亮度有多亮?

2020年3月15日 0 作者 atuo

您会经常听到天文学家根据物体的视在大小来指代物体的亮度。

术语“ 视在大小”是指恒星的视在亮度,或该恒星对地球上的观测者的亮度。表观恒星亮度是两件事的结合:恒星实际上有多亮,以及恒星离地球有多远。靠近地球的昏暗恒星看上去可能比远离地球的亮恒星亮。

早在公元前 2世纪,希腊的天文学家希帕科斯(Hipparchus)创造了第一个已知的恒星目录,列出了恒星的位置和亮度。该目录包含约一千颗星。最亮的恒星称为第一等星,最暗的恒星称为第六等星,其余恒星称为中等星。这是一种粗略的分类方法,因为他的观察是用肉眼进行的。他的第六颗恒星是最微弱的肉眼物体,当时人的观点是宇宙的范围仅限于肉眼可以看到的东西。

如今,使用高度精确的仪器对量级进行分类,但是Hipparchus仍然对量级进行一般分类。涉及物体亮度的天文学分支被称为光度法,在1700年代末,天文学家William Herschel设计了一种简单的光度法。尽管Herschel的方法有效,但它们只是近似值。他的工作产生的一个关键点是确定第一颗恒星向地球发出的光大约是第六颗恒星向地球的100倍。

1856年,在发明了更精确的测光方法之后,英国天文学家诺曼·波格森(Norman Pogson)提出了恒星数量级的定量标尺,并被天文学界采用。他指出,就像赫歇尔一样,我们从第一颗恒星收到的光比第六颗恒星接收的光要多100倍;因此,相差五个量级,入射光能量之比为100:1,称为光通量。

由于人类感知的本质,相等的亮度间隔实际上是相等的光通量比。Pogson的建议是,幅度的一个增量为100的第五根。这意味着幅度的每个增量对应于能量增加约2.512。第五颗星的亮度是第六颗星的2.512倍,第四颗星的亮度是第六颗星的6.310倍,依此类推。在最佳条件下,肉眼可以看到大约六级,即+6。在Pogson系统下,一些明亮的恒星现在具有负星等。例如,Sirius为–1.5。数值越低,物体越亮。满月的大小约为–12.5,而太阳则明亮–26.5!