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Die G-Magnitude (auch G-Band-Magnitude oder Gaia-Band-Magitude, Kürzel G) ist eine scheinbare Helligkeit von Himmelsobjekten, wie sie von der Raumsonde Gaia gemessen wird.

Bei der Messung der G-Magnituden gibt es Einschränkungen: Die Sensoren sind zu empfindlich für eine Messung von Sternen der Magnitude 3 oder heller. In diesem Fall sind die Sensoren gesättigt und können keine korrekten Werte ausgeben. Unterhalb von G = 6 beginnt die Sättigung der Sensoren, weshalb Werte unterhalb dieser Schwelle durch Anwendung entsprechender Korrekturformeln errechnet werden und eine geringere Genauigkeit aufweisen. Die Voreinstellung der Sonde im Nominalbetrieb bewirkt, dass lichtschwache Objekte nur bis zu einer G-Magnitude von ungefähr 21 erfasst werden.

Für die Kalibrierung kann Gaia die Polsequenz nicht verwenden, da die meisten dieser Sterne für Gaia zu hell sind und die Sterne nicht gleichmäßig verteilt sind, deswegen wurde der Gaia Spectrophotometric Standard Star Catalog (SPSS) mit rund zweihundert Sternen verschiedener Magnituden und Spektrakklassen zur Kalibrierung erstellt.

Für die Messung der Objekte wurde für Gaia DR2 ein anderes photometrisches System als noch bei Gaia DR1 verwendet, für das die durch die spektralen Empfindlichkeiten der Detektoren sowie die Transmissivitäten der Filter und anderer optischer Komponenten bestimmten Passbänder neu kalibriert wurden. Die Kalibrierung der Messwerte ist ein Teil der Forschung und es ist zu erwarten, dass Gaia DR3 und die folgenden Kataloge jeweils veränderte Empfindlichkeitskurven verwenden.

Inhaltsverzeichnis

Ungefilterte Magnitude GBearbeiten

Die G-Magnitude erfasst alle Strahlung im Reflektivitätsbereich der Spiegel und im Empfindlichkeitsbereich der CCD-Sensoren. Die Sensoren können elektromagnetische Strahlung der Wellenlänge von ca. 330 bis 1000 nm erfassen. Dieses ungefilterte „weiße“ Frequenzband umfasst also neben dem für das menschliche Auge sichtbaren Licht im Bereich von ca. 400 bis 800 nm auch nahe Ultraviolettstrahlung (UV-A) im Bereich von 400 bis 330 nm, sowie Infrarotstrahlung im nahen Infrarot (IR-A) von ca. 800 bis 1000 nm Wellenlänge. Die Strahlung dieser Bänder wird teilweise von der Atmosphäre absorbiert, so dass die Ergebnisse dieser Messungen nicht direkt mit den Messungen erdbasierter Instrumente vergleichbar sind.

Magnituden der beiden Photometer GBP und GRPBearbeiten

Es gibt neben der ungefilterten G-Magnitude zwei weitere Magnituden, die von den Sensoren der beiden Photometer gemessen werden. Die beiden Photometer haben vorgeschaltete Prismen und Filter bzw. Oberflächenbeschichtungen, die ein Passband bilden, so dass das blaue Photometer (BP) Wellen zwischen 330 und 680 nm und das rote Photometer (RP) Wellen zwischen 640 und 1000 nm erfasst. Die entsprechenden Helligkeiten sind GBP und GRP. Alle Objekte werden falls möglich in diesen drei Frequenzbändern gemessen für eine Charakterisierung der Farbtemperatur und der Spektralklasse. Gibt es für alle drei Frequenzbänder brauchbare Messungen, so spricht man von einer Drei-Band-Photometrie. Laut Definition ist G gleich der Summe der Lichtmenge der beiden Photometer. In der Praxis ergeben sich Differenzen zwischen den realen Messwerten und der mathematischen Berechnungen des Werts. Die Differenz zwischen GBP und GRP auf der einen Seite und G auf der anderen Seite wird mit dem Flux-Excess-Factor ausgedrückt.

Magnitude des Radialgeschwindigkeitsspektrometers GRVSBearbeiten

Schließlich gibt es noch ein eng definiertes Band von 847–874 nm, das vom Radialgeschwindigkeitsspektrometer (RVS) untersucht wird, dieses ist allerdings nur möglich, wenn das Objekt eine G-Magnitude von < 17 hat. Dieser Bereich wird herangezogen, um Dopplerverschiebungen zu messen und daraus die Radialgeschwindigkeit zu berechnen. Das Instrument liefert zusätzlich einen eigenen Helligkeitswert GRVS.

Messwert Abkürzung Frequenzbereich (nm)
G-Band-Magnitude G 350–1000
G-Band Blaues Photometer (BP) GBP 330–680
G-Band Rotes Photometer (RP) GRP 640–1000
G-Band Radialgeschwindigkeitsspektrometer (RVS) GRVS 847–874

LiteraturBearbeiten