmessers. Bei 12% seiner Masse beträgt seine Helligkeit nach der 4. Potenzregel etwa 0,02% oder 1 / 5.000stel so hell. Das ist totales Licht. Da es kleiner und kälter ist, befindet sich ein Großteil dieses Lichts im Infrarotbereich, den wir nicht sehen können. In Bezug auf sichtbares Licht oder visuelle Größe ist es ungefähr 1 / 20.000stel so hell wie unsere Sonne. Das heißt, damit es im sichtbaren Licht so hell ist wie unsere Sonne von der Erde, müsste es ungefähr 1 Million km entfernt sein. Wenn es so weit entfernt wäre wie Pluto, durchschnittlich etwa 40 AE, würde es bei Venus 'höchster Helligkeit mit einer deutlichen roten Farbe nicht sehr anders aussehen als Venus.

Größere Sterne können eine Helligkeit haben, die über 100.000 Mal heller ist als unsere Sonne. Da die Masse des Sterns die Helligkeit auf etwa die 4. Potenz beeinflusst, kommt es wirklich auf die Größe an.

Die Entfernung ist ebenfalls wichtig, aber nur bis zum Quadrat der Entfernung, daher ist die Masse des Sterns wichtiger. Hier ist ein Artikel mit einer Tabelle der visuell hellsten Sterne am Himmel. Negative und kleinere Zahlen entsprechen einer größeren Helligkeit.

Es mag selbstverständlich sein, aber praktisch keiner der Sterne, die mit bloßem Auge gesehen werden können, sind rote Zwergsterne, obwohl sie die häufigste Art von Sternen sind. Sie sind zu dunkel, als dass wir sie in mehreren Lichtjahren Entfernung sehen könnten.

— userLTK
quelle

Tatsächlich sind fast alle mit bloßem Auge sichtbaren Sterne (ich bin sicher, Sie können die Ausnahmen nennen) leuchtender als die Sonne.

— Rob Jeffries

@RobJeffries Danke dafür. Ich vermutete, dass dies der Fall sein könnte, wollte es aber nicht sagen, ohne es genau zu wissen.

— userLTK

Sterne variieren stark in Größe und Helligkeit. Die Sterne in der Nähe, die Sie erwähnt haben, sind weniger hell als viele Sterne, die viel weiter entfernt sind. Wir sehen die hellen Sterne, aber nicht die weniger hellen. Es ist wie ein Vergleich der Wirksamkeit der alten 2-Batterie-Taschenlampe mit der 5-Batterie-Taschenlampe. Beide sind Taschenlampen, aber eine ist viel heller als die andere.

— jmh
quelle