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星等
鎖定
- 中文名
- 星等
- 外文名
- magnitude
- 創造者
- 喜帕恰斯
- 學 科
- 天文學
- 分 類
- 視星等、絕對星等
- 起 源
- 公元前二世紀
星等簡介
天文學上規定,星的明暗一律用星等來表示,星等數越小,説明星越亮,星等數每相差 1星的亮度大約相差 2.512 倍。1 等星的亮度恰好是 6 等星的 100 倍。每相差0.1星等的亮度大約相差1.0965倍
天空中有一等星21 顆,二等星有 46 顆,三等星 134 顆,四等星共 458 顆,五等星有 1476 顆,六等星共 4840 顆,共計 6975顆。更亮的為 0 等以至負的星等。例如,太陽是 -26.7 等,滿月的亮度是 -12.6 等,金星最亮時可達 -4.9 等。
我們把肉眼能夠看到的最暗的星設定是 6 等星(6m 星)。天空中亮度在 6 等以上(即星等數小於 6)也就是可以看到的星有 6000 多顆。當然,同一時刻我們只能看到半個天球上的星星,即 3000 多顆。而當今世界上最大的天文望遠鏡能看到暗至 24m 的天體,而哈勃望遠鏡能拍攝得到的最暗星等達 30m。
恆星的真正亮度還可用光度表示。光度就是恆星每秒鐘輻射的總能量。恆星的光度由它的温度和表面積決定。温度愈高光度愈大;恆星的表面積愈大光度也愈大。恆星的大小和温度是決定恆星光度的兩個重要物理量。恆星的光度與絕對星等之間存在着密切的關係。絕對星等相差 1 等,光度相差 2.512 倍。例如絕對星等 1 等星的光度是絕對星等 2 等星的光度的 2.512 倍,是絕對星等 6 等星的 100 倍。這和星等與視亮度之間的關係是類似的。
恆星之間的光度差別非常大。以太陽為標準來比較,織女星的絕對星等是 0.5 等,它的光度是太陽的 50 倍。超巨星“天津四”的絕對星等大約是-7.2 等,其光度比太陽強五萬多倍。還有一顆在星空中極不起眼的天蠍座“尾宿三” ,視星等只有 4.7 等,但它的絕對星等是 -10.2 等,它的光度幾乎是太陽光度的 150~180 萬倍。光度超過太陽的 100 萬倍的恆星比比皆是。
天文學家把光度大的恆星叫做巨星,光度小的稱為矮星。光度比巨星更強的叫超巨星。從表面積愈大光度也愈大的規律可以知道,光度大的巨星,體積也大,光度小的矮星,體積也小。太陽是一顆黃色的矮星,相比之下光度比較弱。但還有比它更弱的矮星。
光度用每秒輻射多少爾格(爾格/秒)來表示。不僅適用於光學波段,也適用於其它波段,如紅外、紫外、射電、X 射線及 γ 射線波段。它是恆星本身所固有的,表徵其輻射本領的量。
太陽的光度是
,知道了恆星的絕對星等後,就可以對比太陽的光度,得到恆星的光度L。
星等起源發展
公元前二世紀,古希臘天文學家喜帕恰斯在愛琴海的羅德島建立觀星台,並在天蠍座看到一顆陌生的星。為了描述這顆前人沒有記錄的星星,他決定繪製一份詳細的星圖。經過頑強的努力,這份標有上千顆恆星位置和亮度的星圖誕生了。喜帕恰斯將恆星按照亮度分成等級,最亮的二十顆作為一等星,最暗的作為六等星,中間又有二等星、三等星、四等星、五等星。喜帕恰斯在 2100多年前創立的“星等”的概念一直沿用到今天。
到了 1850 年,由於光度計在天體光度測量中的應用,英國天文學家普森(M.R.Pogson)把肉眼看見的一等星到六等星做了比較,發現星等相差 5 等的亮度之比約為 100 倍。於是提出的衡量天體亮度的單位,一個星等間的亮度比規定為
即約 2.512 倍。它是天體光度學的重要內容。當然,現 在對天體光度的測量非常精確,星等自然也分得很精細,由於星等範圍太小,又引入了負星等,來衡量極亮的天體,把比一等星還亮的定為零等星,比零等星還亮的定為-1 等星,依此類推,同時,星等也用小數表示。星等又分視星等和絕對星等,視星等是地球上的觀測者所見的天體的亮度,比如,全天最亮的恆星天狼星為-1.45 等星,老人星為-0.73 等星,織女星為 0.04 等星,牛郎星為 0.77 等星。而絕對星等是在距天體 10 秒差距(32.6光年)處所看到的亮度,太陽的絕對星等為 4.75 等;熱星等是測量恆星整個輻射,而不是隻測量一部分可見光所得到的星等;單色星等是隻測量電磁波譜中某些範圍很窄的輻射而得的星等;窄頻帶星等是測量略寬一點的頻段所得的星等;寬頻帶星等的測量範圍更寬;人眼對黃色最敏感,因此目視星等也可稱為黃星等。
星等計算公式
普森公式:
聯繫兩個天體的星等 m1、m2 和它們的亮度 E1、E2。這個星等尺度的定義一直沿用至今。星等尺度的零點由規定某顆星的星等值來確定。
星等星等分類
星等視星等
天體光度測量直接得到的星等同天體的距離有關,稱為視星等,它反映天體的視亮度。一顆很亮的星可以由於距離遠而顯得很暗(星等數值大);而一顆實際上很暗的星可能由於距離近而顯得很亮(星等數值小)。對於點光源,則代表天體在地球上的照度。星等常用 m 表示。對單一波長測定的單色星等差與輻射探測器的特性無關。但在一定波段內測定的星等差,隨探測器的選擇性而不同。因此,對應不同探測器有各種星等系統。例如:
- 目視星等 mv 是人眼測定的星等。美國哈佛大學天文台規定小熊座λ 星的 mv=+6.55 等,以此來確定目視星等的零點。例如,太陽的目視星等為-26.74 等;天狼星的目視星等為-1.6 等。目視星等為 1 等的星,在地面的照度約等於 8.3×10-9 勒克司。
- 照相星等 mp 是用藍敏照相底片測定的星等。國際照相星等 Ipg 的零點是這樣規定的:令目視星等介於 5.5~6.5 等間的 A0 型星的平均 Ipg 為 mv。
- 仿視星等 mpv、國際仿視星等 Ipv 是用正色底片加黃色濾光片測定的。它的分光特性與人眼相近,實際上取代了目視星等。
- 光電星等是用光電倍增管測定的星等。目前最常用的光電星等系統是 UBV 測光系統。U 為紫外星等,B 為藍星等,V 為黃星等(和目視星等相似)。
星等絕對星等
為了比較天體的發光強度,採用絕對星等。絕對星等 M 的定義是,把天體假想置於距離 10 秒差距處所得到的視星等。若已知天體的視差π(以弧秒計)和經星際消光改正的視星等m,可按下列公式計算絕對星等:
若已知天體的距離d和視星等m,可按下列公式計算絕對星等:
其中d0 是 10秒差,即 32.616光年。
對應不同系統的視星等有不同的絕對星等。
若已知天體的絕對星等和視差π,或者距離d,可按照下列公式計算可視星等:
或
星等目視星等
距離我們比較近的,看起來自然比較光亮。所以晦暗的星並不代表他比較光亮的星細小。
星等照相星等
U:波長 360nm 左右,測量近紫外線成份,所得為紫外星等。
B:波長 440nm 左右,測量藍色成分,所得為藍色星等(藍等,英文 Blue magnitude)。
V:波長 550nm 左右,測量黃、綠色成分,和人眼所見亮度接近,所得為可見星等。天文文獻中,不特別説明的星等一般是可見星等。
這三個星等每個又有視星等和絕對星等之區分。絕對星等的定義為:
星等光度表
星體 | 目視星等 | 絕對星等 |
太陽 | -26.70 | 4.80 |
月球(滿月) | -13.00 | 不適用 |
金星(最亮時) | -4.9 | 不適用 |
天狼星(全天最亮恆星) | -1.450 | 1.43 |
織女星 | 0.03 | 0.50 |
牛郎星 | 0.77 | 2.19 |
為了比較不同恆星的真實發光能力,應該把它們放在距離相同的地方進行比較,就像賽跑必須站在同一起跑線上一樣。恆星的這條“起跑線”定為 10 秒差距(10 pc),即 32.616 光年。規定恆星在這個標準距離處的亮度為它的絕對亮度,用絕對星等來表示。一個恆星的絕對星等是通過計算得出來的。太陽的視亮度是無與倫比的,但如果把它放到比當前遠 206 萬倍遠的 10 秒差距處,它的絕對星等只有 4.75 等,是一顆很暗的星星了
[2]
。
星等亮星表
注:雙星或多星系統按綜合視星等來算;變星按平均視星等來算。
排名 | 中文名 | 西方星名 | 視星等 |
---|---|---|---|
0 | 太陽 | ---- | -26.74 |
1 | 天狼 | 大犬座α | -1.47 |
2 | 老人 | 船底座α | -0.73 |
3 | 南門二 | 半人馬座α | -0.29 |
4 | 大角 | 牧夫座α | -0.04 |
5 | 織女一 | 天琴座α | 0.03 |
6 | 五車二 | 御夫座α | 0.07 |
7 | 參宿七 | 獵户座β | 0.12 |
8 | 南河三 | 小犬座α | 0.36 |
9 | 水委一 | 波江座α | 0.45 |
10 | 參宿四 | 獵户座α | 0.55 |
11 | 馬腹一 | 半人馬座β | 0.61 |
12 | 河鼓二 | 天鷹座α | 0.77 |
13 | 十字架二 | 南十字座α | 0.79 |
14 | 畢宿五 | 金牛座α | 0.86 |
15 | 心宿二 | 天蠍座α | 0.95 |
16 | 角宿一 | 室女座α | 0.97 |
17 | 北河三 | 雙子座β | 1.14 |
18 | 北落師門 | 南魚座α | 1.15 |
19 | 天津四 | 天鵝座α | 1.24 |
20 | 十字架三 | 南十字座β | 1.26 |
21 | 軒轅十四 | 獅子座α | 1.36 |
22 | 弧矢七 | 大犬座ε | 1.50 |
23 | 北河二 | 雙子座α | 1.58 |
24 | 尾宿八 | 天蠍座λ | 1.62 |
25 | 十字架一 | 南十字座γ | 1.63 |
26 | 參宿五 | 獵户座γ | 1.64 |
27 | 五車五 | 金牛座β | 1.66 |
28 | 南船五 | 船底座β | 1.67 |
29 | 參宿二 | 獵户座ε | 1.69 |
30 | 鶴一 | 天鶴座α | 1.74 |
31 | 參宿一 | 獵户座ζ | 1.77 |
32 | 玉衡 | 大熊座ε | 1.77 |
33 | 天船三 | 英仙座α | 1.80 |
34 | 天樞 | 大熊座α | 1.80 |
35 | 天社一 | 船帆座γ2 | 1.81 |
36 | 弧矢一 | 大犬座δ | 1.83 |
37 | 箕宿三 | 人馬座ε | 1.84 |
38 | 搖光 | 大熊座η | 1.86 |
39 | 尾宿五 | 天蠍座θ | 1.86 |
40 | 海石一 | 船底座ε | 1.87 |
41 | 五車三 | 御夫座β | 1.90 |
42 | 三角形三 | 南三角座α | 1.92 |
43 | 井宿三 | 雙子座γ | 1.93 |
44 | 孔雀十一 | 孔雀座α | 1.93 |
45 | 天社三 | 船帆座δ | 1.95 |
46 | 軍市一 | 大犬座β | 1.98 |
47 | 星宿一 | 長蛇座α | 1.98 |
48 | 勾陳一 | 小熊座α | 1.99 |
49 | 軒轅十二 | 獅子座γ | 2.00 |
50 | 婁宿三 | 白羊座α | 2.01 |
51 | 土司空 | 鯨魚座β | 2.04 |
52 | 鬥宿四 | 人馬座σ | 2.05 |
53 | 庫樓三 | 半人馬座θ | 2.06 |
54 | 壁宿二 | 仙女座α | 2.07 |
55 | 奎宿九 | 仙女座β | 2.07 |
56 | 參宿六 | 獵户座κ | 2.07 |
57 | 北極二 | 小熊座β | 2.07 |
58 | 鶴二 | 天鶴座β | 2.07 |
59 | 侯 | 蛇夫座α | 2.08 |
60 | 大陵五 | 英仙座β | 2.09 |
61 | 天大將軍一 | 仙女座γ | 2.10 |
62 | 五帝座一 | 獅子座β | 2.14 |
63 | 策 | 仙后座γ | 2.15 |
64 | 庫樓七 | 半人馬座γ | 2.20 |
65 | 弧矢增二十二 | 船尾座ζ | 2.21 |
66 | 海石二 | 船底座ι | 2.21 |
67 | 貫索四 | 北冕座α | 2.22 |
68 | 天記 | 船帆座λ | 2.23 |
69 | 開陽 | 大熊座ζ | 2.23 |
70 | 天津一 | 天鵝座γ | 2.23 |
71 | 王良四 | 仙后座α | 2.24 |
72 | 天棓四 | 天龍座γ | 2.24 |
73 | 參宿三 | 獵户座δ | 2.25 |
74 | 王良一 | 仙后座β | 2.28 |
75 | 南門一 | 半人馬座ε | 2.29 |
76 | 房宿三 | 天蠍座δ | 2.29 |
77 | 尾宿二 | 天蠍座ε | 2.29 |
78 | 騎官十 | 豺狼座α | 2.30 |
79 | 庫樓二 | 半人馬座η | 2.33 |
80 | 天璇 | 大熊座β | 2.34 |
81 | 梗河一 | 牧夫座ε | 2.35 |
82 | 危宿三 | 飛馬座ε | 2.38 |
83 | 尾宿七 | 天蠍座κ | 2.39 |
84 | 火鳥六 | 鳳凰座α | 2.40 |
85 | 天璣 | 大熊座γ | 2.41 |
86 | 天市左垣十一 | 蛇夫座η | 2.43 |
87 | 室宿二 | 飛馬座β | 2.44 |
88 | 弧矢二 | 大犬座η | 2.45 |
89 | 天鈎五 | 仙王座α | 2.45 |
90 | 天社五 | 船帆座κ | 2.47 |
91 | 天津九 | 天鵝座ε | 2.48 |
92 | 室宿一 | 飛馬座α | 2.49 |
93 | 天囷一 | 鯨魚座α | 2.53 |
94 | 天市右垣十一 | 蛇夫座ζ | 2.54 |
95 | 庫樓一 | 半人馬座ζ | 2.55 |
96 | 西上相 | 獅子座δ | 2.56 |
97 | 房宿四 | 天蠍座β | 2.56 |
98 | 廁一 | 天兔座α | 2.58 |
99 | 馬尾三 | 半人馬座δ | 2.58 |
100 | 軫宿一 | 烏鴉座γ | 2.58 |
中文名 | 英文名 | 所屬星座 | 目視星等 | 地球距離(光年) | 絕對星等 |
1.天狼星 | Sirius | -1.45 | 8.6 | 1.45 | |
2.老人星 | Canopus | -0.73 | 310 | ||
3.南門二 | Rigel Kentaurus | -0.10 | 4.3 | 4.20 | |
4.大角星 | Arcturus | -0.06 | 36 | -0.38 | |
5.織女星 | Vega | 0.04 | 25 | 0.58 | |
6.五車二 | Capella | 0.08 | 40 | 0.48 | |
7.參宿七 | Rigel | 0.11 | 700 | -6.69 | |
8.南河三 | Procyon | 0.35 | 11 | 2.70 | |
9.水委一 | Achernar | 0.46 | 80 | -2.77 | |
10.參宿四 | Betelgeuse | 0.80 | 500 | -5.13(長週期不規則變星,0.2~1 等,週期 2000 天) | |
11.馬腹一 | Hadar | 0.60 | 525 | -5.1 | |
12.河鼓二 | Altair | 0.77 | 16 | 2.21 | |
13.畢宿五 | Aldebaran | 0.85 | 60 | -0.63 | |
14.十字架二 | Acrux | 0.90 | 450 | -4.00 | |
15.角宿一 | Spica | 0.96 | 350 | -3.52 | |
16.心宿二 | Antares | 1.00 | 500 | -4.71 | |
17.北河三 | Pollux | 1.15 | 35 | 1.09 | |
18.北落師門 | Fomalhaut | 1.16 | 22 | 1.75 | |
19.天津四 | Deneb | 1.25 | 1800 | -8.73 | |
20.十字架三 | Mimosa | 1.26 | 500 | -4.02 | |
21.軒轅十四 | Regulus | 1.35 | 70 | -0.52 | |
22.弧矢七 | Adhara | 1.52 | 600 | -3.97 | |
23.北河二 | Castor | 1.58 | 50 | 0.58 | |
24.十字架一 | Gacrux | 1.63 | 80 | -0.5 | |
25.尾宿八 | Shaula | 1.63 | 300 | -5.07 | |
26.參宿五 | Brellatrix | 1.64 | 400 | -2.75 | |
27.五車五 | Elnath | 1.65 | 130 | -1.6 | |
28.南船五 | Miaplacidus | 1.68 | 50 | -1.1 | |
29.參宿二 | Alnilam | 1.70 | 1300 | -7.213 | |
30.鶴一 | Al Nair | 1.74 | 70 | -0.74 | |
31.參宿一 | Alnitak | 1.76 | 1300 | -5.25 | |
32.玉衡 | Alioth | 1.77 | 60 | -0.2 | |
33.天樞 | Dubhe | 1.79 | 70 | -1.07 | |
34.天社一 | Regor | 1.78 | 1000 | -5.31(實為雙星,γ1 視星等為 4.27,子星 γ2 視星等 1.78) | |
35.天船三 | Mirfak | 1.79 | 500 | -4.21 | |
37.弧矢一 | Wezen | 1.84 | 2800 | -6.66 | |
38.箕宿三 | Kaus Australis | 1.85 | 120 | -2(實為雙星,人馬座 ε1,視星等 1.79,ε2,視星等 10) | |
39.海石一 | Avior | 1.86 | 80 | -4.58 | |
40.搖光 | Alkaid | 1.86 | 150 | -0.61 | |
41.尾宿五 | Sargas | 1.87 | 200 | -2.76 | |
42.軒轅十二 | Algieba | 1.90 | 85 | 0.2(實為雙星,γ1 2.28 等,γ2 3.53 等) | |
43.三角形三 | Atria | 1.92 | 100 | -3.64 | |
44.井宿三 | Alhena | 1.93 | 80 | -0.61(分光雙星系統) | |
45.孔雀十一 | Peacock | 1.94 | 300 | -3.7 | |
46.軍市一 | Mirzam | 1.98 | 700 | -3.95 | |
47.星宿一 | Alphard | 1.98 | 110 | -1.7 | |
48.婁宿三 | Hamal | 2.00 | 70 | 0.47 | |
49.鬥宿四 | Nunki | 2.02 | 200 | -2.14(伴星 9.5等) | |
50.天社三 | Gl 321.3 A/B | 2.02 | 65 | -0.01(雙伴星系統,四顆恆星中最亮的是船帆座 A,它是一顆 A 型的主序白矮星,視星等為 2.02。它的伴星船帆座 B 星等為 5.1,距船帆座 A 為 2.6 弧秒;另一個雙星系統在 69 弧秒之外,由 11 等的船帆座 C 和船帆座 D 組成,二者相距 6 弧秒。最近,伽利略探測器在木星發現天社三是一顆變星,它每 45 天亮度變化約 30%。天社三是已知最亮的食雙星(儘管大陵五更加容易觀測)) | |
51.土司空 | Diphda | 2.04 | 60 | -0.31 | |
52.壁宿二 | Alpheratz | 2.07 | 100 | -0.7 | |
53.奎宿九 | Mirach | 2.06 | 84 | -1.86 | |
54.參宿六 | Saiph | 2.06 | -4.44 | ||
55.庫樓三 | 2.06 | 50 | 0.77 | ||
56.帝(北極二) | 2.08 | 400 | -3.63(三星系統) | ||
57.侯(蛇夫座 α星) | 2.08 | 54 | 1.3 | ||
58.鶴二 | 2.10 | 260 | -2.5~-2.2 | ||
59.大陵五 | 2.12 | 72 | -0.4 |
- 參考資料
-
- 1. 天體物理中的星等概念比較 .中國知網[引用日期2017-05-29]
- 2. 盤狀星系的顏色星等關係 .中國知網[引用日期2017-05-29]
- 3. 汪樂興主編. 21世紀中國少年兒童百科全書 海洋世界與宇宙星球卷[M]. 2015 :118
- 4. 自帶光環 天文學家獵户座內發現一顆新恆星誕生 .中國青年網[引用日期2021-07-05]
- 5. Brightest Stars in the Sky | Star Facts .Star Facts[引用日期2024-03-21]