小黑盒游戏新闻 ( ) • 2024-03-29 13:14

愿我如星君如月,夜夜流光相皎洁。

——[宋]范成大

某个晴朗的夜晚,一人兴起仰望夜空,点点星光映射在他眼中。

遥远的距离隐去了群星更多的信息,仅在夜空中留下缓缓运行、特定分布、明暗不一的星点。对于一个普通人,星的亮度可能是他最容易注意到特征。


星等: 恒星社会的早期等级制度

公元前2世纪, 古希腊最伟大的天文学家喜帕恰斯(Hipparchus ) 正如往常一样在羊皮纸上绘制着星表(西方的第一份星表)。

他创造性地将所观测到的恒星的亮度进行等级划分: 最亮的星为 1等,肉眼勉强可见的为6等。星等越大,看上去越暗。

喜帕恰斯(旧译:巴依谷)

1星等究竟有多亮? 把一支蜡烛放在一公里远的地方,此时观察到的亮度就接近于1星等。 后来英国天文学家普森(M.Pogson)在1856年提出星等与亮度之间的关系,并由此得出了两个相邻星等,亮度相差约2.512倍,1 星等刚好比6星等亮100倍。

我们在地球上或者空间探测器直接观测到的天体亮度叫做视星等。星等(magnitude)的表示方式为: 星等值ᵐ。如北极星的视星等为 2.1ᵐ。 事实上,很多亮星看上去远比一公里外的一支蜡烛亮的多。

所以星等可以比 1 等小,通过普森给出的关系可以计算具体数值,有些天体星等为负值。如夜空中最亮的恒星天狼星的视星等为-1.4ᵐ ;满月时月球的视星等为-12.7ᵐ,太阳则可达-26.8ᵐ。


绝对星等——挪动恒星后的视星等

太阳的视星等比天狼星的视星等小很多,但并不意味着太阳比天狼星更亮,实际上正好相反。只因天狼星距我们更为遥远,所以白天太阳的光芒掩盖了其他一切星光。

天狼星A与太阳

为了消除距离对天体亮度判断的影响,天文学的处理是,把天体都挪到同一起跑线——距离地球10pc  (1pc≈3.26光年) 的地方, 此时观测到的视星等定义为恒星的绝对星等。天狼星的绝对星等为1.42ᵐ,而太阳的绝对星等为4.83ᵐ。


星等系统

在星等测量中,采用不同测量方式、选取不同的观测波段,由此得出不同的星等:

  • 目视星等:人眼对平均波长550 nm 的光最敏感, 由此得出的星等称为目视星等。
  • 照相星等:早期照相机底片最敏感的波段范围是250~500nm,所得星等为照相星等。
  • 辐射星等:对各个波段同等灵敏的探测器得出的星等为辐射星等。
  • 光电星等:望远镜终端的光电光度计得出的星等。

    ……

我老家的星空

总结

    1. 恒星的亮度用星等来衡量。星等越小,视亮度越高。
    2. 视星等是在地球或空间探测器上观测的天体亮度的量度;绝对星等则是反映天体真实亮度情况的视星等。
    3. 不同观测波段与测量方法所得出的不同星等数据组成了星等系统。

    头顶的每一个星点都代表着一个宏伟的恒星世界,而这样的世界仅在银河系就有2000亿个。我们的世界与这2000亿个宏大存在被隔离在名曰光年的河流两岸, 在我们所处的这一岸,穷尽目力只能看到它们微亮缥缈的身影。即便它们有诞生毁灭,但就这片星空本身而言,它们与过去的一亿年一样,与未来的一亿年一样。