Quelques notions:
La Magnitude apparente
La ≪Magnitude est un terme ≫utilisé par les astronomes pour décrire la luminosité, la brillance d’un objet dans
le ciel nocturne. L’échelle des Magnitudes appliquées aux étoiles fut inventée par les Grecs. Le catalogue d'étoiles
le plus ancien que nous connaissons est celui dressé par Hipparque en 150 av. J.C. qui classait 1.080 étoiles selon
leur Grandeur : les étoiles les plus brillantes étaient appelées étoiles de première grandeur et les plus faibles≪ ≫
de sixième grandeur. Ainsi, plus une étoile est lumineuse, moins sa Magnitude est élevée.
Ce catalogue est resté pendant près de seize siècles l'ouvrage de référence des observateurs. Le principe de cette
classification a été conservé mais transcrit de manière rigoureuse en termes de magnitude apparente.
L’astronomie moderne a redéfini cette notion de Magnitude : les 5 étapes de Magnitude correspondent à une
différence de luminosité d’un facteur 100. Une étoile de Magnitude 1 est donc 100 fois plus brillante qu’une étoile
de Magnitude 6. Le passage d’une Magnitude a une autre (par exemple de 1 a 2) entraine une baisse de luminosité
d’un facteur 2,5.
A une échelle arithmétique des grandeurs (liée a la physiologie de l'œil) correspond une échelle géométrique des
éclats. C'est sur cette considération que l'anglais Norman Pogson proposa en 1856 l'échelle quantitative des
magnitudes qui est aujourd'hui toujours en vigueur :
m = - 2,5 log E + constante
La constante est une constante de calibration arbitraire mais fixe qui définit la magnitude zéro.
Certains objets sont d’une luminosité telle qu’elle n’entre plus dans l’échelle d’Hipparque.
C’est le cas du Soleil, de la Lune, de Vénus et de Sirius, par exemple qui ont des Magnitudes respectivement de
-26,7, -12,5, -4 et -1,6.
Actuellement, l’échelle de latitude a donc été étendue au-delà des limites classiques de 1 a 6.
A l'œil nu, nous pouvons voir jusqu’à la Magnitude 6 et même 7 pour ceux qui ont une bonne vue. Avec les plus
grands télescopes, il est possible d’atteindre la Magnitude 25 et au-delà. Par exemple, si vous mesurez une
magnitude limite égale à 3, vous ne pourrez voir pas plus de 150 étoiles à l'œil nu.
Il s’agit ici de ce que l’on appelle la Magnitude apparente ou Éclat d'une étoile, d'une planète ou d'un≪ ≫ ≪ ≫
autre objet céleste, tel qu’il est perçu depuis la Terre. L'éclat est la quantité d'énergie arrivant par unité de temps et
par unité de surface perpendiculaire au rayonnement. Son unité est exprimée en watts/m2.
La luminosité d'une étoile est la quantité d'énergie rayonnée par unité de temps par l'étoile. Nous avons accès
habituellement à l'éclat E de l'étoile. Pour trouver sa luminosité L, il faut connaître la distance r qui nous sépare de
cette étoile.
La luminosité est une grandeur fixe pour une étoile donnée. Son éclat E dépend par contre de la distance r a cette
étoile, c'est une fonction de r :
E(r) = L 4πr2
Autrement dit, si l'étoile est observée a une distance r deux fois plus grande, son éclat se trouve divisé par quatre.
On conclut qu'une étoile qui nous apparait plus brillante qu'une autre (on voit son éclat E) n'est pas forcement
intrinsèquement plus lumineuse qu'une autre (sa luminosité L peut être plus petite). Tout dépend de la distance a
laquelle elle se trouve. Pour vraiment pouvoir comparer la luminosité de deux étoiles, il faut les placer
(virtuellement, cela va sans dire) à une même distance de nous. Cette distance est fixée conventionnellement a 10
parsecs (un parsec vaut 3,26 années-lumière).