絕對星等

在天文學上，絕對星等（Absolute magnitude, M）是指把天體放在指定的距離時（10秒差距）天體所呈現出的視星等（Apparent magnitude, m）。此方法可把天體的光度在不受距離的影響下，作出客觀的比較。

恆星與星系的絕對星等M[編輯]

在測量恆星與星系的絕對星等，標準距離設為10秒差距，約32.6164光年或300兆公里，此時該天體的視差值為0.1"。

在定義其絕對星等時，必須指定要測量哪一類型的電磁輻射。如果按其釋出的能量計算，其結果會稱為輻射熱強度。星等值越低，代表天體越亮。絕對星等和視星等，可以通過視差（距離）換算。

由於距離較遠的原因，許多恆星的絕對星等要比其視星等低（亮）很多；而有些恆星由於距離我們較近的原因，其絕對星等會變大（暗）很多。以下是一些恆星絕對星等與視星等的參照表：

星名	參宿四	參宿七	天津四	天狼星	太陽
絕對星等	-5.3	-6.7	-7.2	1.4	4.83
視星等	0.45	0.18	1.25	-1.46	−26.8

恆星的絕對星等的範圍通常在-10到+17之間。星系的絕對星等通常更低（亮），如橢圓星系 M87的絕對星等為-22。

換算[編輯]

如果已知天體的視星等m和距離d，那麼可以根據下式得出天體的絕對星等M：

M=m+5\log _{10}{\frac {d_{0}}{d}}\!\,

或

M=m+5(1+\log _{10}{\pi })\!\,

其中， $d_{0}\!\,$ 為10秒差，即32.616光年， $\pi \!\,$ 是天體的視差，單位是弧秒。

如果已知天體的絕對星等M，和距離d，那麼可以根據下式得出天體的視星等m：

m=M-5\log _{10}{\frac {d_{0}}{d}}\!\,

或

m=M-5(1+\log _{10}{\pi })\!\,

例子[編輯]

參宿七的視星等+0.18，距離773光年，則其絕對星等為：

M_參宿七 = 0.18 + 5*log₁₀(32.616/773) = -6.7

織女星的視差為0.133"，視星等+0.03，則其絕對星等為：

M_織女星 = 0.03 + 5*(1 + log₁₀(0.133)) = +0.65

南門二的視差0.750"，絕對星等+4.37，則其視星等為：

m_南門二 = 4.37 - 5*(1 + log₁₀(0.750)) = -0.01

全波段星等[編輯]

全波段星等 $M bol$ 考慮到了所有波長的電磁輻射，包括那些因為儀器的通帶（英語：Passband）、地球的大氣吸收和星際塵埃消光而未被觀測的波段。它是根據恆星的光度來定義的，在恆星觀測數據不足的情況下，它必須以假設的有效溫度來計算。

很傳統的說，全波段星等與光度的差異由下式決定：

M_{\mathrm {bol,\star } }-M_{\mathrm {bol,\odot } }=-2.5\log _{10}\left({\frac {L_{\star }}{L_{\odot }}}\right)

該式逆變換得到：

{\frac {L_{\star }}{L_{\odot }}}=10^{0.4\left(M_{\mathrm {bol,\odot } }-M_{\mathrm {bol,\star } }\right)}

此處

L ⊙

是太陽的光度（全波段光度）

L ★

是恆星的光度（全波段光度）

M bol,⊙

是太陽的全波段星等

M bol,★

是恆星的全波段星等。

在2015年8月，國際天文學聯合會通過決議案B2^[1]，定義絕對和視全波段星等的零點，分別以SI單位制的能量（瓦特）和輻照度（W/m²）相對應。雖然天文學家使用全波段星等已經數十年，但在各種天文關係中的絕對星等-光度標定上存在着系統差異，而且沒有國際化的標準；這造成了在熱改正的標定上存在的系統性差異^[2]。結合來自太陽不正確假設的絕對全波段星等，可能導致在估計恆星光度（以及其他依靠恆星光度計算的恆星性質，如半徑、年齡等等）時的系統誤差。

決議案B2定義絕對全波段星等的標定，此處 $M bol = 0$ 相當於光度 $L 0 =$ 7028301280000000000♠3.0128×10²⁸ W，以零點光度 $L 0$ 設定太陽（與名義上的光度 7026382800000000000♠3.828×10²⁶ W）相當於絕對全波段星等 $M bol,⊙ =$ 4.74。一個輻射源（例如恆星）位在標準距離10秒差距處，依據明確的視全波段星等尺度零點， $m bol = 0$ 對應於輻照度 $f 0 =$ 6992251802100199999♠2.518021002×10⁻⁸ W/m²。使用國際天文學聯合會2015年的標定，在1天文單位距離測量，名義上的總太陽輻照度（英語：Solar irradiance）（太陽常數，7003136100000000000♠1361 W/m²）相當於太陽的視全波段星等 $m bol,⊙ =$ −26.832^[2]。