（科普向）天文观测基本概念之星等

在天文观测上经常要用到星等这个概念。中小学教材里也有学过，星等是衡量天体亮度的量，用以标记衡量星星的明暗程度，但是在一些常用的星图星表里经常有标视觉星等和绝对星等，这两者之间有什么区别以及星等的量化标准，下面我们来了解一下。

不同天体的视星等级

星等的基本概念

星等是天文学上对星星明暗程度的一种表示方法，记为m。通俗的说法是星星的等级。

天文学上规定，星的明暗一律用星等来表示，星等数越小，说明星越亮，星等数每相差1星的亮度大约相差2.512倍。1等星的亮度恰好是6等星的100倍。每相差0.1星等的亮度大约相差1.0965倍。

天空中有一等星21颗，二等星有46颗，三等星134颗，四等星共458颗，五等星有1476颗，六等星共4840颗，共计6974颗。更亮的为0等以至负的星等。例如，太阳是－26.7等，满月的亮度是－12.6等，金星最亮时可达－4.4等。

我们把肉眼能够看到的最暗的星设定是6等星（6m星）。天空中亮度在6等以上（即星等数小于6）也就是可以看到的星有6000多颗。当然，同一时刻我们只能看到半个天球上的星星，即3000多颗。而当今世界上最大的天文望远镜能看到暗至24m的天体，而哈勃望远镜能拍摄得到的最暗星等达30m。

恒星的真正亮度还可用光度表示。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。绝对星等相差1等，光度相差2.512倍。例如绝对星等1等星的光度是绝对星等2等星的光度的2.512倍，是绝对星等6等星的100倍。这和星等与视亮度之间的关系是类似的。

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“尾宿三”，视星等只有4.7等，但它的绝对星等是－10.2等，它的光度几乎是太阳光度的150～180万倍。光度超过太阳的100万倍的恒星比比皆是。

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。

光度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γ射线波段。它是恒星本身所固有的，表征其辐射本领的量。

太阳的光度是

，知道了恒星的绝对星等后，就可以对比太阳的光度，得到恒星的光度L。

星等分类

视星等

天体光度测量直接得到的星等同天体的距离有关，称为视星等，它反映天体的视亮度。一颗很亮的星可以由于距离远而显得很暗（星等数值大）；而一颗实际上很暗的星可能由于距离近而显得很亮（星等数值小）。对于点光源，则代表天体在地球上的照度。星等常用m表示。对单一波长测定的单色星等差与辐射探测器的特性无关。但在一定波段内测定的星等差，随探测器的选择性而不同。因此，对应不同探测器有各种星等系统。例如：

1、目视星等mv是人眼测定的星等。美国哈佛大学天文台规定小熊座λ星的mv=+6.55等，以此来确定目视星等的零点。例如，太阳的目视星等为－26.74等；天狼星的目视星等为－1.6等。目视星等为1等的星，在地面的照度约等于8.3×10^-9勒克司。

2、照相星等mp是用蓝敏照相底片测定的星等。国际照相星等Ipg的零点是这样规定的：令目视星等介于5.5～6.5等间的A0型星的平均Ipg为mv。3、仿视星等mpv、国际仿视星等Ipv是用正色底片加黄色滤光片测定的。它的分光特性与人眼相近，实际上取代了目视星等。

4、光电星等是用光电倍增管测定的星等。目前最常用的光电星等系统是UBV测光系统。U为紫外星等，B为蓝星等，V为黄星等（和目视星等相似）。

5、热星等mbol是表征天体在整个电磁波段内辐射总量的星等。不能直接由观测来确定，只能由多色测光的星等结合理论计算来求得。随着各波段测光技术特别是大气外观测的发展，确定热星等的精度越来越高。

绝对星等

为了比较天体的发光强度，采用绝对星等。绝对星等M的定义是，把天体假想置于距离10秒差距处所得到的视星等。若已知天体的视差π（以弧秒计）和经星际消光改正的视星等m，可按下列公式计算绝对星等：

若已知天体的距离d和视星等m，可按下列公式计算绝对星等：

其中d0是10秒差，即32.616光年。

对应不同系统的视星等有不同的绝对星等。

若已知天体的绝对星等和视差π，或者距离d，可按照下列公式计算可视星等：

或

目视星等

是指我们用肉眼所看到的星等。看来不突出的、不明亮的恒星，并不一定代表他们的发光本领差。道理十分简单：我们所看到恒星视亮度，除了与恒星本生所辐射光度有关外，距离的远近也十分重要。同样亮度的星球距离我们比较近的，看起来自然比较光亮。所以晦暗的星并不代表他比较光亮的星细小。

照相星等

UBV系统包括对天体在三个波长段的辐射测量，传统上通过在检测系统前放置标准滤光片实现：

U：波长360nm左右，测量近紫外线成份，所得为紫外星等。

B：波长440nm左右，测量蓝色成分，所得为蓝色星等（蓝等，英文Bluemagnitude）。

V：波长550nm左右，测量黄、绿色成分，和人眼所见亮度接近，所得为可见星等。天文文献中，不特别说明的星等一般是可见星等。

这三个星等每个又有视星等和绝对星等之区分。绝对星等的定义为：

E为照度，在国际单位制中的单位是流明/米；r为天体距离，C为常数，定义为太阳的可见绝对星等MU=5.61，MB=5.84，MV=4.83。

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