【是星等】揭秘天體的亮度之謎:視星等、星等與絕對星等的關係

【是星等】揭秘天體的亮度之謎:視星等、星等與絕對星等的關係

視星等:衡量恆星亮度的指標

引言

天文學家以[視星等(英語:apparent magnitude,符號:m)]最早是由希臘天文學家喜帕恰斯定義的,他根據可見光波段的亮度將 1022 顆恆星分為 1 等到 6 等。1850 年,英國天文學家普森發現 1 等星比 6 等星亮度相差 100 倍。根據此關係,建立了量化的視星等系統,每級間的亮度差為 2.512 倍。1 勒克司的視星等為 -13.98。

是星等 Play

視星等的演變

1 到 6 這個等級的劃分並不足以描述所有天體的亮度,天文學家引入了「負星等」的概念,使得視星等體系得以沿用至今。例如,牛郎星為 0.77 等,織女星為 0.03 等,天狼星(除太陽外最亮的恆星)為 -1.45 等,太陽為 -26.7 等,滿月為 -12.8 等。目前,地面上的最大望遠鏡可看到 24 等星,而哈勃望遠鏡可看到 30 等星。

是星等

視星等的測量與限制

視星等測量的是觀測者在地球上看到的星體亮度,僅相當於光學中的[照度(英語:Illuminance,符號:E)]。由於不同恆星與地球的距離不同,視星等無法反映恆星本身的光度。

距離地球較近的恆星可能比距離較遠的恆星視星等低。例如,巴納德星距離地球僅 6 光年,但肉眼無法看見(9.54 等)。

在理想的觀測環境(晴朗無月的夜晚)下,肉眼能看到的半個天空約有 3000 顆恆星(視星等低於 6.5 等),整個天球可見的恆星約為 6000 顆。大多數肉眼可見的恆星都在數百光年內。

人類肉眼能看見最遠的天體是三角座星系,視星等約為 6.3 等,距離地球約 290 萬光年。歷史上,肉眼能看見的最遠天體是 GRB 080319B,2008 年 3 月 19 日發生的一次伽瑪射線暴,距離地球達到 75 億光年,視星等為 5.8 等,相當於肉眼看見 75 億年前發出的光。

影響視星等的其他因素

星際塵埃會遮蔽恆星的光線,導致一些明亮的恆星在可見光波段變得暗淡。例如,銀河系中心附近的[手槍星(英語:Pistol Star)]原本肉眼可見,但因塵埃遮蔽而無法看見。

恆星本身的演化及其與地球的距離變化也會影響恆星的視星等。例如,[超新星(英語:Supernova)]爆發時,恆星的視星等會驟增幾個等級。在未來的幾萬年內,一些逐漸接近地球的恆星將會顯著變亮,例如葛利斯 710 在約一百萬年後將從 9.65 等增亮到肉眼可見的 1 等。

恆星 / 天體 視星等 波段
天狼星 -1.45 可見光
牛郎星 0.77 可見光
織女星 0.03 可見光
太陽 -26.7 可見光
滿月 -12.8 可見光
巴納德星 9.54 可見光
三角座星系 6.3 可見光
GRB 080319B 5.8 可見光
1 等星 1.00 可見光
6 等星 6.00 可見光

星等的定義與分類

星等是天文學中用於表示恆星或其他天體亮度的度量。星等數值越小,表示天體越亮。星等主要有視星等與絕對星等兩種。

視星等

視星等是指從地球觀察到的天體亮度,受到距離、吸收和散射等因素的影響。視星等數值越大,表示天體從地球上看越暗。

最亮的恆星天狼星的視星等為 -1.46,而肉眼可見最暗的恆星的視星等約為 6。

絕對星等

絕對星等是用來表示天體固有亮度,不受距離的影響。絕對星等數值較小,表示天體固有亮度較高。天體的絕對星等可以通過測量距離和視星等計算出來。

表:恆星星等範圍

星等範圍 恆星數量 可見度
-11 ~ -4 約 67 裸眼可見
-4 ~ -1 約 624 雙筒望遠鏡可見
-1 ~ 2 約 1476 小型望遠鏡可見
2 ~ 6 約 6139 大型望遠鏡可見
6 ~ 9 約 46781 大型望遠鏡或天文望遠鏡可見

星等的應用

星等在天文研究中具有重要意義。通過星等,天文學家可以:

延伸閲讀…

絕對星等與視星等 – 科學Online – 台灣大學

星等_百度百科

  • 比較恆星和天體的亮度
  • 估算天體的距離和大小
  • 研究恆星的進化和結構