星等

星等（英語：magnitude），為天文学术语，是指星体在天空中的相对亮度。一般而言，这也指“视星等”，即为从地球上所见星体的亮度。在地球上看起来越亮的星体，其视星等数值就越'''低'''。常见情况下人们使用可见光来衡量视星等，但在科学探测中，红外线等其它波段也有用到。不同波段探测到的星等数据会有所不同。一颗星星的星等，取决于它离地球的距离、它本身的光度（即为绝对星等）、星际尘埃遮蔽等多重因素。一般人的肉眼能够分辨的极限大约是6.5等。 视星等（英語：apparent magnitude，符號：m）最早是由古希腊天文学家喜帕恰斯制定的，他把自己编制的星表中的1022颗恒星按照亮度划分为6个等级，即1等星到6等星。1850年英国天文学家普森发现1等星要比6等星亮100倍。根据这个关系，星等被量化。重新定义后的星等，每级之间亮度则相差2.512倍，1勒克司（照度单位）的视星等为-13.98。 但1到6的星等并不能描述当时发现的所有天体的亮度，天文学家延展本來的等級──引入「负星等」概念。这样整个视星等体系一直沿用至今。如牛郎星为0.77，织女星为0.03，除了太陽之外最亮的恒星天狼星为−1.44，太阳为−26.7，满月为−12.8，金星最亮时为−4.89。现在地面上最大的望远镜可看到24等星，而哈勃望远镜则可以看到30等星。 因为视星等是人们从地球上观察星体亮度的度量，它实际上只相当于光学中的照度；因为不同恒星与地球的距离不同，所以视星等并不能指示出恒星本身的发光强度。 由于视星等需要同时考虑星体本身光度与到地球的距离等多重因素，会出现距离地球近的星体视星等不如距离远的星体的情况。例如巴纳德星距离地球仅6光年，却无法被肉眼所见（9.54等）。 如果人们在理想環境下（清澈、晴朗且没有月亮的夜晚），肉眼能观察到的半個天空平均约3000颗星星（至6.5等計算），整个天球能被肉眼看到的星星則约有6000颗。大多数能为肉眼所见的星星都在数百光年内。现在人类用肉眼可以看见的最远天体是三角座星系，其星等约为6.3，距离地球约290万光年。历史上肉眼能看见的最远天体是GRB 080319B在2008年3月19日的一次伽玛射线暴，距离地球达到75亿光年，视星等达到5.8，相当于用肉眼看见那里75亿年前发出的光。 另外，宇宙中大量的星际尘埃也会影响到星星的视星等。由于尘埃的遮蔽，一些明亮的星星在可见光上将变得十分暗淡。有一些原本能为肉眼所见的恒星变得再也无法用肉眼看见，例如银河系中心附近的手枪星。 星星的视星等也随着星星本身的演化、和它们与地球的距离变化而变化当中。例如，当超新星爆发时，星体的视星等有机会骤增好几个等级。在未来的几万年内，一些逐渐接近地球的恒星将会显著变亮，例如葛利斯710在约一百万年后将从9.65等增亮到肉眼可见的1等。 由于视星等需要考虑星体光度、距离、星际尘埃遮蔽等多重因素，因此仅凭视星等衡量恒星本身亮度是不客观的。只有从已知的距离观察一个恒星得到的亮度，才能确定它自身的发光强度，并用来与其他星体进行比较。我们把从距离星体10个秒差距（32.6光年）的地方看到的目视亮度（也就是视星等），叫做该星体的绝对星等（英語：absolute magnitude，符號：M）。按照这个度量方法，牛郎星为2.19等，织女星为0.5等，天狼星为1.43等，太阳为4.8等。 絕對星等與視星等的換算： M = m + 5 - 5 log d， 其中M為絕對星等，m為視星等，d為以秒差距為單位的恆星距離。 因为行星、小行星、彗星等天体只能依靠反射星光才能看到，即使从固定的距离观察，它们的亮度也会不同，所以行星、小行星、彗星的绝对星等需要另外定義。行星的绝对星等定义为“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”。 以下列举使用不同的观测手段或关注的领域的星等。它们都有视星等和绝对星等之分。除此之外，还有AB星等（AB magnitude）和基于织女一的Vega星等。各种数据库，比如SDSS，会说明自身的星等标准。 最常用的光电星等系统是UBV系统。 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360纳米（nm）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Blue magnitude）。 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。 它们之间的换算可以表示为 M=-2.5 log10 E -5log10 r + 常数 其中M为绝对星等，E为照度，在国际单位制中的单位是坎德拉／米2；r为天体距离，常数的定义目前为太阳的可见绝对星等MU=5.61, MB=5.84, MV=4.83。 其它波段也可以测量星等。例如SDSS可以测量五种波段的星等：紫外（u），绿色（g），红色（r），近红外（i）和红外（z）。各个测出的数值都不相同。在某些有特殊需求的场合（例如穿透尘埃云），这些波段将大有作用。 在波格森的系統下，恆星織女星被用作基本參考星，無論量測科技或波長濾波器如何，視星等都定義為零。這就是為什麼比織女星更亮的天體，比如天狼星（以織女星為標準的星等為 − 1.46或 − 1.5）具有負星等。然而，在二十世紀末，人們發現織女星的亮度有所不同，因此不適合作為絕對參考，所以參考系統被現代化，不再依賴於任何特定恆星的穩定性。這就是為什麼織女星的星等在現在很接近，但不再完全為零，而是在可見光（V，視覺）波段為0.03。 當前的絕對參考系統包括AB星等系統，其中參考的是各個頻率具有恆定通量密度的源，以及STMAG系統，其中參考源被定義為各個波長具有恆定通量密度[來源請求]。 强度的另一個對數標度是分貝。雖然它通常用於聲音强度，但也用於光强度。它是光電倍增管的一個參數，也是望遠鏡和顯微鏡等類似相機的光學元件的一個參數。強度為10的每個因數對應於10分貝。特別是，強度為100的乘數對應於20分貝的增加，也對應於幅度減少5分貝。通常，分貝的變化與星等的變化有關 Δ d B = − 4 Δ m . {\displaystyle \Delta {\mathit {dB}}=-4\Delta m\,.} 例如，比參考值大1個星等（更暗）的對象將產生比參考值小7000400000000000000♠4 dB的訊號，這可能需要通過將相機的能力新增盡可能多的分貝來補償。 Magnitude. National Solar Observatory—Sacramento Peak. [2006-08-23]. （原始内容存档于2008-02-06）.  星等概念及计算. 星星宇宙. [2013-01-19]. （原始内容存档于2021-03-17）.  NASA Satellite Detects Naked-Eye Explosion Halfway Across Universe. NASA. 2008-03-21 [2008-03-21]. （原始内容存档于2012-03-13）.  超越恒星演化的极限 手枪星. [2013-01-18]. （原始内容存档于2013-05-03）.  Dufay, Jean. Introduction to Astrophysics: The Stars. 2012-10-17: 3 [2016-02-28]. ISBN 9780486607719. （原始内容存档于2017-03-24）.  McLean, Ian S. Electronic Imaging in Astronomy: Detectors and Instrumentation. Springer. 2008: 529. ISBN 978-3-540-76582-0.  Wildey, Robert L. The lunar geometric albedo and the magnitude of the Full Moon. The Observatory. 1976, 96: 235–239 [2023-02-10]. Bibcode:1976Obs....96..235W. （原始内容存档于2023-02-10）.  Dolan, Michelle M.; Mathews, Grant J.; Lam, Doan Duc; Lan, Nguyen Quynh; Herczeg, Gregory J.; Dearborn, David S. P. Evolutionary Tracks for Betelgeuse. The Astrophysical Journal. 2017, 819 (1): 7. Bibcode:2016ApJ...819....7D. S2CID 37913442. arXiv:1406.3143 . doi:10.3847/0004-637X/819/1/7.  Brightest comets seen since 1935. International Comet Quarterly. [2011-12-18]. （原始内容存档于2011-12-28）.  NASA Science Question of the Week. Gsfc.nasa.gov (April 7, 2006). Retrieved on 2013-04-26. M41 possibly recorded by Aristotle. SEDS (Students for the Exploration and Development of Space). 2006-07-28 [2009-11-29]. （原始内容存档于2011-08-08）.  SIMBAD-M33. SIMBAD Astronomical Database. [2009-11-28]. （原始内容存档于2014-09-13）.  Lodriguss, Jerry. M33 (Triangulum Galaxy). 1993 [2009-11-27]. （原始内容存档于2010-01-15）.  (shows b mag not v mag) Messier 81. SEDS (Students for the Exploration and Development of Space). 2007-09-02 [2009-11-28]. （原始内容存档于2010-01-19）.  John E. Bortle. The Bortle Dark-Sky Scale. Sky & Telescope. February 2001 [2009-11-18]. （原始内容存档于2009-03-23）.  Steve Cullen (sgcullen). 17 New Asteroids Found by LightBuckets. LightBuckets. 2009-10-05 [2009-11-15]. （原始内容存档于2010-01-31）.  Pan-STARRS limiting magnitude. [2021-10-01]. （原始内容存档于2020-11-24）.  Cooperation with Ken Crawford CRedshift 6 Quasar (CFHQS J1641 +3755). [2015-12-05]. （原始内容存档于2021-01-25）.  New Image of Comet Halley in the Cold. ESO. 2003-09-01 [2009-02-22]. （原始内容存档于2009-03-01）.  Illingworth, G. D.; Magee, D.; Oesch, P. A.; Bouwens, R. J.; Labbé, I.; Stiavelli, M.; van Dokkum, P. G.; Franx, M.; Trenti, M.; Carollo, C. M.; Gonzalez, V. The HST eXtreme Deep Field XDF: Combining all ACS and WFC3/IR Data on the HUDF Region into the Deepest Field Ever. The Astrophysical Journal Supplement Series. 21 October 2013, 209 (1): 6. Bibcode:2013ApJS..209....6I. S2CID 55052332. arXiv:1305.1931 . doi:10.1088/0067-0049/209/1/6.  http://www.jaymaron.com/telescopes/telescopes.html 互联网档案馆的存檔，存档日期2017-08-01. (retrieved Sep 14 2017) Hubble Finds Smallest Kuiper Belt Object Ever Seen. NASA. [16 March 2018]. （原始内容存档于9 June 2017） （英语）.  Absolute Magnitude of the Sun 互联网档案馆的存檔，存档日期2007-07-18. Milone, E. F. Astronomical Photometry: Past, Present and Future. New York: Springer. 2011: 182–184. ISBN 978-1-4419-8049-6.  絕對星等 恆星亮度列表 最近亮星列表（英语：List of nearest bright stars） 鄰近恆星列表 勒克斯 面亮度 距离模数