星等

星等（magnitude）是衡量天體光度的量。為了衡量星星的明暗程度，古希臘天文學家喜帕恰斯（Hipparchus，又名依巴谷）在公元前二世紀首先提出了星等這個概念。星等值越小，星星就越亮；星等的數值越大，它的光就越暗。在不明確說明的情況下，星等一般指目視星等。

基本介紹

• 中文名：星等
• 外文名：magnitude
• 創造者：喜帕恰斯
• 學科：天文學
• 分類：視星等、絕對星等
• 起源：公元前二世紀

簡介

星等是天文學上對星星明暗程度的一種表示方法，記為 m。通俗的說法是星星的等級。

星等

天文學上規定，星的明暗一律用星等來表示，星等數越小，說明星越亮，星等數每相差 1星的亮度大約相差 2.512 倍。1 等星的亮度恰好是 6 等星的 100 倍。每相差0.1星等的亮度大約相差1.0965倍

天空中有一等星21 顆，二等星有 46 顆，三等星 134 顆，四等星共 458 顆，五等星有 1476 顆，六等星共 4840 顆，總計 6974 顆。更亮的為 0 等以至負的星等。例如，太陽是 －26.7 等，滿月的亮度是 －12.6 等，金星最亮時可達 －4.4 等。

我們把肉眼能夠看到的最暗的星設定是 6 等星（6m 星）。天空中亮度在 6 等以上（即星等數小於 6）也就是可以看到的星有 6000 多顆。當然，同一時刻我們只能看到半個天球上的星星，即 3000 多顆。而當今世界上最大的天文望遠鏡能看到暗至 24m 的天體，而哈勃望遠鏡能拍攝得到的最暗星等達 30m。

恆星的真正亮度還可用光度表示。光度就是恆星每秒鐘輻射的總能量。恆星的光度由它的溫度和表面積決定。溫度愈高光度愈大；恆星的表面積愈大光度也愈大。恆星的大小和溫度是決定恆星光度的兩個重要物理量。恆星的光度與絕對星等之間存在著密切的關係。絕對星等相差 1 等，光度相差 2.512 倍。例如絕對星等 1 等星的光度是絕對星等 2 等星的光度的 2.512 倍，是絕對星等 6 等星的 100 倍。這和星等與視亮度之間的關係是類似的。

星等

恆星之間的光度差別非常大。以太陽為標準來比較，織女星的絕對星等是 0.5 等，它的光度是太陽的 50 倍。超巨星“天津四”的絕對星等大約是－7.2 等，其光度比太陽強五萬多倍。還有一顆在星空中極不起眼的天蠍座“尾宿三” ，視星等只有 4.7 等，但它的絕對星等是 －10.2 等，它的光度幾乎是太陽光度的 150～180 萬倍。光度超過太陽的 100 萬倍的恆星比比皆是。

天文學家把光度大的恆星叫做巨星，光度小的稱為矮星。光度比巨星更強的叫超巨星。從表面積愈大光度也愈大的規律可以知道，光度大的巨星，體積也大，光度小的矮星，體積也小。太陽是一顆黃色的矮星，相比之下光度比較弱。但還有比它更弱的矮星。

光度用每秒輻射多少爾格（爾格/秒）來表示。不僅適用於光學波段，也適用於其它波段，如紅外、紫外、射電、X 射線及 γ 射線波段。它是恆星本身所固有的，表征其輻射本領的量。

太陽的光度是 ，知道了恆星的絕對星等後，就可以對比太陽的光度，得到恆星的光度L。

起源發展

星等

公元前二世紀，古希臘天文學家喜帕恰斯在愛琴海的羅德島建立觀星台，並在天蠍座看到一顆陌生的星。為了描述這顆前人沒有記錄的星星，他決定繪製一份詳細的星圖。經過頑強的努力，這份標有上千顆恆星位置和亮度的星圖誕生了。喜帕恰斯將恆星按照亮度分成等級，最亮的二十顆作為一等星，最暗的作為六等星，中間又有二等星、三等星、四等星、五等星。喜帕恰斯在 2100多年前創立的“星等”的概念一直沿用到今天。

到了 1850 年，由於光度計在天體光度測量中的套用，英國天文學家普森（M.R.Pogson）把肉眼看見的一等星到六等星做了比較，發現星等相差 5 等的亮度之比約為 100 倍。於是提出的衡量天體亮度的單位，一個星等間的亮度比規定為 即約 2.512 倍。它是天體光度學的重要內容。當然，現 在對天體光度的測量非常精確，星等自然也分得很精細，由於星等範圍太小，又引入了負星等，來衡量極亮的天體，把比一等星還亮的定為零等星，比零等星還亮的定為－1 等星，依此類推，同時，星等也用小數表示。星等又分視星等和絕對星等，視星等是地球上的觀測者所見的天體的亮度，比如，全天最亮的恆星天狼星為－1.45 等星，老人星為－0.73 等星，織女星為 0.04 等星，牛郎星為 0.77 等星。而絕對星等是在距天體 10 秒差距（32.6光年）處所看到的亮度，太陽的絕對星等為 4.75 等；熱星等是測量恆星整個輻射，而不是只測量一部分可見光所得到的星等；單色星等是只測量電磁波譜中某些範圍很窄的輻射而得的星等；窄頻帶星等是測量略寬一點的頻段所得的星等；寬頻帶星等的測量範圍更寬；人眼對黃色最敏感，因此目視星等也可稱為黃星等。

喜帕恰斯

計算公式

普森公式：

聯繫兩個天體的星等 m1、m2 和它們的亮度 E1、E2。這個星等尺度的定義一直沿用至今。星等尺度的零點由規定某顆星的星等值來確定。

星等

星等分類

視星等

天體光度測量直接得到的星等同天體的距離有關，稱為視星等，它反映天體的視亮度。一顆很亮的星可以由於距離遠而顯得很暗（星等數值大）；而一顆實際上很暗的星可能由於距離近而顯得很亮（星等數值小）。對於點光源，則代表天體在地球上的照度。星等常用 m 表示。對單一波長測定的單色星等差與輻射探測器的特性無關。但在一定波段內測定的星等差，隨探測器的選擇性而不同。因此，對應不同探測器有各種星等系統。例如：

1. 目視星等 mv 是人眼測定的星等。美國哈佛大學天文台規定小熊座λ 星的 mv=+6.55 等，以此來確定目視星等的零點。例如，太陽的目視星等為－26.74 等；天狼星的目視星等為－1.6 等。目視星等為 1 等的星，在地面的照度約等於 8.3×10^-9 勒克司。
2. 照相星等 mp 是用藍敏照相底片測定的星等。國際照相星等 Ipg 的零點是這樣規定的：令目視星等介於 5.5～6.5 等間的 A0 型星的平均 Ipg 為 mv。
3. 仿視星等 mpv、國際仿視星等 Ipv 是用正色底片加黃色濾光片測定的。它的分光特性與人眼相近，實際上取代了目視星等。
4. 光電星等是用光電倍增管測定的星等。目前最常用的光電星等系統是 UBV 測光系統。U 為紫外星等，B 為藍星等，V 為黃星等（和目視星等相似）。
5. 熱星等 mbol 是表征天體在整個電磁波段內輻射總量的星等。不能直接由觀測來確定，只能由多色測光的星等結合理論計算來求得。隨著各波段測光技術特別是大氣外觀測的發展，確定熱星等的精度越來越高。

絕對星等

為了比較天體的發光強度，採用絕對星等。絕對星等 M 的定義是，把天體假想置於距離 10 秒差距處所得到的視星等。若已知天體的視差π（以弧秒計）和經星際消光改正的視星等m，可按下列公式計算絕對星等：

若已知天體的距離d和視星等m，可按下列公式計算絕對星等：

其中d₀ 是 10秒差，即 32.616光年。

對應不同系統的視星等有不同的絕對星等。

若已知天體的絕對星等和視差π，或者距離d，可按照下列公式計算可視星等：

或

目視星等

是指我們用肉眼所看到的星等。看來不突出的、不明亮的恆星，並不一定代表他們的發光本領差。道理十分簡單：我們所看到恆星視亮度，除了與恆星本生所輻射光度有關外，距離的遠近也十分重要。同樣亮度的星球

星等

距離我們比較近的，看起來自然比較光亮。所以晦暗的星並不代表他比較光亮的星細小。

照相星等

UBV 系統包括對天體在三個波長段的輻射測量，傳統上通過在檢測系統前放置標準濾光片實現：

星等

U：波長 360nm 左右，測量近紫外線成份，所得為紫外星等。

B：波長 440nm 左右，測量藍色成分，所得為藍色星等（藍等，英文 Blue magnitude）。

V：波長 550nm 左右，測量黃、綠色成分，和人眼所見亮度接近，所得為可見星等。天文文獻中，不特別說明的星等一般是可見星等。

這三個星等每個又有視星等和絕對星等之區分。絕對星等的定義為：

E為照度，在國際單位制中的單位是流明/米²；r 為天體距離，C為常數，定義為太陽的可見絕對星等 MU=5.61，MB=5.84，MV=4.83。

光度表

星體	目視星等	絕對星等
太陽	-26.70	4.80
月球（滿月）	-13.00	不適用
金星（最亮時）	-4.6	不適用
天狼星（全天最亮恆星）	-1.450	1.43
織女星	0.03	0.50
牛郎星	0.77	2.19

註：水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星、月球及彗星等太陽系內的天體，並不會自己發光的，他們是靠反射太陽的光線。

為了比較不同恆星的真實發光能力，應該把它們放在距離相同的地方進行比較，就像賽跑必須站在同一起跑線上一樣。恆星的這條“起跑線”定為 10 秒差距（10 pc），即 32.616 光年。規定恆星在這個標準距離處的亮度為它的絕對亮度，用絕對星等來表示。一個恆星的絕對星等是通過計算得出來的。太陽的視亮度是無與倫比的，但如果把它放到比當前遠 206 萬倍遠的 10 秒差距處，它的絕對星等只有 4.75 等，是一顆很暗的星星了。

亮星表

中文名	英文名	所屬星座	目視星等	地球距離（光年）	絕對星等
1.天狼星	Sirius	大犬座	－1.45	8.6	1.45
2.老人星	Canopus	船底座	－0.73	80	－5.53
3.南門二	Rigel Kentaurus	半人馬座	－0.10	4.3	4.20
4.大角星	Arcturus	牧夫座	－0.06	36	－0.38
5.織女星	Vega	天琴座	0.04	25	0.58
6.五車二	Capella	御夫座	0.08	40	0.48
7.參宿七	Rigel	獵戶座	0.11	700	－6.69
8.南河三	Procyon	小犬座	0.35	11	2.70
9.水委一	Achernar	波江座	0.46	80	－2.77
10.參宿四	Betelgeuse	獵戶座	0.80	500	－5.13（長周期不規則變星，0.2～1 等，周期 2000 天）
11.馬腹一	Hadar	半人馬座	0.60	525	－5.1
12.河鼓二	Altair	天鷹座	0.77	16	2.21
13.畢宿五	Aldebaran	金牛座	0.85	60	－0.63
14.十字架二	Acrux	南十字座	0.90	450	－4.00
15.角宿一	Spica	室女座	0.96	350	－3.52
16.心宿二	Antares	天蠍座	1.00	500	－4.71
17.北河三	Pollux	雙子座	1.15	35	1.09
18.北落師門	Fomalhaut	南魚座	1.16	22	1.75
19.天津四	Deneb	天鵝座	1.25	1800	－8.73
20.十字架三	Mimosa	南十字座	1.26	500	－4.02
21.軒轅十四	Regulus	獅子座	1.35	70	－0.52
22.弧矢七	Adhara	大犬座	1.52	600	－3.97
23.北河二	Castor	雙子座	1.58	50	0.58
24.十字架一	Gacrux	南十字座	1.63	80	－0.5
25.尾宿八	Shaula	天蠍座	1.63	300	－5.07
26.參宿五	Brellatrix	獵戶座	1.64	400	－2.75
27.五車五	Elnath	金牛座	1.65	130	－1.6
28.南船五	Miaplacidus	船底座	1.68	50	－1.1
29.參宿二	Alnilam	獵戶座	1.70	1300	－7.213
30.鶴一	Al Nair	天鶴座	1.74	70	－0.74
31.參宿一	Alnitak	獵戶座	1.76	1300	－5.25
32.玉衡	Alioth	大熊座	1.77	60	－0.2
33.天樞	Dubhe	大熊座	1.79	70	－1.07
34.天社一	Regor	船帆座	1.78	1000	－5.31（實為雙星，γ1 視星等為 4.27，子星 γ2 視星等 1.78）
35.天船三	Mirfak	英仙座	1.79	500	－4.21
37.弧矢一	Wezen	大犬座	1.84	2800	－6.66
38.箕宿三	Kaus Australis	人馬座	1.85	120	－2（實為雙星，人馬座 ε1，視星等 1.79，ε2，視星等 10）
39.海石一	Avior	船底座	1.86	80	－4.58
40.搖光	Alkaid	大熊座	1.86	150	－0.61
41.尾宿五	Sargas	天蠍座	1.87	200	－2.76
42.軒轅十二	Algieba	獅子座	1.90	85	0.2（實為雙星，γ1 2.28 等，γ2 3.53 等）
43.三角形三	Atria	南三角座	1.92	100	－3.64
44.井宿三	Alhena	雙子座	1.93	80	－0.61（分光雙星系統）
45.孔雀十一	Peacock	孔雀座	1.94	300	－3.7
46.軍市一	Mirzam	大犬座	1.98	700	-3.95
47.星宿一	Alphard	長蛇座	1.98	110	－1.7
48.婁宿三	Hamal	牡羊座	2.00	70	0.47
49.斗宿四	Nunki	人馬座	2.02	200	－2.14（伴星 9.5等）
50.天社三	Gl 321.3 A/B	船帆座	2.02	65	－0.01（雙伴星系統，四顆恆星中最亮的是船帆座 A，它是一顆 A 型的主序白矮星，視星等為 2.02。它的伴星船帆座 B 星等為 5.1，距船帆座 A 為 2.6 弧秒；另一個雙星系統在 69 弧秒之外，由 11 等的船帆座 C 和船帆座 D 組成，二者相距 6 弧秒。最近，伽利略探測器在木星發現天社三是一顆變星，它每 45 天亮度變化約 30%。天社三是已知最亮的食雙星（儘管大陵五更加容易觀測））
51.土司空	Diphda	鯨魚座	2.04	60	－0.31
52.壁宿二	Alpheratz	仙女座	2.07	100	－0.7
53.奎宿九	Mirach	仙女座	2.06	84	－1.86
54.參宿六	Saiph	獵戶座	2.06	2100	－4.44
55.庫樓三		半人馬座	2.06	50	0.77
56.帝（北極星）		小熊座	2.08	400	－3.63（三星系統）
57.侯（蛇夫座 α星）		蛇夫座	2.08	54	1.3
58.鶴二		天鶴座	2.10	260	－2.5～－2.2
59.大陵五		英仙座	2.12	72	－0.4