一顆星星有多亮?那一個(gè)星球呢?一個(gè)星系呢?當(dāng)天文學(xué)家想要回答這些問題時(shí),他們用“光度”這個(gè)詞來表達(dá)這些物體的亮度。它描述了空間中物體的亮度。恒星和星系發(fā)出各種形式的光。它們發(fā)出或散發(fā)出什么樣的光線表明它們是多么精力充沛。如果物體是行星,它就不發(fā)光,但它可以反射光。所以,天文學(xué)家也使用術(shù)語“光度”來討論行星的亮度。
物體的亮度越大,它就越亮。物體可以在多個(gè)波長的光中發(fā)光,從可見光,X射線,紫外線,紅外線,微波,到射電和伽馬射線,它通常取決于發(fā)出的光的強(qiáng)度,可見這個(gè)函數(shù)對(duì)象是多么精力充沛。
大多數(shù)人只需通過觀察它就可以了解對(duì)象的光度。如果它看起來很亮,它的亮度比暗淡時(shí)要高。但是,這種外觀可能具有欺騙性。因?yàn)榫嚯x也會(huì)影響物體的表觀亮度。對(duì)于我們來說,一顆遙遠(yuǎn)但非常有活力的恒星可能比低能量但更接近的恒星看起來更暗淡。
天文學(xué)家通過觀察恒星的大小和有效溫度來確定恒星的光度。有效溫度以開氏度表示,太陽為5777開爾文。類星體(一個(gè)巨大的星系中心的一個(gè)遙遠(yuǎn)的,超能量的物體)可能高達(dá)10萬億開氏度。它們的每個(gè)有效溫度都會(huì)導(dǎo)致物體的亮度不同。但是,因?yàn)轭愋求w距離很遠(yuǎn),所以看起來都很暗淡。
在了解物體的動(dòng)力方面,從恒星到類星體,重要的光度是內(nèi)在的光度。這是衡量每秒所有方向?qū)嶋H發(fā)射的能量的量度,無論它在宇宙中的位置如何。這是一種理解對(duì)象內(nèi)部過程的方法,有助于使其變亮。
推斷恒星亮度的另一種方法是測量它的表觀亮度(它在眼睛看來是如何)并將其與它的距離進(jìn)行比較。例如,距離我們較近的星星比距離我們更近的星星看起來更暗。但是,物體也可能看起來很暗淡,因?yàn)楣饩€被我們之間的氣體和塵埃吸收。為了準(zhǔn)確測量天體的光度,天文學(xué)家使用專門的儀器,例如輻射熱測量計(jì)。在天文學(xué)中,它們主要用于無線電波長(特別是亞毫米范圍)。在大多數(shù)情況下,這些是特別冷卻的儀器,只高于絕對(duì)零度一度,是最敏感的。
亮度和光亮度
理解和測量物體亮度的另一種方法是通過其大小。知道你是否觀星是一件有用的事情,因?yàn)樗梢詭椭憷斫庥^察者如何能夠相互了解恒星的亮度。幅度數(shù)量考慮了物體的亮度和距離?;旧希诙任矬w比第三幅度物體亮約2.5倍,比第一幅度物體暗2.5倍。數(shù)字越低,幅度越大。例如,太陽的強(qiáng)度為-26.7。天狼星是-1.46。它的亮度是太陽的70倍,但距離它有8.6光年遠(yuǎn),所以他會(huì)稍微暗淡。
表觀幅度是物體在我們觀察時(shí)在天空中出現(xiàn)的亮度,無論物體離它有多遠(yuǎn)。絕對(duì)量值實(shí)際上是對(duì)象固有亮度的度量。絕對(duì)幅度并不真正“關(guān)心”距離; 無論觀察者有多遠(yuǎn),恒星或星系仍會(huì)釋放出那么多的能量。這使得幫助理解物體的亮度和熱度以及物體的大小變得更加有用。
光譜亮度
在大多數(shù)情況下,發(fā)光度是指物體在其輻射的所有光形式(視覺,紅外,X射線等)中發(fā)射的能量。亮度是我們應(yīng)用于所有波長的術(shù)語,無論它們位于電磁波譜的何處。天文學(xué)家通過吸收入射光并使用光譜儀或光譜儀將光“分解”為其分量波長來研究來自天體的不同波長的光。這種方法被稱為“光譜學(xué)”,它可以深入了解使物體發(fā)光的過程。
不同元素的光譜
每個(gè)天體在特定波長的光下都是明亮的; 例如,中子星在X射線和無線電波段通常非常明亮(雖然并非總是如此,有些在伽馬射線中最亮)。據(jù)說這些物體具有高X射線和無線電發(fā)光度。它們通常具有非常低的光學(xué)亮度。
恒星以非常寬的波長輻射,從可見光到紅外線和紫外線; 一些非常有活力的恒星在射電和X射線中也很明亮。星系的中心黑洞位于發(fā)出大量X射線,伽馬射線和射頻的區(qū)域,但在可見光下可能看起來相當(dāng)暗淡。恒星誕生的氣體和塵埃的加熱云在紅外和可見光下可以非常明亮。而新生兒在紫外線和可見光下都非常明亮。
物體的光度稱為亮度??臻g物體的亮度通常由稱為其大小的數(shù)字定義。
物體在多于一組波長中可以是“明亮的”。例如,太陽在光學(xué)(可見)光中是明亮的,但有時(shí)在X射線中也被認(rèn)為是明亮的,以及紫外線和紅外線。
所以,當(dāng)我們抬起頭看著天空的時(shí)候,你以為的最亮的那顆星星,其實(shí)是在多種情況影響下,才讓你做出的這樣的判斷,你的眼睛欺騙了你,這不是很有趣嗎?
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