什么是恒星大小?

眼睛最亮的恒星为1级,而肉眼最暗的恒星为6级。量表如何在天文学中起作用,为什么会如此’s useful.

有时候你’会读到某颗恒星或行星从地球在特定位置出现的亮度 大小。这个单词 大小 在天文学中,除非另有说明,否则通常是指天体’s 视在亮度 或明显的视觉大小。另一方面,恒星的固有亮度称为 亮度 或绝对大小。在本文的其余部分中,我们将使用“量级”一词来谈论一颗恒星’s 表观视觉强度.

震级的规模可以追溯到古代的天文学家 Hipparchus托勒密,其星表按星等列出了恒星。

按照这个古老的尺度,我们天空中最亮的恒星为1级,仅眼睛最暗的恒星为6级。 2级恒星的亮度仍然适中,但比1级恒星的亮度微弱;而5级恒星的亮度仍较6级星差,但亮度较弱。

尽管有一些修改,但该系统至今仍保持完整。

人们经常会发现震级系统令人困惑,因为 最亮的星星 负值例如,夜空中最亮的恒星天狼星的视星等为-1.44。

按照Hipparchus和Ptolemy的精神,上面的Canis Major星座和下面的Virgo星座的现代图表在数量级上具有恒星。

拿星星 角宿,是处女座唯一的亮星。它是一等星的典型例子。

换句话说,尽管斯皮卡’s的大小略有变化,其大小几乎完全等于1。

请注意,该星图的左下角和上面的星号的左下角的量级刻度。通过国际天文学联合会(IAU)获得的星空图。 单击此处查看所有88个星座的天空图。

当然,大多数明星都是’喜欢Spica,因为他们不’t在数量级上如此精确地下降。那’s why – for astronomers –任何大小在0.50至1.50之间的恒星都被视为1级亮度。

考虑一等星 Aldebaran,其明显大小为0.87。同时,一等星 轩ulu 大小为1.36。都被认为是一等星– among the sky’s 最亮的星星 –尽管它们的亮度不完全相同。

好吧,让’谈论一些天文速记。在天文学中,恒星的固有或真实亮度–有时称为 绝对幅度 用大写字母表示 M。同时,视在幅度–或恒星从地球出现的亮度–用小写字母表示 m.

这种明显的编号系统使一些人感到困惑。只要记住,恒星越暗,震级数就越高。轩((m = 1.36)实际上比Spica(m = 1),但Aldebaran(m = 0.87)比Spica亮。

数量级与高尔夫非常相似,因为数字越小,数量级上的亮度越高,高尔夫得分越高。

松散地说, 21星比1.50级亮 被称为 一等星.

但是,0级星 维加 (m = 0.00)实际上比Spica(m = 1.00)高一个量级,而天狼星的负值(m = -1.44)比Spica高出近两个半个亮度级。

表观量表,从 GCSE天文学.

一个量值对应一个亮度系数的2.512倍

现代天文学为量级增加了精度。 5个数量级的差异对应于一百倍的亮度因子。换句话说,一颗1级星的亮度是6级星的100倍–或相反,一颗6级恒星的亮度是1级恒星的100倍。的 第五根 100的倍数大约等于2.512,因此一个大小的差异对应于约2.512倍的亮度因子。

1m:亮度系数2.512
2m:亮度系数为2.512 x 2.512 = 6.31
3m:亮度系数为2.512 x 2.512 x 2.512 = 15.84
4m:亮度系数2.512 x 2.512 x 2.512 x 2.512 = 39.81
5m:亮度系数2.512 x 2.512 x 2.512 x 2.512 x 2.512 = 100

正数越高,意味着天体越暗;负数越高,天​​体越亮。例如,金星最亮处的星等值为-4.6,肉眼可见的最暗的恒星的星等值为+6.0。

扩展量表

但是,那里’它的亮度范围远远超过我们天空中的5个数量级(亮度系数为一百倍)。太阳,月亮,加上金星和木星这两个行星比一等星要亮得多。望远镜可以让我们看到比六级星微弱几百万倍的恒星。

如今,量级系统不仅包括恒星,还包括太阳系内的太阳,月亮,行星,小行星和彗星,以及位于太阳系外的星团和星系。天文学家甚至列出了 人造卫星 盘旋我们的星球。

因为5个大小的差异对应于100倍的亮度系数,所以10个大小的差异对应于10,000倍的亮度系数(100 x 100 = 10,000)。另外,15个大小的差异对应于1,000,000倍的亮度因子,而20个大小的差异对应于100,000,000倍的亮度因子。

10m = 100 x 100 = 10,000倍的亮度系数
15m = 100 x 100 x 100 = 1,000,000倍的亮度系数
20m = 100 x 100 x 100 x 100 =亮度系数为100,000,000倍

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天体的大小

太阳比满月明亮多少?

从上表中可以看到,太阳的强度为-26.74,满月的强度为-12.74。这些数字可能对我们许多人来说都是抽象的,毫无意义,但让’s是否可以将这个奥术震级系统降到地球。首先,我们发现日月之间的量级差等于14个量级:-12.74-(-26.74)= -12.74 + 26.74 = 14.00。

太阳和满月的幅值差:-12.74-(-26.74)= -12.74 + 26.74 = 14.00

或者,如果您喜欢:

太阳和满月的幅值差:-26.74-(-12.74)= -26.74 + 12.74 = -14.00

我们可以将太阳和月亮之间的大小差异分为10个m 和4m。看上面的图表,我们看到10m =亮度系数10,000和4m = 39.81的亮度因子。然后,我们将10,000与39.81相乘,得出太阳的亮度是满月的近40万倍。

太阳和满月的亮度变化:10,000 x 39.81 = 398,100倍于满月。

底线:当仅适用于肉眼可见的恒星时,古代人设计的恒星量级系统就不那么混乱了。最亮的恒星为1级,最暗的恒星为6级。但是,现代天文学已将震级范围扩大到包括更明亮的天体(例如太阳,月亮和金星),并且从另一个方向扩展到了超出肉眼限制的望远镜对象。因此,最亮的天体具有最高的负数,而最暗的天体具有最高的正数。

布鲁斯·麦克卢尔