Qu'est-ce que la magnitude ?

Comment mesure-t-on la lumière en provenance des étoiles ? Il faut reculer deux siècles avant notre ère où Hipparque avait établi une sorte de catalogue dont la classification des étoiles était en « grandeur » pour qualifier leur éclat. L'échelle de « grandeur » se subdivisait en 6 classes, et l'on dénombra et classifia, à ce moment, 6000 étoiles visibles à l'oeil nu. À cette époque, il y avait donc 20 étoiles de première grandeur, 50 de deuxième grandeur, 150 de troisième, 450 de quatrième, 1350 de cinquième et 4000 étoiles de sixième grandeur.

C'est au milieu du siècle dernier que la nécessité de créer une échelle plus précise est apparue. Également, avec les développements technologiques dans l'observation grâce aux nouveaux télescopes, les découvertes de nouvelles étoiles ainsi que de tous les corps célestes exigeaient une nouvelle classification de brillance que l'on nomma alors « magnitude ». On attribua donc un rapport d'éclat de 100 entre la première et la sixième magnitude. Ainsi à une différence d'une magnitude correspondait un rapport d'éclat de 2,512. Donc, une étoile de magnitude 1 est 2,5 fois plus brillante qu'une étoile de magnitude 2, 6,3 fois plus brillante que la magnitude 3, 40 fois plus brillante qu'une étoile de magnitude 5. Aussi, il faut comprendre qu'à une augmentation de la magnitude correspond une diminution de l'intensité. Nous avons donc affaire à une échelle logarithmique.

Cette nouvelle échelle nous a permis d'attribuer à des étoiles ainsi qu'à d'autres objets du ciel des magnitudes négatives. Comme exemple, Sirius, l'étoile la plus brillante de l'hémisphère nord est de magnitude -1,4, Canopus : -0,7, notre Soleil : -26,9, la Lune : -12,7 et Vénus : -4. De l'autre côté de l'échelle, la limite est fixée par les moyens technologiques développés au cours des dernières années. Les grands télescopes permettent d'atteindre la magnitude 25, le télescope spatial Hubble, la magnitude 29, les détecteurs CCD, la magnitude 30.

Également, la magnitude mentionnée jusqu'à maintenant est qualifiée de magnitude visuelle ou apparente. La distance des étoiles ainsi que leurs dimensions font en sorte qu'il fallait établir aussi une échelle pour nous permettre de connaître la vraie luminosité des astres que l'on nomme magnitude absolue. Cette brillance correspond à l'éclat de l'astre si celui-ci était situé à une distance de 10 parsecs de nous. C'est comme si nous avions la possibilité de mettre tous les astres en ligne à la même distance de nous. Par exemple, notre Soleil dont la magnitude apparente est de -26,7 dûe à sa très grande proximité, possède une magnitude absolue de 4,7.

Vous trouverez, pour compléter cet article, les tableaux représentant la magnitude versus le facteur d'intensité, et celui représentant la différence entre la magnitude apparente et absolue des plus brillantes étoiles de notre ciel.

Différence de Magnitude
Facteur d'Intensité
0
1
1
2.512
2
6.31
3
15.85
4
39.82
5
100
10
10 000
Les astres les plus brillants de notre ciel
Astre
Mag. apparente
Mag. absolue
Soleil
-26.7
4.7
Sirius
-1.5
1.4
Rigel
-1
-7
Canopus
-0.7
-4.7
Arcturus
-0.1
-0.2
Capella
-0.05
-0.6
Vega
-0.04
-0.5

Référence : Encyclopédie Astronomia, Éditions Fabbri, 1994, Instruments et méthodes, p.23-24.

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