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在黑夜里空,有无数的星星。肉眼来看,都是亮点,只是亮度不同。那么,夜晚最亮的星星是哪颗空?
为了测量天体在夜晚的亮度空,古希腊天文学家希帕查斯提出了一个概念:星等。他把自己星表中的1022颗恒星分为6个星等:1~6,其中最亮的是一等星,最暗的是六等星。
但这里有两个问题:第一,亮度的数据不是用一把尺子来衡量的,不同恒星之间亮度的量化数据包含一定的主观性;第二,星星的亮度是变化的,人类能看到最暗的星星的极限是固定的,但不能保证夜晚会出现更亮的星星空。
1850年,英国天文学家汤普森发现一等星的亮度大约是六等星的100倍,于是他根据这个数据做了一个定量的定义。从那以后,肉眼可见的最暗的恒星被指定为6等星,比它亮100倍的那颗是1等星。这样,亮度每增加一个数量级,亮度就会增加到2.512倍。至于较亮的恒星,星等可以低于1,甚至低于0,即负星等。
有了这个定量数据,我们就可以客观地判断一颗恒星的亮度。那么,夜晚最亮的星星是哪一颗空?
如果你问的是深夜,那么最亮的星应该是天狼星,亮度为-1.47等。,是6等星亮度的973倍。这是一颗蓝白主序星,质量约为太阳的两倍,半径约为太阳的1.711倍,表面温度高达9940K,距离我们只有8.60光年。因为它又大又近,所以成为黑夜中最亮的星星空。
但是,这仅限于恒星范围。在太阳系中,还有一颗恒星比它更亮,那就是木星。处于同一个太阳系,木星的亮度受其与地球的即时距离影响很大。木星最亮时可达-2.94等。
上面写着夜晚,但如果只是在晚上,那么还有一颗星更亮,那就是金星。最亮时,金星只有-4.6,超过木星。虽然没有木星大,但金星离地球近得多,大气层能反射更多的太阳光,所以反照率特别高。然而,由于金星在地球内部运行,我们只能在清晨或傍晚在太阳附近看到它。
以上都是我们生活中的“星星”。但是我们现在知道,这些都是宇宙中各种各样的天体。如果把所有天体都数一数,还有更亮的,比如月亮。
月球离我们更近,所以虽然比其他天体小很多,但亮度却远超它们。简单来说,同一个太阳系天体,与我们的距离每增加10倍,亮度就会下降到原来的1/10000。可见距离影响有多大。
我们都知道,满月的时候空,无论是流星雨还是其他一些天体,都很容易被月光干扰,因为太亮了。月球最亮的时候亮度几乎可以达到-13,是金星的几千倍!
这种亮度,别说晚上,就连白天太阳升起的时候,我们都能看到月亮。例如,不久前,我用手机拍了一张张月亮白天的照片。
说到这里,太阳有多亮?它甚至可以吞噬月球的光芒,可见亮度更是惊人。
据测量,太阳的星等已经达到了惊人的-26.74等!通过计算可以知道,它的亮度是最暗的6等星的12.49万亿倍!这么恐怖的亮度,难怪直视会直接亮眼睛!
说到这里,你会发现这些恒星的亮度很大程度上取决于它们与地球的距离。那些离我们近的人更有可能显得明亮,而那些离我们远的人则更难看到。这对他们来说有点太“不公平”了。有些天体明明很亮很巨大,却因为离我们很远而显得黯淡无光。所以这个所谓的星等似乎并不能说明天体的真实亮度。
因此,在天文学中,上面提到的星等称为视星等。用一个公平的规则来衡量天体的亮度,要用另一个概念,那就是绝对星等。
所谓绝对星等,就是假设所有天体都放在相同的距离,然后出现在人眼中的视星等。这个距离是固定的,是10秒差距,也就是32.6光年左右。
这么远的距离,根本看不到木星、金星这样的天体。只能看到恒星,而且必须是比较大的恒星。像我们头顶上的太阳,如果放在32.6光年外,也只有4.83,比6等星亮不到3倍。相比之下,天狼星也是暗的,只有1.4左右等。
至于那些32.6光年以上的恒星,绝对星等远大于视星等。比如参宿四,视星等0.58,绝对星等约-5.85等。参宿四更夸张,视星等0.12,绝对星等7.84等。
视震级和绝对震级之间有一套换算公式。假设天体的视星等为M,距离为D,d0代表10秒差距,那么M的绝对星等为——
大麦哲伦星云中有一颗名为R136a1的巨星,距离我们约16.3万光年。其质量约为太阳的215倍,有效表面温度高达48000℃,直径1500万公里。如果放在32.6光年的距离,会达到-8.18等。
幸运的是,它离我们足够远。太近的话,不直视恐怕会被蒙住!
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