絕對星等

在天文學上，絕對星等（Absolute magnitude, M）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。 在测量恆星與星系的絕對星等，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： 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。 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： M = m + 5 log 10 ⁡ d 0 d {\displaystyle M=m+5\log _{10}{\frac {d_{0}}{d}}\!\,} 或 M = m + 5 ( 1 + log 10 ⁡ π ) {\displaystyle M=m+5(1+\log _{10}{\pi })\!\,} 其中， d 0 {\displaystyle d_{0}\!\,} 为10秒差，即32.616光年， π {\displaystyle \pi \!\,} 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： m = M − 5 log 10 ⁡ d 0 d {\displaystyle m=M-5\log _{10}{\frac {d_{0}}{d}}\!\,} 或 m = M − 5 ( 1 + log 10 ⁡ π ) {\displaystyle m=M-5(1+\log _{10}{\pi })\!\,} 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Mbol考慮到了所有波長的電磁輻射，包括那些因為儀器的通帶（英语：Passband）、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： M b o l , ⋆ − M b o l , ⊙ = − 2.5 log 10 ⁡ ( L ⋆ L ⊙ ) {\displaystyle M_{\mathrm {bol,\star } }-M_{\mathrm {bol,\odot } }=-2.5\log _{10}\left({\frac {L_{\star }}{L_{\odot }}}\right)} 该式逆变换得到： L ⋆ L ⊙ = 10 0.4 ( M b o l , ⊙ − M b o l , ⋆ ) {\displaystyle {\frac {L_{\star }}{L_{\odot }}}=10^{0.4\left(M_{\mathrm {bol,\odot } }-M_{\mathrm {bol,\star } }\right)}} 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 = 7028301280000000000♠3.0128×1028 W，以零點光度L0設定太陽（與名義上的光度 7026382800000000000♠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 = 6992251802100199999♠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（英语：Solar irradiance）（太陽常數，7003136100000000000♠1361 W/m2）相當於太陽的視全波段星等mbol,⊙ = −26.832。 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。 绝对星等H: H = m S u n − 5 log 10 ⁡ a r d 0 {\displaystyle H=m_{Sun}-5\log _{10}{\frac {{\sqrt {a}}r}{d_{0}}}\!\,} 其中 m S u n {\displaystyle m_{Sun}\!\,} 是太阳的视星等（-26.73）， a {\displaystyle a\!\,} 是天体表面的几何反照率（0和1之间）， r {\displaystyle r\!\,} 是天体半径， d 0 {\displaystyle d_{0}\!\,} 是一个天文单位。 月亮： a M o o n {\displaystyle a_{Moon}\!\,} = 0.12, r M o o n {\displaystyle r_{Moon}\!\,} = 3476/2 km = 1738 km H M o o n = m S u n − 5 log 10 ⁡ a M o o n r M o o n d 0 = + 0.25 {\displaystyle H_{Moon}=m_{Sun}-5\log _{10}{\frac {{\sqrt {a_{Moon}}}r_{Moon}}{d_{0}}}=+0.25\!\,} IAU XXIX General Assembly Draft Resolutions Announced. [2015-07-08]. （原始内容存档于2021-04-18）.  IAU Inter-Division A-G Working Group on Nominal Units for Stellar & Planetary Astronomy. IAU 2015 Resolution B2 on Recommended Zero Points for the Absolute and Apparent Bolometric Magnitude Scales (PDF). Resolutions adopted at the General Assemblies (International Astronomical Union). 13 August 2015 [2018-11-02]. Bibcode:2015arXiv151006262M. arXiv:1510.06262 . （原始内容 (PDF)存档于2016-01-28）.  星等 视星等 UBV星等系统 恆星光度列表 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 距離模數 Reference zero-magnitude fluxes （页面存档备份，存于互联网档案馆） International Astronomical Union （页面存档备份，存于互联网档案馆） The Magnitude system （页面存档备份，存于互联网档案馆） About stellar magnitudes （页面存档备份，存于互联网档案馆） Obtain the magnitude of any star （页面存档备份，存于互联网档案馆） - SIMBAD Converting magnitude of minor planets to diameter Archive.is的存檔，存档日期2010-10-27 Another table for converting asteroid magnitude to estimated diameter （页面存档备份，存于互联网档案馆）