Calculadora de magnitud estelar

Introduce dos cualesquiera de magnitud aparente, distancia o magnitud absoluta para calcular la tercera.

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La escala va al revés porque Hiparco la hizo así 🖖

La escala de magnitudes está invertida a propósito. Su origen se remonta a Hiparco, que hacia 150 a. C. clasificó las estrellas a simple vista: la «1.ª magnitud» correspondía a las más brillantes y la «6.ª magnitud», a las más tenues que alcanzaba a ver. Los números menores siempre indicaban mayor brillo. El sistema moderno conservó esta convención y le dio una definición precisa. Cada paso de 1 magnitud equivale exactamente a una razón de brillo de 100^(1/5) ≈ 2,512×; por tanto, una diferencia de 5 magnitudes siempre supone un factor exacto de 100 en el flujo. De ahí procede el «5» del módulo de distancia. La referencia de 10 pc que aparece a su lado es otra convención, elegida y no deducida. Además, la escala no tiene límite en ninguno de sus extremos. El Sol, con −26,74, y Sirio, con −1,46, ocupan la misma escala que la galaxia más tenue fotografiada por el Hubble, cuya magnitud ronda 31.

El brillo esconde la distancia 🖖

La magnitud aparente m solo indica cuán brillante se ve una estrella; mezcla su verdadera luminosidad con su distancia. La magnitud absoluta M elimina la distancia preguntando cómo se vería desde 10 pc estándar. Su diferencia, el módulo de distancia m − M, es por tanto una distancia disfrazada. El Sol brilla con m = −26.74, pero su magnitud absoluta es solo +4.83: desde 10 pc sería un punto tenue y anodino.

El polvo infla la distancia 🖖

El módulo de distancia supone un espacio vacío, pero el polvo interestelar atenúa la luz estelar en el camino y hace que la estrella parezca más débil, y por tanto falsamente más lejana. Por eso los astrónomos separan el módulo de distancia aparente m − M del verdadero, m − M − A, donde A es la extinción en magnitudes. Hacia el centro galáctico A puede superar 30 magnitudes: un factor de 10¹² en flujo, suficiente para tragarse campos estelares enteros hasta que el infrarrojo los atraviesa.

Problema resuelto al detalle

  1. Distancia y luminosidad de Sirio, la estrella más brillante del cielo nocturno 5 pasos

    Sirio es la estrella más brillante del cielo nocturno, con una magnitud aparente de −1,46 y una magnitud absoluta de 1,43. Calcula su distancia y su luminosidad, y explica después por qué encabeza la lista.

    1. El módulo de distancia es simplemente la diferencia entre las dos magnitudes, y su signo ya nos dice algo: un valor negativo significa que la estrella se ve más brillante de lo que se vería desde la distancia estándar de 10 pársecs, de modo que debe de estar más cerca que eso.

    2. Al invertir la definición se obtiene la distancia. El 5 y el logaritmo no son mero adorno: codifican la convención de que cinco magnitudes corresponden exactamente a un factor de cien en brillo.

    3. 2,642 pársecs son 8,62 años luz, lo que convierte a Sirio en una de las estrellas más cercanas al Sol.

    4. La luminosidad se obtiene únicamente a partir de la magnitud absoluta, comparándola con el 4,83 del Sol en la misma escala. Sirio equivale a unos 23 Soles.

    5. Veintitrés Soles es mucho brillo, pero no es nada extraordinario; muchas estrellas equivalen a miles. La propia escala de magnitudes explica el resto: una magnitud es la raíz quinta de 100, aproximadamente 2,512, por lo que pequeñas diferencias de magnitud se traducen en grandes diferencias de flujo.

    Respuesta

    La herramienta muestra un módulo de distancia de −2,89, una distancia de 2,642 pc y 22,9 luminosidades solares. La respuesta a la pregunta es que Sirio está cerca, no es excepcional: a 8,6 años luz es el séptimo sistema estelar más cercano, y sus 23 Soles son algo normal para su clase. Si se desplazara a la distancia estándar de 10 pársecs, brillaría con una magnitud de 1,43 —más tenue que Polaris y ya no estaría entre las diez primeras de nadie—. La magnitud aparente habla de la posición del observador; solo la absoluta habla de la estrella.

Ruta de aprendizaje

¿A qué distancia está?

Lleva a La escalera de distancias el módulo de distancia.

Referencias (1)

Problemas de ejemplo

  • Sirio - Con m = −1,46 y M = 1,43 a 2,64 pc, el módulo de distancia es −2,89. Es el único ejemplo predefinido con un valor negativo, porque Sirio está más cerca que la referencia de 10 pc.
  • Betelgeuse - Con m = 0,42, parece 5,6 veces más tenue que Sirio; su magnitud absoluta, −5,85, corresponde a unas 18.700 veces la luminosidad del Sol. La distancia de 179 pc explica por completo la diferencia.
  • Galaxia de Andrómeda - Está a 778 kpc, tiene un módulo de distancia de 24,45 y aun así se ve a simple vista con m = 3,44, pues M = −21,01 equivale aproximadamente a 20 mil millones de soles.
  • Límite profundo del HST - Al comparar m = 31 con M = −15, el módulo de distancia es exactamente 46, lo que corresponde a 15.850 Mpc. Esa magnitud aparente indica un brillo 9,6 × 10¹² veces menor que el de Sirio.