Kecerlangan dan jarak

Sirius tampak lebih terang daripada Rigel, padahal Rigel memancarkan cahaya ribuan kali lebih banyak; jaraknya sekitar 100 kali lebih jauh.

Dua jenis kecerlangan

Lilin di meja dapat tampak lebih terang daripada mercusuar di cakrawala. Astronom memisahkan kedua gagasan itu. Kecerlangan tampak adalah seberapa terang bintang terlihat dari sini. Luminositas adalah banyaknya cahaya yang benar-benar dipancarkan bintang, diukur dalam watt atau Matahari. Sirius adalah bintang paling terang di langit malam karena cukup bercahaya, sekitar 26 Matahari menurut rumus unit sebelumnya, sekaligus dekat, berjarak 8.6 tahun cahaya. Rigel, sekitar 860 tahun cahaya jauhnya, memancarkan cahaya sekitar 120 000 Matahari tetapi tampak lebih redup daripada Sirius.

Aturan penghubungnya adalah hukum kuadrat terbalik. Cahaya bintang menyebar pada permukaan bola, dan luas permukaan bola bertambah menurut kuadrat jari-jarinya. Pada jarak dua kali, cahaya yang sama menutupi luas empat kali, sehingga setiap meter persegi menerima seperempatnya. Pada jarak sepuluh kali, seperseratusnya. Rigel berjarak 860 ÷ 8.6 = 100 kali lebih jauh daripada Sirius, yang dengan sendirinya membuatnya 10 000 kali lebih redup. Luminositasnya hanya sekitar 4700 kali Sirius A, sehingga akhirnya tampak lebih redup.

Tahun cahaya dan parsek

Jarak bintang begitu besar sehingga kilometer tidak lagi praktis. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, sekitar 9.46 triliun km. Ini satuan jarak, bukan waktu. NASA menyebut jarak Proxima Centauri 4.24 tahun cahaya, sekitar 40 triliun km, dan Alpha Centauri A serta B 4.37. Karena cahaya memerlukan waktu, setiap bintang terlihat seperti keadaannya dahulu: NASA mencatat bahwa saat melihat Betelgeuse, yang diperkirakan berjarak sekitar 700 tahun cahaya, kamu melihat cahaya yang meninggalkannya sekitar 700 tahun lalu.

Astronom profesional lebih sering memakai parsek, yang langsung berasal dari cara mengukur jarak dekat. Saat Bumi mengelilingi Matahari, bintang dekat tampak sedikit bergeser terhadap bintang yang jauh, seperti ibu jarimu yang tampak melompat saat kamu menutup mata bergantian. Separuh pergeseran tahunan itu adalah sudut paralaks. Bintang dengan paralaks satu detik busur (1/3600 derajat) berjarak satu parsek, sekitar 3.26 tahun cahaya. Jarak dalam parsek = 1 ÷ paralaks dalam detik busur. Paralaks Proxima sekitar 0.77 detik busur, terbesar di antara semua bintang. Misi Gaia ESA mengukur paralaks jauh lebih dari satu miliar bintang.

Magnitudo

Skala kecerlangan tertua biasanya dikaitkan dengan astronom Yunani Hipparchus, yang konon menyebut bintang paling terang bermagnitudo pertama dan yang paling redup yang masih terlihat bermagnitudo keenam. Versi modern mempertahankan arah terbalik ini: angka lebih kecil berarti lebih terang, serta menetapkan selisihnya: 5 magnitudo tepat setara faktor 100, sehingga 1 magnitudo setara faktor sekitar 2.512. Magnitudo tampak Matahari −26.74 dan Sirius sekitar −1.46, sehingga Matahari tampak sekitar 13 miliar kali lebih terang. Magnitudo mutlak adalah kecerlangan tampak bintang dari jarak baku 10 parsek; untuk Matahari nilainya +4.83, bintang redup yang nyaris tidak terlihat dari tempat gelap.