星等

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星等（magnitude），为天文学术语，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

人眼是否可见｜视星等｜亮度相对于织女一｜亮于这个星等的恒星数量

是｜−1.0｜250%｜1

0.0｜100%｜4

1.0｜40%｜15

2.0｜16%｜48

3.0｜6.3%｜171

4.0｜2.5%｜513

5.0｜1.0%｜1 602

6.0｜0.40%｜4 800

否｜7.0｜0.16%｜14 000

8.0｜0.063%｜42 000

9.0｜0.025%｜121 000

10.0｜0.010%｜340 000

从地球表面上看到的太阳视星等约为−26.74。

视星等（apparent magnitude，符号：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，天文学家延展本来的等级──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，除了太阳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）。

如果人们在理想环境下（清澈、晴朗且没有月亮的夜晚），肉眼能观察到的半个天空平均约3000颗星星（至6.5等计算），整个天球能被肉眼看到的星星则约有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。

视星等级｜对应天体

–67.57｜在距离一天文单位上看伽马射线暴GRB080319B。

–41.39｜在距离一天文单位上看天鹅座OB2#12。

–40.67｜在距离一天文单位上看M33-013406.63。

–40.17｜在距离一天文单位上看海山二。

–40.07｜在距离一天文单位上看尾宿三。

–39.66｜在距离一天文单位上看R136a1。

–39.47｜在距离一天文单位上看天津增九。

–38.00｜在距离一天文单位上看参宿七。此时将看到一团巨大的火球，占据着35°的天空。

–30.30｜在距离一天文单位上看天狼星。

–29.30｜在水星近日点上看太阳。

–27.40｜在金星近日点上看太阳。

–26.74｜在地球上看太阳的平均亮度，比满月亮40万倍。

–25.60｜在火星远日点上看太阳。

–25.00｜引起眼睛轻微疼痛的最小亮度。

–23.00｜在木星远日点上看太阳。

–21.70｜在土星远日点上看太阳。

–20.20｜在天王星远日点上看太阳。

–19.30｜在海王星远日点上看太阳。

–18.20｜在冥王星远日点上看太阳。

–16.70｜在阋神星远日点上看太阳。

–14.20｜1个勒克斯的亮度。

–12.92｜满月最亮时的亮度（一般是–12.76）。

–12.40｜当参宿四变成超新星时从地球上看到的亮度。

–11.20｜在塞德娜近日点上看太阳。

–10.00｜1965年池谷－关彗星接近太阳时最亮的水平。

–9.50｜在地面上可见的最亮的人造卫星。

–7.50｜超新星SN 1006在1006年爆发最亮时的程度。

–6.50｜夜空的总综合星等。

–6.00｜距离地球6500光年远的SN 1054在1054年爆发时的最大亮度。

–4.89｜从地球上看金星的最大亮度。

-4.14｜从地球上看金星的平均亮度。

–4.00｜当太阳高高挂在天上时，肉眼能分辨的最暗天体。当天体的视星等等于或低于-4时，天体会投下人眼可见的阴影。

–3.99｜470万年前从地球上看弧矢七的亮度。它是距今前后五百万年的时间范围内，从地球上所能看到最亮的恒星（除了太阳、超新星）。

–3.82｜从地球上看金星的最低亮度（当金星处于轨道远离地球的一侧时）。

–2.94｜从地球上看木星的最大亮度。

–2.91｜从地球上看火星的最大亮度。

–2.50｜当太阳低于地平线10度时，肉眼所能见到的最暗天体。

–2.50｜从地球上看新月的最大亮度。

–2.45｜从地球上看水星的最大亮度（当水星处于合的位置时）。

-2.20｜从地球上看木星的平均亮度。

–1.66｜从地球上看木星的最低亮度。

–1.47｜从地球上看天狼星的亮度。它是目前全天空除太阳外最明亮的恒星。

–0.83｜1843年4月海山二假超新星爆发时的最大亮度。

–0.72｜从地球上看老人星的亮度。

–0.49｜从地球上看土星的最大亮度（当它的光环完全朝地球敞开时）。

–0.27｜从地球上看南门二的亮度。

–0.04｜从地球上看大角星的亮度。

−0.01｜从地球上看半人马座α星A。

0.03｜从地球上看织女星。它也是最初被定义为0等的恒星。

0.23｜从地球上看水星的平均亮度。

0.46｜从南门二看太阳。

0.46｜从地球上看土星的平均亮度。

0.71｜从地球上看火星的平均亮度。

1.47｜从地球上看土星的最低亮度。

1.84｜从地球上看火星的最低亮度。

3.03｜SN 1987A在大麦哲伦星云内爆发时的最大亮度。距离地球16万光年远。

3至4｜当人身处城市（即较大光污染）时肉眼所能看见的最暗天体。

4.36｜从地球上看仙女座星系 （M31）的亮度。

4.38｜从地球上看木卫三的最大亮度。它是太阳系已知最大的卫星。

4.50｜从地球上看M41。

5.20｜从地球上看灶神星的最大亮度。

5.32｜从地球上看天王星的最大亮度。

5.68｜从地球上看天王星的平均亮度。

5.72｜从地球上看三角座星系的最大亮度。

5.73｜从地球上看水星的最低亮度。

5.80｜2008年3月19日发生的GRB 080319B伽玛射线暴的最大亮度，持续约半分钟，它刷新了人类以肉眼看见的最远天体记录（75亿光年）。

5.95｜从地球上看天王星的最低亮度。

6.49｜从地球上看智神星的最大亮度。

6.50｜在非常好的观测条件下普通人用肉眼所能看到近似极限。6.5等以下的恒星大约有9500颗。

6.64｜从地球上看谷神星的最大亮度。

6.75｜从地球上看虹神星的最大亮度。

6.90｜从地球上看波德星系的亮度。虽然暗于6.5等但仍处于人眼观测极限范围内。

7.67｜从地球上看海王星的最大亮度。

7.78｜从地球上看海王星的平均亮度。

8.00｜从地球上看海王星的最低亮度。

8.00｜极端的裸眼极限，地球上最黑暗的天空，波特尔暗空分类法1级。

8.10｜从地球上观测土卫六（泰坦星）的最大亮度。

8.29｜从地球上观测盾牌座UY的亮度。

8.94｜从地球上观测健神星的最大亮度。

9.50｜一般情况下，使用7x50双筒望远镜能看到的最暗范围。

10.20｜从地球上观测土卫八的最大亮度。

12.91｜最亮的类星体3C 273，距离地球24.4亿光年。

13.42｜从地球上观测海卫一的最大亮度。

13.65｜从地球上观测冥王星的最大亮度，比6.5等星暗725倍。

15.40｜从地球上观测小行星2060的最大亮度。

15.55｜从地球上观测冥卫一的最大亮度。

16.80｜从地球上观测鸟神星。

17.27｜从地球上观测妊神星。

18.70｜从地球上观测阋神星。

20.70｜从地球上观测木卫十七。

22.00｜使用里奇-克莱琴望远镜拍摄30分钟重叠影像所能看到的极限。

22.91｜从地球上观测冥卫三。

23.38｜从地球上观测冥卫二。

24.00｜泛星计划1.8米望远镜使用60秒曝光可观测到的最暗物体，这是目前自动全天体测量的极限。

24.80｜类星体CFHQS J1641+3755的亮度

25.00｜从地球上观测土卫四十一。

27.00｜使用8米地面望远镜能观测到的最暗物体。

28.00｜如果把木星放到距离太阳5000个天文单位的位置（0.08光年）。

28.20｜2003年，当哈雷彗星运行到距离太阳28个天文单位的时候。

31.50｜哈勃太空望远镜通过哈勃超深空在可见光下可观测到的最暗的物体，曝光时间约为23天，收集时间为10年。

34.00｜詹姆斯韦伯太空望远镜在可见光下能看到的最暗物体。

35.00｜从地球上看已知最暗小行星(未命名)的预期亮度，这是一个950米的柯伊伯带天体，由HST在2009年从一颗恒星前发现。

35.00｜在地球上观测变星LBV 1806-20。距离地球30000-49000光年。它本身光度很高，但星际尘埃的消光使得它的光传到地球时相当地暗。

36.00｜使用欧洲极大望远镜能够探测到的最暗星体极限。

请参见恒星亮度列表。

## 绝对星等

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（absolute magnitude，符号：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。

绝对星等与视星等的换算：

M = m + 5 - 5 log d。

其中M为绝对星等，m为视星等，d为以秒差距为单位的恒星距离。

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义。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”。

## 各种类型的星等

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。

### 光电星等

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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，测量近紫外线成分，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。

### 其它标准

在波格森的系统下，恒星织女星被用作基本参考星，无论量测科技或波长滤波器如何，视星等都定义为零。这就是为什么比织女星更亮的天体，比如天狼星（以织女星为标准的星等为 − 1.46或 − 1.5）具有负星等。然而，在二十世纪末，人们发现织女星的亮度有所不同，因此不适合作为绝对参考，所以参考系统被现代化，不再依赖于任何特定恒星的稳定性。这就是为什么织女星的星等在现在很接近，但不再完全为零，而是在可见光（V，视觉）波段为0.03。

当前的绝对参考系统包括AB星等系统，其中参考的是各个频率具有恒定通量密度的源，以及STMAG系统，其中参考源被定义为各个波长具有恒定通量密度。

#### 分贝

强度的另一个对数标度是分贝。虽然它通常用于声音强度，但也用于光强度。它是光电倍增管的一个参数，也是望远镜和显微镜等类似相机的光学元件的一个参数。强度为10的每个因数对应于10分贝。特别是，强度为100的乘数对应于20分贝的增加，也对应于幅度减少5分贝。通常，分贝的变化与星等的变化有关

$$\Delta \mathit{dB} = -4 \Delta m\,.$$

例如，比参考值大1个星等（更暗）的对象将产生比参考值小4dB的讯号，这可能需要通过将相机的能力新增尽可能多的分贝来补偿。