在晴朗的晚上从地球遥望天空,无论是肉眼能看到的星星或者是用天文望远镜观测到的天体,发现其亮度都不尽相同。为了区分宇宙中星星的亮度,引入了“视星等”。视星等是表示宇宙中星星的亮度。
整个天空肉眼能见到的大约有6000多颗恒星。首先按照将肉眼可见的星分为6等,肉眼刚能看到的定为6等星,比6等亮一些的为5等,依次类推,亮星为1等,更亮的为0等以至负的星等。比如:太阳是-26.8等,满月的亮度是-12.6等,金星最亮时可达-4.4等。
恒星的真正亮度还用光度表示,光度就是恒星每秒钟辐射的总能量。恒星的光度由它的温度和表面积决定,温度愈高光度愈大;恒星的表面积愈大光度也愈大。恒星的大小和温度是决定恒星光度的两个重要物理量。恒星的光度与绝对星等之间存在着密切的关系。绝对星等差1等,其光度差2.512倍,因此1等星的亮度恰好是6等星的100倍。通常情况下,比六等星更暗的星,就要靠望远镜来观察了。
不过由于地球上物体越近显得越亮;物体越远显得越暗。例如:近的烛光比远的街灯显得还要光亮些。因此视星等不能作为量度真实光亮度的指标,而只能量度物体表面上的光亮度。
恒星之间的光度差别非常大。以太阳为标准来比较。织女星的绝对星等是0.5等,它的光度是太阳的50倍。超巨星“天津四”的绝对星等大约是-7.2等,其光度比太阳强五万多倍。还有一颗在星空中极不起眼的天蝎座,视星等只有3.8等,但它的绝对星等是-9.4等,它的光度几乎是太阳光度的50万倍。光度最强的恒星甚至有太阳的100万倍。
天文学家把光度大的恒星叫做巨星,光度小的称为矮星。光度比巨星更强的叫超巨星。从表面积愈大光度也愈大的规律可以知道,光度大的巨星,体积也大,光度小的矮星,体积也小。太阳是一颗黄色的矮星,相比之下光度比较弱。但还有比它更弱的矮星。如著名的天狼星伴星是一颗白矮星,它的光度还不到太阳的万分之一。近些年来天文学家用大望远镜发现了一些绝对星等在20等左右的暗弱恒星,它们的光度大约仅为太阳的40万分之一到50万分之一,它们的光度连满月都不如。
光度单位用每秒辐射多少尔格(尔格/秒)来表示,不仅适用于光学波段,也适用于其它波段,如红外、紫外、射电、X射线及射线波段。
绝对星等:由于目视星等并没有实际的物理学意义,于是天文学家制定了绝对星等来描述星体的实际发光本领。
假想把星体放在距离10秒差距(即32.6光年,秒差距亦是天文学上常用的距离单位,1秒差距=3.26光年)远的地方,所观测到的视星等,就是绝对星等了。通常绝对星等以大写英文字母M表示。目视星等和绝对星等可用公式转换,公式如下:
M=m+5-5logd;其中M为绝对星等;m为目视星等;d为距离
下表例举了一些我们熟悉的明亮星体光度:
星体
| 目视星等
| 绝对星等
| 太阳
| -26.7
| 4.8
| 月球(满月)
| -13
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| 金星(最亮时)
| -4.6
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| 天狼星(全天最亮恒星)
| -1.45
| 1.43
| 织女星
| 0.03
| 0.5
| 牛郎星
| 0.77
| 2.19
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PS:水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、月球及彗星等太阳系内的天体,并不会自己发光的,他们是靠反射太阳的光线。
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