绝对星等

天文學上,絕對星等()是指把天體放在指定的距離时(10秒差距)天体所呈现出的视星等(Apparent magnitude, m)。此方法可把天體的光度在不受距離的影響下,作出客觀的比較。

恆星與星系的絕對星等M

在测量恆星星系的絕對星等,標準距離設為10秒差距,约32.6164光年或300兆公里,此时该天體的視差值為0.1"。

在定義其絕對星等時,必須指定要测量哪一類型的電磁輻射。如果按其釋出的能量計算,其結果會稱為輻射熱強度。星等值越低,代表天體越亮。绝对星等和视星等,可以通过视差(距離)换算。

由于距离较远的原因,许多恒星的绝对星等要比其视星等低(亮)很多;而有些恒星由于距离我们较近的原因,其绝对星等会变大(暗)很多。以下是一些恒星绝对星等与视星等的参照表:

星名参宿四参宿七天津四天狼星太阳
绝对星等-5.3-6.7-7.21.44.83
视星等0.450.181.25-1.46−26.8

恒星的绝对星等的范围通常在-10到+17之间。星系的绝对星等通常更低(亮),如椭圆星系M87的绝对星等为-22。

换算

如果已知天体的视星等m和距离d,那么可以根据下式得出天体的绝对星等M

其中,为10秒差,即32.616光年,是天体的视差,单位是弧秒

如果已知天体的绝对星等M,和距离d,那么可以根据下式得出天体的视星等m

例子

参宿七的视星等+0.18,距离773光年,则其绝对星等为:
M参宿七 = 0.18 + 5*log10(32.616/773) = -6.7
织女星的视差为0.133",视星等+0.03,则其绝对星等为:
M织女星 = 0.03 + 5*(1 + log10(0.133)) = +0.65
南门二的视差0.750",绝对星等+4.37,则其视星等为:
m南门二 = 4.37 - 5*(1 + log10(0.750)) = -0.01

全波段星等

全波段星等Mbol考慮到了所有波長電磁輻射,包括那些因為儀器的通帶、地球的大氣吸收和星際塵埃消光而未被观测的波段。它是根據恆星的光度來定義的,在恆星观测数据不足的情况下,它必須以假設的有效溫度來計算。

很傳統的說,全波段星等與光度的差異由下式决定:

该式逆变换得到:

此處

L是太陽的光度(全波段光度)
L是恆星的光度(全波段光度)
Mbol,是太陽的全波段星等
Mbol,★是恆星的全波段星等。

在2015年8月,國際天文學聯合會通過決議案B2,定義絕對和視全波段星等的零點,分別以SI單位制的能量(瓦特)和輻照度(W/m2)相對應。雖然天文學家使用全波段星等已經數十年,但在各種天文關係中的絕對星等-光度标定上存在着系統差異,而且沒有國際化的標準;這造成了在热改正的标定上存在的系統性差異。結合來自太陽不正確假設的絕對全波段星等,可能導致在估計恆星光度(以及其他依靠恆星光度计算的恒星性质,如半徑、年齡等等)時的系統誤差。

決議案B2定義絕對全波段星等的标定,此處Mbol = 0 相當於光度L0 = 3.0128×1028 W,以零點光度L0設定太陽(與名義上的光度 3.828×1026 W)相當於絕對全波段星等Mbol, = 4.74。一個輻射源(例如恆星)位在標準距離10秒差距處,依據明確的視全波段星等尺度零點,mbol = 0對應於輻照度 f0 = 2.518021002×10−8 W/m2。使用國際天文學聯合會2015年的标定,在1天文單位距離測量,名義上的總太陽輻照度太陽常數1361 W/m2)相當於太陽的視全波段星等mbol, = −26.832

换算

如果已知天体的视星等m和距离d,那么可以根据下式得出天体的绝对星等M

其中,为10秒差,即32.616光年,是天体的视差,单位是弧秒

如果已知天体的绝对星等M,和距离d,那么可以根据下式得出天体的视星等m

例子

参宿七的视星等+0.18,距离773光年,则其绝对星等为:
M参宿七 = 0.18 + 5*log10(32.616/773) = -6.7
织女星的视差为0.133",视星等+0.03,则其绝对星等为:
M织女星 = 0.03 + 5*(1 + log10(0.133)) = +0.65
南门二的视差0.750",绝对星等+4.37,则其视星等为:
m南门二 = 4.37 - 5*(1 + log10(0.750)) = -0.01

全波段星等

全波段星等Mbol考慮到了所有波長電磁輻射,包括那些因為儀器的通帶、地球的大氣吸收和星際塵埃消光而未被观测的波段。它是根據恆星的光度來定義的,在恆星观测数据不足的情况下,它必須以假設的有效溫度來計算。

很傳統的說,全波段星等與光度的差異由下式决定:

该式逆变换得到:

此處

L是太陽的光度(全波段光度)
L是恆星的光度(全波段光度)
Mbol,是太陽的全波段星等
Mbol,★是恆星的全波段星等。

在2015年8月,國際天文學聯合會通過決議案B2,定義絕對和視全波段星等的零點,分別以SI單位制的能量(瓦特)和輻照度(W/m2)相對應。雖然天文學家使用全波段星等已經數十年,但在各種天文關係中的絕對星等-光度标定上存在着系統差異,而且沒有國際化的標準;這造成了在热改正的标定上存在的系統性差異。結合來自太陽不正確假設的絕對全波段星等,可能導致在估計恆星光度(以及其他依靠恆星光度计算的恒星性质,如半徑、年齡等等)時的系統誤差。

決議案B2定義絕對全波段星等的标定,此處Mbol = 0 相當於光度L0 = 3.0128×1028 W,以零點光度L0設定太陽(與名義上的光度 3.828×1026 W)相當於絕對全波段星等Mbol, = 4.74。一個輻射源(例如恆星)位在標準距離10秒差距處,依據明確的視全波段星等尺度零點,mbol = 0對應於輻照度 f0 = 2.518021002×10−8 W/m2。使用國際天文學聯合會2015年的标定,在1天文單位距離測量,名義上的總太陽輻照度太陽常數1361 W/m2)相當於太陽的視全波段星等mbol, = −26.832

行星的绝对星等H

对于行星彗星小行星等非恒星天体来说,它们的绝对星等定义是完全不同的。恒星的绝对星等定义对其不适用。此时,绝对星等被定义成天体在距离太阳和地球的距离都为一个天文单位(au),且相位角为0°时,呈现的视星等。这实际上是不可能的,只是为了计算方便。

计算

绝对星等H:

其中是太阳的视星等(-26.73),是天体表面的几何反照率(0和1之间),是天体半径,是一个天文单位。

例子

月亮:

= 0.12, = 3476/2 km = 1738 km

计算

绝对星等H:

其中是太阳的视星等(-26.73),是天体表面的几何反照率(0和1之间),是天体半径,是一个天文单位。

例子

月亮:

= 0.12, = 3476/2 km = 1738 km

参见

外部連結

  1. . .
  2. IAU Inter-Division A-G Working Group on Nominal Units for Stellar & Planetary Astronomy. (PDF). Resolutions adopted at the General Assemblies (International Astronomical Union). 13 August 2015. Bibcode:2015arXiv151006262M. arXiv:1510.06262.

本文来源:维基百科:絕對星等

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