表觀星等的定義
天上的星星有明有暗,見過的人都知道。由於它們看起來亮度不同,人們試圖對這些恒星的亮度進行分級。為了考察恒星的視覺亮度,將最亮的恒星視為1,將肉眼剛好可見的恒星視為6,這就是視星等。以星等為秩單位,出現了星等1和星等3的名稱。星等越小,亮度越大。
牛郎星是1。織女星比牛郎星亮,評級為0。比0等星亮的是-1,-2等。天狼星是整個天空中最亮的星,星等為-1.6等。另壹方面,比6星等更暗的恒星是7星等、8星等、9星等...他們必須用望遠鏡觀察。望遠鏡物鏡的孔徑越大,可以觀察到的恒星就越暗。測量天空中每顆恒星的星等後,就可以統計出壹定星等範圍內的恒星數量。比如我們把大於1.5的恒星歸類為“1”,1.6 ~ 2.4的歸類為“2.4”,2.5 ~ 3.4的歸類為“3.4”,以此類推,就可以得到其他星等的範圍。
表觀星等是由古希臘天文學家希波克拉底首次提出的。他把自己星表中的1022顆星按照亮度分為六個等級,即1星到6星。1850年,英國天文學家湯普森發現1的恒星比6的恒星亮100倍。根據這個關系,量級被量化。重新定義星等後,每壹級之間的亮度差為2.512倍。所以差1星等,亮度差2.512倍;差2個量級,亮度差2.5122≈6.5倍;差3個量級,亮度差2.5123≈16倍;差4個量級,亮度差2.5124≈40倍;五個量級有什麽區別?亮度差為2.5125 = 100倍。1勒克斯(亮度單位)的視星等為-13.98。但是1到6的星等並不能描述當時發現的所有天體的亮度。天文學家引入了負星等的概念,比壹等星亮的恒星為0等。較亮的用負數表示,如-1,-2,-3等。這樣,整個視星等系統壹直沿用至今。
後來又有人把每個星等細分為10或100等。這樣,量級就有了小數。比如銀河系(天河)東岸的牛郎星星等是0.77等。,如果四舍五入到小數點後壹位,就是0.8,以此類推。,然後簡單來說,就是1。
牛郎星為0.77,織女星為0.03,最亮的星星天狼星為-1.45,太陽為-26.7,滿月為-12.8,金星最亮時為-4.6。現在地面上最大的望遠鏡能看到24顆星星,而哈勃能看到28顆星星。
因為視星等是人們從地球上觀測恒星亮度的壹種度量,它實際上只相當於光學中的照度;因為不同的恒星離地球的距離不同,所以視星等不能表示恒星本身的發光強度。
如果我們在壹個晴朗無月的夜晚,肉眼可以觀察到的星星大約有3000顆,整個天球中肉眼可以看到的星星大約有6000顆。哈勃太空望遠鏡可以看到28顆恒星。
絕對震級的定義
在天文學中,絕對星等(M)是指天體被放置在距地球特定距離時的視星等(M)。這種方法可以客觀地比較天體的光度,不受不同距離的影響。
只有從同樣的距離觀察壹顆恒星的亮度,才能確定它自身的發光強度,並與其他恒星進行比較。我們把在10秒差距(即32.6光年,秒差距也是天文學中常用的距離單位,1秒差距=3.26光年)的距離上看到的視覺亮度(即視星等)稱為恒星的絕對星等。按照這種測量方法,牛郎星是2.19,織女星是0.5,天狼星是1.43,太陽是4.8。
因為行星、小行星等天體只有通過反射星光才能看到,即使從固定距離觀察,亮度也會有所不同,所以絕對星等只用於恒星。
視震級和絕對震級的關系
星等是表示天體相對亮度的數值。我們直接觀測到的星等叫做視星等。
以此類推,如果我們把恒星放在10秒差距的地方,那麽我們測得的視星等就叫絕對星等。視在星等(m)和絕對星等(m)有壹個簡單的關系:
5lg r=m-M+5
這意味著,如果我們能知道恒星的視星等(M)和絕對星等(M),那麽我們就能計算出它的距離(R)。表觀星等不用多說,很容易測量,那麽絕對星等呢?幸運的是,我們可以通過分析恒星的光譜來獲得恒星的絕對星等。這樣,距離就測量出來了。這通常被稱為光譜視差法。
前面說過,星等只是天空中恒星的相對亮度,所以星等刻度的零點是由某壹顆恒星的恒星當量決定的。就像物理學中“運動系統中的參照物”或“場能量中的零勢能面”的概念壹樣,因參照物標準不同而不同。
視震級和絕對震級的計算公式
視在幅度mV:
天文學家通常根據恒星的亮度更準確地量化視星等,因此對於恒星A和恒星B:
IB / IA = 100(mv,A - mv,B)/5 = 10(mv,A - mv,B)*2/5
mv,A - mv,B = 5/2 log (IB / IA)
以織女星為參考星,視星等為0,任意星的視星等定義為
mv,star = mv,star - mv,Vega = 5/2 log (IVega / Istar)
所以亮度差是100倍,星等差是5。視星等越小,恒星亮度越高。比如太陽是-26.8,參宿四(βOri)是0.14,北極星是2。視星等代表的是主觀視覺觀測到的恒星亮度,完全忽略了星距這壹重要因素。
美國哈佛大學天文臺規定小熊座λ星m為+6.55等。,從而確定目視星等的零點。比如太陽的目視星等是-26.74等。天狼星的目視星等是-1.6等。對於壹顆視星等為1的恒星,地面照度約為8.3× 10-9勒克斯。
絕對星等(絕對亮度,Mv)
當所有的恒星都移動到距離地球10 pc的位置時,此時得到的亮度稱為絕對星等,可以用來比較和衡量恒星真正的“發光能力”。同樣,每五個星等的亮度差是100倍。如果壹顆恒星在10 pc處的亮度為L/(4π102),在距離D的原始距離處的亮度為L/(4πd2),則
mv-mv = 5/2 log([L/(4πD2)]/[L/(4π102)])
比如太陽的絕對星等是+4.74,參宿四的絕對星等是-7.1,北極星的絕對星等是-4.6。
根據上述公式,視在星等、絕對星等和距離具有以下關系:
距離模數mv-Mv=5 log d-5
d是恒星到地球的距離(單位為pc)。壹般來說,光度和絕對星等經常互換使用,因為光度和絕對星等之間存在以下關系。
log(Lstar/Lsun)= 2/5 *(Msun-Mstar)
因為已知太陽的光度(L太陽= 3.826 x 1026 J/sec)和絕對星等(M太陽= +4.74),所以知道天體的光度就可以求出天體的絕對星等,反之亦然。
五十個最亮的星表:
太陽太陽-26.72
1大天狼星-1.46 8.6
2脊冠瘤芥-0.72 80
3南門二參宿七半人馬座-0.30 4.3
4大角星大角星族長-0.04 30
5織女星天琴座0.03 25
6五車二禦夫座0.08 40
參宿七獵戶座參宿七參宿七0.12 700
8南河三南河犬0.38 11
參宿四獵戶座參宿四0.50 500
10水務委員會-阿切納爾博江塔0.46 80
11馬尾-半人馬座哈達爾0.61 330
12牛郎星鷹0.77 16
13十字II Acrux南十字0.80 450
阿魯迪巴金牛座0.85 60
15摩羯座雙魚座處女座0.97 350
16心宿二天蠍座0.96 500
17 Pollux Gemini 1.14 35
18北落師門北落師門南寶瓶座1.16 22
19天津四天鵝座1.25 1800
20十字三含羞草南十字1.25 500
21軒轅十四軒轅十四獅子座1.35 70
22人馬座VII Adhara Canis 1.50 600
23北河二號雙子星座1.58 50
24十字路口南十字路口1.63 80
25蘇巴莎烏拉天蠍座1.63 300
26參宿四貝拉特裏克斯獵戶座1.64 400
27五輛汽車和五輛埃爾納斯金牛座1.65 130
28南艦五艘Miaplacidus艦基地1.68 50
29參水猿獵戶座1.70 1300
30克蘭-艾爾奈爾克蘭星座1.74 70
31宇恒Alioth大熊星座1.77 60
32舒天·杜布赫大熊座1.79 70
33天船三米爾法克珀爾修斯1.80 500
34田舍1 Regor畫布1.82 1000
35 Jisu San Kaus Australis人馬座1.85 120
36箭矢犬1.86 2800
37石海-阿維奧基地1.86 80
38搖動大熊座1.86 150
39蘇武薩爾加斯天蠍座1.87 200
40門卡利南門卡利南禦夫座1.90 60
41三角三房南三角1.92 100
42蘇靜聖赫納雙子座1.93 80
43頭孔雀1.94孔雀300
44軍事城市----米爾紮姆卡尼斯1.98 700
45顆星-阿爾法蛇夫座1.98 110
46樓蘇三哈馬爾白羊座2.00 70
47小熊座北極星2.02 400
48杜庫四努奇人馬2.02 200
49烤面包空Diphda鯨油2.04 60
50參宿獵戶座2.05 1300