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La magnitude des objets

Rubrique: Articles : information générale
Auteur : , Dédé de St Fé

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Les magnitudes !
Au IIème siècle ap.J.C, Hipparque a eu l’excellente idée de classer les étoiles suivant leur éclat. Pour cela il a établi un tableau de six grandeurs, les plus brillantes étant de première grandeur et les plus faibles (à l’œil nu) de sixième grandeur !



Au XIVème siècle, des mesures ont montrées qu’une différence de 5 magnitudes correspondaient à environ un facteur de 100 en éclat, l’échelle de magnitude a donc été logiquement établie de façon à ce qu’un facteur 100 soit équivalent à 5 magnitudes ce qui a donné ce tableau :
mag 1 : 2,512 fois
mag 2 : 6,31 fois
mag 3 : 15,81 fois
mag 4 : 39,81 fois
mag 5 : 100 fois
mag 6 : 251 fois
mag 7 : 631 fois
mag 10 : 10 000 fois
mag 15 : 1 000 000 fois


Cependant, il y a des objets qui sont plus lumineux que la magnitude 0, donc on obtient une magnitude dite négative, ainsi notre Soleil (objet le plus lumineux) a une magnitude de -26,8 !
Liste des 10 étoiles les plus brillantes du ciel (hormis le Soleil) :
Sirius : mag -1,5
Canopus : mag - 0,7
Arturus :mag -0,04
Rigel Kent (Alpha Centauri) : mag +0,01
Vega : mag +0,03
Capella : mag +0,08
Rigel : mag +0,18
Procyon : mag +0,40
Béltegeuse : mag + 0,45
Alchermar : mag +0,45



Ci-dessus, l'étoile Sirius !


La magnitude absolue

La magnitude d’une étoile ou d’un objet dépend non seulement par sa propre luminosité, mais également par son éloignement par rapport à l’observateur, alors les astronomes ont établis ce que l’on appelle la magnitude absolu d’une étoile.
Le principe est de définir sa magnitude si cette étoile se trouverait à une distance de 10 pc (10 parsecs) soit 32,6 a.l (années lumières).
Le Soleil aurait alors pour un observateur situé à cette distance une magnitude de +4,8, 10 000 fois moins brillante que Bételgeuse qui fait -5 de magnitude absolue !



Magnitude visuelle & surfacique

Lorsque les astronomes ont commencés à établir des catalogues du ciel, ils ont été confrontés à un problème : comment donner une magnitude à un objet étendu !
En effet, une étoile est un point ponctuel, mais pour le reste des objets célestes il fallait trouver une nouvelle façon de déterminer leurs magnitudes tout en gardant l’échelle établie par Hipparque.
La magnitude visuelle d’un objet correspond à la magnitude qu’aurait cet objet s’il était concentré en un point tel une étoile, ce qui pose un problème de taille, si un objet très étendu à par exemple une magnitude de 4, on peut penser qu’il sera bien visible à l’œil nu, mais vu que cette magnitude correspond à la concentration de l’objet en un seul point, cet objet ne sera peut-être pas visible à l’œil nu !
La magnitude surfacique d’un objet est une moyenne de sa magnitude visuelle par rapport à sa surface calculée soit en seconde d’arc au carré. soit en minute d'arc au carré (suivant la taille de l'objet).
Donc plus l’objet sera de petite taille, plus sa magnitude visuelle sera proche de sa magnitude surfacique.
Prenons pour exemple la nébuleuse planétaire M57 dans la Lyre, elle a une magnitude visuelle de 8,8 et une magnitude surfacique de 9,7 car elle est de petite taille (76’’ d’arc) et assez homogène.
Si par contre on prend pour exemple une galaxie étendue comme M31 cela devient beaucoup plus compliqué, en effet cette galaxie qui a une dimension de 191’ X 62’ d’arc fait une magnitude visuelle de 3,6 alors que sa magnitude surfacique est seulement de 13,6' d'arc au carré et en plus son noyau est beaucoup plus brillant que ses bras spriraux.



Alors vous me direz comment ce fait-il que l’on puisse la voir à l’œil nu et bien parce que son noyau est très brillant (env mag.4' d'arc carré) par rapport à ses bras spiraux qui varient selon les endroits entre mag.9 et mag.14 et comme la magnitude est établie sur une moyenne brillance-surface, c’est difficile de savoir exactement la magnitude donnée en un endroit précis de l'objet en question !

Auteur : Dédé de St-Fé


PS: source des photos :
Sirius :  http://www.siriusstargazers.com/
Andromède (que j'ai modifié pour incérer le texte) :
 http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://www.dl-digital.com/astrophoto/astrpix/sn930supfr25m31crop135mm20min.jpg&imgrefurl=http://www.dl-digital.com/astrophoto/astro-index2.htm&h=603&w=640&sz=78&hl=fr&start=6&um=1&tbnid=mwmiFneFkePeeM:&tbnh=129&tbnw=137&prev=/images%3Fq%3DM31%26um%3D1%26hl%3Dfr%26rlz%3D1T4HPEA_fr___FR270%26sa%3DN