La magnitude apparente exprime la fraction de la puissance reçue par une surface de 1m2 sur la Terre, donc l’éclat de l’étoile. Elle est symbolisée par la lettre m et définie comme suit :
m = -2,5 . log E + C (Loi de Pogson)
L’éclat d’une étoile, E, est la puissance reçue par la Terre par unité de surface prise perpendiculairement à l’axe de visée (en W/m2). Cette valeur est liée à la luminosité qui représente la puissance rayonnée par une étoile.
C est une constante ayant permis l’ajustement de l’échelle des magnitudes avec celle des grandeurs afin de se rapprocher de la vision des Anciens (en particulier les grecs antiques). La magnitude est une mesure relative, comparée à des sources standardisées d’étoiles situées autour de l’étoile polaire.
Notons que cette échelle de magnitudes est décroissante : plus l’étoile est lumineuse, plus le nombre de magnitude est faible, voir négative comme celle de Sirius à -1,46.
Par ailleurs, additionner 1 dans l’échelle des magnitudes revient à diviser par 2,512 dans l’échelle des luminosités. Autrement dit, une étoile de magnitude 2 est 2,5x plus lumineuse qu’une étoile de magnitude 3, une étoile de magnitude 0 est donc 100x plus lumineuse qu’une étoile de magnitude 5.
A l’œil nu, l’homme peut voir environ 6000 étoiles ayant des magnitudes apparents inférieures à 6 réparties dans les deux hémisphères.
Comme les étoiles ne rayonnent pas de la même façon dans toutes les longueurs d’onde, il faut préciser celle-ci. D’où la dénomination de magnitude apparente visuelle pour les longueurs d’ondes visibles.
Certaines étoiles ne rayonnent pas de façon régulière et constante leur énergie. Leur magnitude est variable dans le temps. Les raisons de cela sont diverses :
- Novas et supernovas (variables éruptives)
- Etoiles instables en début de vie (Herbig-Haro, T-Tauri)
- Etoiles instables en fin de vie (géantes rouges, Céphéides, RR-Lyrae)
- Etoiles variables à éclipses (systèmes multiples)
béta Persée (Algol) : max 2,2 et min 3,5 avec une période de 2,87 j
delta Céphée : max 2,8 et min 4,6 avec une période de 5,37 j
béta Lyre : max 3,4 et min 4,3 avec une période de 12,91 j
alpha Baleine (Mira Ceti) : max 2 et min 10 avec une période de 331,65 j
alpha Hercule : max 3,1 et min 3,9 avec une période de 100 j