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星等

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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视星等从火星表面上看到的太阳视星等约为−25.60。从地球上看月亮最亮时视星等可达到−12.92。从地球上看猎户座参宿四视星等约为0.42。从地球上看仙女座星系视星等约为4.36,需要在光污染较少的地区才能被肉眼所见。从地球上看三角座星系视星等约为5.72—6.3,接近人类肉眼可辨认的极限。从地球上观测后发座NGC4414视星等约为11.0。小行星原神星(图片右下角)视星等约为11.6,必须使用望远镜才能看到。手枪星的视星等虽名义上有4,但由于星际尘埃的消光,实际在我们眼中比一般星系还要暗。哈伯极深空中,最暗的星系视星等为30,只有肉眼可分辨光度下限的一百亿分之一。视星等(英语:apparentmagnitude,符号:m)最早是由古希腊天文学家喜帕恰斯制定的,他把自己编制的星表中的1022颗恒星按照亮度划分为6个等级,即1等星到6等星。1850年英国天文学家普森发现1等星要比6等星亮10...

视星等

 

星等

从火星表面上看到的太阳视星等约为−25.60。从地球上看月亮最亮时视星等可达到−12.92。从地球上看猎户座参宿四视星等约为0.42。从地球上看仙女座星系视星等约为4.36,需要在光污染较少的地区才能被肉眼所见。从地球上看三角座星系视星等约为5.72—6.3,接近人类肉眼可辨认的极限。从地球上观测后发座NGC 4414视星等约为11.0。小行星原神星(图片右下角)视星等约为11.6,必须使用望远镜才能看到。手枪星的视星等虽名义上有4,但由于星际尘埃的消光,实际在我们眼中比一般星系还要暗。哈伯极深空中,最暗的星系视星等为30,只有肉眼可分辨光度下限的一百亿分之一。

视星等(英语:apparent magnitude,符号:m)最早是由古希腊天文学家喜帕恰斯制定的,他把自己编制的星表中的1022颗恒星按照亮度划分为6个等级,即1等星到6等星。1850年英国天文学家普森发现1等星要比6等星亮100倍。根据这个关系,星等被量化。重新定义后的星等,每级之间亮度则相差2.512倍,1勒克司(照度单位)的视星等为-13.98。

但1到6的星等并不能描述当时发现的所有天体的亮度,天文学家延展本来的等级──引入“负星等”概念。这样整个视星等体系一直沿用至今。如牛郎星为0.77,织女星为0.03,除了太阳之外最亮的恒星天狼星为−1.45,太阳为−26.7,满月为−12.8,金星最亮时为−4.89。现在地面上最大的望远镜可看到24等星,而哈勃望远镜则可以看到30等星。

因为视星等是人们从地球上观察星体亮度的度量,它实际上只相当于光学中的照度;因为不同恒星与地球的距离不同,所以视星等并不能指示出恒星本身的发光强度。

由于视星等需要同时考虑星体本身光度与到地球的距离等多重因素,会出现距离地球近的星体视星等不如距离远的星体的情况。例如巴纳德星距离地球仅6光年,却无法被肉眼所见(9.54等)。

如果人们在理想环境下(清澈、晴朗且没有月亮的夜晚),肉眼能观察到的半个天空平均约3000颗星星(至6.5等计算),整个天球能被肉眼看到的星星则约有6000颗。大多数能为肉眼所见的星星都在数百光年内。现在人类用肉眼可以看见的最远天体是三角座星系,其星等约为6.3,距离地球约290万光年。历史上肉眼能看见的最远天体是GRB 080319B在2008年3月19日的一次伽玛射线暴,距离地球达到75亿光年,视星等达到5.8,相当于用肉眼看见那里75亿年前发出的光。

另外,宇宙中大量的星际尘埃也会影响到星星的视星等。由于尘埃的遮蔽,一些明亮的星星在可见光上将变得十分暗淡。有一些原本能为肉眼所见的恒星变得再也无法用肉眼看见,例如银河系中心附近的手枪星。

星星的视星等也随着星星本身的演化、和它们与地球的距离变化而变化当中。例如,当超新星爆发时,星体的视星等有机会骤增好几个等级。在未来的几万年内,一些逐渐接近地球的恒星将会显著变亮,例如葛利斯710在约一百万年后将从9.65等增亮到肉眼可见的1等。

绝对星等

由于视星等需要考虑星体光度、距离、星际尘埃遮蔽等多重因素,因此仅凭视星等衡量恒星本身亮度是不客观的。只有从已知的距离观察一个恒星得到的亮度,才能确定它自身的发光强度,并用来与其他星体进行比较。我们把从距离星体10个秒差距(32.6光年)的地方看到的目视亮度(也就是视星等),叫做该星体的绝对星等(英语:absolute magnitude,符号:M)。按照这个度量方法,牛郎星为2.19等,织女星为0.5等,天狼星为1.43等,太阳为4.8等。

绝对星等与视星等的换算:

其中M为绝对星等,m为视星等,d为以秒差距为单位的恒星距离。

因为行星、小行星、彗星等天体只能依靠反射星光才能看到,即使从固定的距离观察,它们的亮度也会不同,所以行星、小行星、彗星的绝对星等需要另外定义。行星的绝对星等定义为“天体在距离太阳和地球的距离都为一个天文单位(au),且相位角为0°时,呈现的视星等”。

各种类型的星等

以下列举使用不同的观测手段或关注的领域的星等。它们都有视星等和绝对星等之分。

光电星等

星等

 LBV 1806-20由于躲藏在尘埃云后,在可见光下仅有35等,然而在穿透力较强的红外线下可测出8等。灵活使用不同波长将对观测这类天体大有帮助。

最常用的光电星等系统是UBV系统。

UBV系统包括对天体在三个波长段的辐射测量,传统上通过在检测系统前放置标准滤光片实现:

U:波长360纳米(nm)左右,测量近紫外线成分,所得为紫外星等。

B:波长440nm左右,测量蓝色成分,所得为蓝色星等(蓝等,英文Blue magnitude)。

V:波长550nm左右,测量黄、绿色成分,和人眼所见亮度接近,所得为可见星等。天文文献中,不特别说明的星等一般是可见星等。

它们之间的换算可以表示为

其中M为绝对星等,E为照度,在国际单位制中的单位是坎德拉/米;r为天体距离,常数的定义目前为太阳的可见绝对星等MU=5.61, MB=5.84, MV=4.83。

其它波段也可以测量星等。例如SDSS可以测量五种波段的星等:紫外(u),绿色(g),红色(r),近红外(i)和红外(z)。各个测出的数值都不相同。在某些有特殊需求的场合(例如穿透尘埃云),这些波段将大有作用。

参考文献

 

参看

绝对星等

恒星亮度列表


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