Harrastajan tähtitaivas: Kuinka monta tähteä?

Etenkin syksyisenä kuulaana yönä tulee helposti mieleen kysymys: kuinka monta tähteä taivaalta on mahdollista nähdä? Niitä tuntuisi olevan miljoonia, mutta järki sanoo, että aivan näin montaa niitä ei voi olla! Siis kuinka monta tähteä voimme yhdellä kerralla nähdä?

Vastauksen saamiseen voisimme yrittää laskea näkemämme tähdet. Tämä on kuitenkin aivan toivotonta monestakin syystä joten yritetäänpä keksiä muita keinoja. Kaivoin kirjahyllystäni tähtiluettelon nimeltään ”Sky Catalogue 2000.0”. Se kertoo tähtitaivaalla olevan 8 479 tähteä, joiden kirkkaus on suurempi kuin 6,5^{m [1]}. Tämä on siis paljain silmin näkyvin tähtien yhteismäärä molemmilta tähtitaivaan pallonpuoliskoilta.

Luonnollisesti emme voi nähdä horisontin alapuolelle jääviä tähtiä, joten äkkiseltään voisimme puolittaa yhteismäärän, jolloin jäljelle jäisi runsas 4 000 tähteä. Todellisuudessa meidän tulisi vielä ottaa huomioon ne tähdet, jotka eivät nouse horisonttimme yläpuolelle lainkaan, siis eteläisen taivaanpallon napa-alueen tähdet. Nyt täytyisi siirtyä laskemaan yksittäisiä tähtiä tähtikartastosta, mutta jos laskemme niiden määrän olevan noin (1/6) 1 500, niin eiköhän olla aika tavalla oikeassa ainakin pilkun paikan suhteen. Jos joku laskee nämä tähdet, niin voi kommentissa ilmoitella tuloksen.

Vähennämme arvioimamme eteläisen napa-alueen tähdet kokonaismäärästä, jolloin pääsemme noin 7 000 tähden lukumäärään. Teoriassa siis voisimme nähdä yhdellä kertaa noin 3 500 tähteä. Tämä kuitenkin edellyttäisi sitä, että näkemämme tähtitaivas olisi näkyvissä horisontista horisonttiin ja että koko tähtitaivas olisi täysin pimeä tai oikeammin, olisimme maapallolla, jolla ei olisi ilmakehää. Ilmakehällä kun on sellainen ikävä ominaisuus, että se himmentää avaruudesta tulevaa valoa. Tätä himmenemistä kutsutaan ekstinktioksi.

Ilmakehän himmentävä vaikutus on yllättävän voimakas jopa suhteellisen suurilla korkeuksilla. Zeniittietäisyyden ollessa 40° (korkeuskulma 50°) kirja ”Tähtitieteen perusteet” antaa ekstinktiolle arvon 0,9^m, ja zeniittietäisyydelle 70° jo 1,17^m. Näin ollen näyttää siltä, että lähtökohtaisesti 6,5^m kirkkaus paljain silmin näkyvälle tähdille on väärä ja oikeampi lukumäärä olisi ainakin magnitudia kirkkaammat tähdet. Kirkkaampia kuin 5,5^m tähtien määrä on 2 873 ja eteläisen napa-alueen tähdet pois lukien noin 2 400 tähteä. Tästä määrästä näkisimme noin puolet eli noin 1 200 tähteä.

Voimme kuitenkin korjata tätä lukumäärää hieman ylöspäin pienillä zeniittikulmilla olevien tähtien suhteen (kirkkauteen 6,5^m). Korjaus ei kuitenkaan voi olla kovin suuri, sillä pienen zeniittikulman (mikä se sitten onkaan?) rajoittama tähtitaivaan ala on suhteellisen pieni koko horisontin rajoittamaan puolikkaaseen verrattuna.  Loppupäätelmänä voimme ajatella näkevämme noin 1 500 tähteä yhdellä kertaa jos tähtitaivas on täysin selkeä ja valosaatetta ei ole lainkaan.

Tilanne muuttuu kaupungeissa ja muilla valosaasteisilla alueilla. Voimme olla tyytyväisiä jos Tampereen Keskustorilla voimme nähdä puolenkymmentä kirkkainta tähteä selkeänä iltana.

Huomautukset

[1] Kirkkausluokkaa 6,5^m pidetään yleisesti paljain silmin näkyvien tähtien rajana. Raja on kuitenkin yksilöllinen silmien kunnosta ja ominaisuuksista johtuen. Myös havaintopaikalla on merkitystä; korkealla vuoristossa voimme nähdä helposti paljon himmeämpiä (jopa 7,5^m) tähtiä kuin merenpinnantasolla.