漫谈恒星的视星等与绝对星等

来源 :百科探秘·航空航天 | 被引量 : 0次 | 上传用户:skywing_wing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  说到夜空中最亮的恒星,很多人会不约而同地想到北极星,在大家的印象里,北极星极为明亮,能够在野外迷路时为我们指引方向。事实真是这样吗?其实,北极星只是一颗2等星,如果你观测过星空,就会发现比北极星亮的恒星还有很多!如果把全天的恒星按亮度排序,北极星大约只能排到第五十名左右!
  全天的恒星是如何准确地根据亮度进行划分的呢?这里就要讲一讲关于星等的知识啦!

恒星亮度与视星等


  我们说到一颗星是几等星,一般都是指目视星等(视星等),用m表示。顾名思义,目视星等指的就是我们在地球上,用肉眼观测到的星星亮度。目视星等的由来,要追溯到公元前2世纪,当时古希腊有一位伟大的天文学家名叫喜帕恰斯(也有译名为依巴谷),他编制了西方的第一个星表,发现了岁差现象,还首次用“星等”来划分星星的亮度,在天文学领域取得了诸多成就。
虚拟天文馆模拟星空,你能找到北极星吗?

  在望远镜还未出现的年代,所有的天文观测都是用眼睛进行的。传说喜帕恰斯的视力非常好,他在观测恒星时把全天肉眼可见的恒星按照亮度分成了6个等级,1等星最亮,2等星稍暗……6等星表示的是人的眼睛能看到的最暗的星星。星等的数值越小,表示星星越亮,这个星等系统沿用至今。
  两千年后,法国数学家布盖发明了测日光度计,用以比较天体的亮度。1857年,英国天文学家普森用光度计测出了恒星的亮度,并与星等进行了比较,他发现1等星的亮度是6等星的100倍!那么,星等相差一个等级,亮度差异就是(100) 1/5=2.512倍。根据人眼的生理特性,对亮度强弱的感受服从对数规律,因此星等之间的亮度关系可以用以下公式表示:
  其中,E1和E2分别为两颗恒星的实际亮度,即单位时间单位面积接收到的辐射流,称为“照度”,这是用光度计测得的。而m1和m2分别表示两颗恒星的目视星等。
喜帕恰斯

  现在我们测定一颗星星的星等,会先用天文仪器测定星星的亮度,然后通过星等与亮度的换算公式计算出星等。英国天文学家普森为了更准确地测定星等值,还引入了“负数”表示更亮的星星,比如太阳的视星等为-26.75等,月亮满月时的星等为-13等,金星最亮时能达到-4.6等。当然,月球和金星本身是不发光的,它们是反射的太阳光。
  夜空中最亮的恒星——天狼星的视星等为-1.45等,而北极星为2.02等,它们的实际亮度相差25倍!随着望远镜的发展,我们通过望远镜看到了比6等星更暗的天体,于是出现了7等星、8等星……大型望远镜甚至能观测到28等星。
英国天文学家普森

恒星光度与绝对星等


  视星等能代表恒星的真实亮度吗?答案是否定的!这就像我们夜晚看到的路灯,离我们近的路灯明亮耀眼,远处的路灯则呈现点点微光,然而实际上这些路灯亮度几乎相同。夜空中的恒星和我们的距离各不相同,我们是根据在地球上接收到的恒星“辐射流量”测得的恒星亮度,这和恒星距离有很大的关系,并不能反映出恒星真实的发光能力,比如:小犬座的南河三距离我们约11.4光年,视星等为0.38等;天鹅座的天津四距离我们约1400光年,视星等为1.25等;如果我们把它们放在同样的距离比较一下,就会发现天津四的真实发光能力是南河三的10000倍!南河三之所以看上去更亮,是因为它离我们更近。
发光的恒星

  那么如何测量一颗恒星真实的发光能力呢?我们知道恒星之所以会发光,是因为其核心在不断地进行热核反应,产生的能量不断地向外层转移,最终从恒星表面逸出,射向宇宙。要衡量恒星真正的发光能力,我们要测量的是恒星表面单位时间内辐射的总能量,这才是恒星的真实亮度,天文学上称其为恒星的“光度”。恒星的光度一般通过天文望远镜和辐射探测器进行测量。
  为了能公平地比较不同恒星的光度,天文学上假设把所有恒星都放在同一个距离上,即10秒差距(pc)处。在这个距离上,我們看到的视星等大小,被称为绝对星等,用大写字母M表示。

超级链接


  秒差距
  恒星之间的距离非常遥远,在测量恒星之间的距离时一般使用秒差距作为距离单位,英文用pc表示。1秒差距大约等于3.26光年。
牧夫座最亮的星——大角星

  太阳的绝对星等是4.83等,在地球上看,太阳光芒万丈,是所有恒星中最明亮的,因为它离地球最近。如果把太阳放在10秒差距处,它看上去就是一颗视星等为4.83等的暗弱的星星,这个视星等的恒星如果放在灯火辉煌的城市夜晚,我们几乎看不到它。而牧夫座大角星的绝对星等是-0.2等,和太阳相差大约5个星等,也就是大角星真实的发光能力是太阳的100倍,只不过它离我们很远,在我们看来它并没有太阳明亮。可以想象一下,如果把大角星放在太阳的位置将会怎样?我们的地球是否还能存在生命?此外,天文学家们还发现了很多比太阳亮的恒星,比如船底座的海山二,其光度约为太阳的500万倍!
  牧夫座最亮的星——大角星绝对星等M,视星等m,恒星到太阳的距离D之间的关系可以用公式来表示:

  M=m 5-51gD(D的单位就是秒差距)

全天最亮的21颗恒星


  了解了视星等与绝对星等的概念,你还觉得北极星是最明亮的恒星吗?看看全天最亮的21颗恒星表,你还可以用手机或电脑下载“虚拟天文馆”等软件模拟一下今晚夜空中有哪些亮星,它们都是几等星?然后试着找一个开阔的地方进行观测,看看你是否能找到它们。
其他文献
在俄罗斯,有这样一批神秘的城市:它们在旅游地图上不见踪影,在列车大巴时刻表上也并不存在,不仅外国游客无法进入这些城市,就连俄联邦的公民也很难获得这些城市的出入证。  但这些城市,曾经是整个俄罗斯乃至苏联的骄傲。在这里生活的人,得到了国家最好的照顾和扶持,享受着没有饥荒、没有匮乏、没有烦恼的工作,从摇篮到坟墓都由国家一手包办。在那个因理想而建立的国度里,这些国民过着最理想的生活。  这些城市,就是前
走在路上,你有没有发现随着我们的前进,路边的树木仿佛在后退?而且离我们越近的树木“退”得越快。  如果你的右方1米处有一棵树,那么只要你向前走1米,它就从你的右方“退”到了你的右后方45度处。  如果一棵树在你右方1 000米处,那么,你前进1米后再看这棵树,它几乎还在你的右方。显然,我们和参照物的距离越远,相对位置的变化越不明显。  如果想尽快“甩”掉1 000米处的那棵树,你应该怎么做呢?相信
这是一架小型私人飞机的简图。通常很多飞机的机翼布局就如这架飞机一样,将主机翼放在前面,后面装配一对水平尾翼。在起飞和降落时,这样的常规型布局更利于提升飞机的升力,使飞机更稳定地飞行。下面我们就一起折一架常规型布局的纸飞机吧。制作纸飞机  图例说明:点线为隐藏轮廓线虚线请按图示方向折点画线需要反向折双实线为裁剪线  舵面制作完成后将飞机展开如右图。我们在自己折好的纸飞机上再回忆一下飞机各部分的名称。
傍晚时分,从省城回来的三利给两个好友“穷大方”亮子和根子打电话,说自己回来了,想跟他们在老地方万家酒店一起坐坐喝两口。  三利、亮子和根子是一个村的,从小一起长大,三利学习好,中学毕业后考上大学在省城工作;根子中学毕业后参军入伍,退伍后在县城工作;亮子中学毕业后四处打工,后来开始做生意,这些年生意做得很好。  亮子被同学们称为“穷大方”由来已久。  上学的时候,亮子、三利和根子放學后经常偷偷聚在一
秋芳给海爷做四姨娘那年,也就十七八岁。说起那模样,唇若点樱,眉如墨画,目似清泓,肌肤胜雪……乍一露面儿,在场的人大气都不敢出,生怕气儿大了,把这小美人给吹化了!  得了这样的宝贝,海爷心里自是欢喜,恨不得含在嘴里、拢在手心、打个金笼子给套头上!出门办事,无论远近,海爷总想着给秋芳带点儿新鲜玩意儿:绫罗绸缎花锦绣,镯子玉佩金银钗,胭脂水粉西洋香……秋芳嘴上称谢,脸上却一直是淡淡的,事后,也没怎么见她
赴俄罗斯学习  我是一名在俄罗斯攻读口腔系专家学位的中国留学生,我所攻读的学位是俄罗斯的一个特殊学位,在中国被认证为硕士研究生。在国内高中毕业后,我离开了舒适的家,一个人来到这个陌生的国家求学打拼,一晃四年半的时间已经过去,其间所经历的风风雨雨,让我从一个乳臭未干的小子,逐渐成长为一个较为成熟的男人。感谢岁月,让我学到了很多东西,也让我改变了很多。我相信,留俄的日子,一定是我这一生中最难以忘却的美
10年前,剑南西陵镇松山村,一场人为过失引起的山火,把200多亩茂密的松林烧了个精光。  松山大火后的第三年,一个27岁的年轻人进山来,和松山村签下20年的合同,承包了松山绿化。有了承包合同,他拿到了一笔小额贷款。年轻人在松山半腰搭起一个简陋的小木屋,然后在木屋前整理出一块苗圃,开始培育巴山松和云南松苗。  村主任问他:“你咋不直接去苗圃买袋育苗栽啊?”  他尴尬地笑了笑,道:“那得要真金白银,我
即使再过许多年,当记者回想起2019年4月20日的凌晨5时30分(当地时间,下同),依然会觉得这是个魔幻的时刻——我们降落在斯里兰卡首都科伦坡的班达拉奈克机场,没有入境安检,也没有行李核查,就这样走进了“印度洋上的珍珠”国度。同行的旅伴操着“京片子”评点:“如入无人之境,有这么点儿意思。要说那恐怖分子来了,也这么着——进来啦?”  仅仅27小时后,21日上午8时45分,近年来伤亡最大的恐怖袭击事件
万新明在省城的一家大公司里上班,这天,公司总经理程总批准了他三天的假期,于是,他急匆匆地回到了三百公里外的乡下老家,探望阔别已久的父母。  歇息了一晚,第二天上午,万新明看见自己的父母将一张桌子搬到了屋外,然后,母亲将三块不大不小的鹅卵石,放在桌子上,让它们晒起了太阳。而一只圆圆的坛子,则被放置在南墙边,也晒着太阳。  那三块鹅卵石光溜溜的,颜色淡黄,万新明看着看着,忽然鼻子一酸,连忙取出手机,端
这几天雨瑶可得意了,因为子凡要托她“办事儿”。  其实也不是什么了不起的事儿,只不过狗狗咖喱成为家里的新成员之后,子凡对它特别疼爱,总想给它买这买那,吃的用的保健的解闷的都想买,可是由于自己的零用钱有限,于是经高人指点,准备赶在“双十一”时上网采购。但是自称“数码达人”的子凡对网购还很不熟悉,尤其是不知道应该怎么付款。在这方面,雨瑶就比子凡强多了,怎样少花钱多办事儿,她超有心得。  “包在我身上,