早在公元前2世纪,古希腊天文学家依巴谷把肉眼看见的恒星分为6个视亮度等级——视星等,最亮的为1等,次亮的为2等,……刚能够看到的一些为6等。把一根蜡烛放在1000 m远处,它的视亮度与1等星差不多。在全部星空中,1等(确切地说,亮于1.5等)的恒星有22颗,2等(确切地说,1.5~2.5等,以下类似)的有71颗,3等的有190颗,4等的有610颗,5等的约1929颗,6等的约5946颗,视力好的人可以肉眼看到夜空(半个天球)3000多颗星,用望远镜可以看到更多更暗的星。现代城镇灯光造成夜天光很亮——“光污染”或“光害”,肉眼仅可看到为数不多的亮星。
生理学得出:人眼对天体的视亮度反应(视星等m)与它的照度E的对数成正比:
1850年,时在印度的英国天文学家诺曼·罗伯特·普森(Norman Robert Pogson)把星等与光度计测出的照度做比较,发现星等相差5等的照度之比约为100,因此,常数K≈-5/lg 100=-2.5;星等相差1等,照度之比为2.512。于是,两颗星的星等之差(m2-m1)与照度E2、E1关系的公式为
星等常以星等值数字右上角加m来标记,如,织女星的视星等为0.03m。(www.xing528.com)
星等标与物理光学的照度单位lx(勒克斯,简记为勒)之间有什么关系?根据实验测定,大气外星等为-13.98m的星在地面上产生1 lx照度。夏季白天,太阳的照度为1.35×105lx;满月的照度为0.25 lx;日常工作所需照度为30 lx。
建立了星等标,就可准确测定星等值并向亮的和暗的方面扩展,例如,太阳的视星等为-26.75m,夜空最亮恒星天狼星的视星等为-1.44m,金星最亮时的视星等为-4.4m,满月的视星等为-12.74m,最大地面望远镜可观测的最暗天体视星等约为25m(但由于各地的大气“消光”——吸收和散射减暗,实际可观测到的视星等约为23m),哈勃太空望远镜可以拍摄到的最暗天体视星等为30m。
应当指出,天体的观测亮度与有效波段有关,不同波段观测的星等值有差别,因而有不同的星等系统。由于各天体的距离不同,视星等并不表述其辐射本领,表述天体辐射本领的量是光度(辐射功率)或绝对星等。这些将在后面讲述。
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