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这是个很有意思的问题,也是很多天文爱好者想知道的答案,我们就试着一起来讨论一下。首先我们要定义“最亮”恒星这个概念,找到最亮的那一颗恒星是哪一颗。

我们讨论问题,首先要把论点定义清楚,围绕着共同的点去讨论才能够讲清楚,否则就会公说过有理婆说婆有理,实际上讨论的不是一回事,怎么能够讨论清楚呢?那么,今天我们要讨论最亮恒星这个概念,就要把怎样理解最亮恒星先弄清楚。

表示恒星亮度有两个指标,一种是绝对亮度,还有一种是相对亮度。

绝对亮度是指这颗恒星真实的亮度,是指把两颗恒星假设在与我们一样的距离,同一起跑线上比谁更亮;而相对亮度就是相对于我们在地球上,用眼睛看到的亮度。这种亮度就不是恒星真正的亮度,而是根据恒星距离我们远近而得到的感觉亮度。这样就会产生一些恒星本来很亮,但由于距离我们较远,看起来反而不亮,而本来不亮,但由于距离我们很近反而更亮的假象。

天文学界将绝对亮度称为绝对星等,将相对亮度称为目视星等(简称视星等)。现在就出现了两种最亮恒星,一种是眼睛看着最亮,一种是实际最亮。

绝对星等和目视星等都以等级划分,数值越小越亮,还有负数,负得越多就越亮,反之就越暗淡。人类肉眼能够看到夜晚星空最暗的视星等为6等星。我们平常在夜空中看到最亮的并不是恒星,而是金星、火星、木星等几颗行星,这是由于它们距离我们很近,虽然行星本身不发光,只是反射太阳的光芒,但看起来还是很亮。

其中金星最亮时视星等达到-4.6等,火星和木星最亮可达-2.9等。当然天上最亮的还是太阳和月亮,太阳的视星等为-26.74等,月亮满月时视星等可达-12.5等。依靠反射恒星光芒的行星等天体,由于自身不发光,就没有绝对星等,只有目视星等。

把迄今发现最亮的恒星放在比邻星位置,我们会看到两个太阳吗?

人类肉眼看到最亮的恒星是天狼星。

天狼星视星等为-1.45等,它的绝对星等只有+1.42等(一般星等为正数都省略“+”号,在此是为了让读者区别,后面将不用“+”号),但还是比太阳要亮23倍,太阳的绝对星等为4.83等。

天狼星之所以成为肉眼看到最亮的恒星,主要是因为它距离我们较近,只有8.6光年,相对太阳质量要大一些。天狼星是一个双合星系统,其中主星天狼星A是一颗蓝矮星,质量约太阳的2倍多;天狼星B是一颗白矮星,质量约太阳1倍,但体积只有地球大小,光度弱,其视星等只有8.44,绝对星等只有11.8,因此是看不到的。

其实天狼星并不是距离地球最近的恒星,距离地球最近的恒星是比邻星,只有4.22光年。但比邻星是一颗红矮星,质量只有太阳约八分之一,视星等为11.5,绝对星等只有15.49,因此虽然很近,人类肉眼也看不见。

现在人类探测宇宙空间的能力大大提高,用哈勃望远镜都已经看到了90多亿光年的恒星,可以看到最暗淡的星星达到视星等-28等,是人肉眼最暗分辨率的6.3亿倍。

恒星星等差亮度计算。

在这里说一下星等光度差值,就是星等每相差1个等级,光度相差2.512倍,绝对星等和目视星等每一等相差光度是一样的。这样实际上计算光度相差值就是以2.512为底数,级差为幂的指数,比如1等星比6等星相差5个等级,其亮度差=2.512^5倍,相差约100倍。

恒星的绝对星等是假定把恒星都放在距离我们10pc(秒差距)的距离看到的亮度。1秒差距约3.26ly(光年),10秒差距就是32.6光年距离。

一般来说,质量越大的恒星,其中心核聚变反应越激烈,亮度就越高。但由于每颗恒星距离我们不一样,甚至相差很远,并不一定是绝对亮度更大的恒星我们看到就更亮,甚至有很多亮度很大的恒星我们根本无法看到。人类能够看到的恒星只有约6000颗左右,绝大多数在我们周边一个几百光年的天区。

现在我们根据题意,大致能够得出一个结论:所谓最亮恒星是指绝对亮度最亮的恒星,就是把真实亮度最大,也就是绝对星等最亮的恒星放在比邻星位置,看看是个什么效果。

把迄今发现最亮的恒星放在比邻星位置,我们会看到两个太阳吗?

已知绝对亮度最亮的恒星。

目前人类肉眼能够看到实际亮度最亮的恒星,也是肉眼能够看到最远的恒星叫海山二。这颗恒星坐落在船底座,质量约太阳的120~200倍,距离我们约7500光年。由于距离太远,肉眼看起来还是比较暗淡,视星等只有4.55等,但其绝对星等为-12等,亮度是太阳的540万倍;其次是手枪星和尾宿三,视星等分别为4等和4.85等,绝对星等都为-10.8等,相当太阳亮度的170多万倍。

望远镜能够看到质量最大恒星为r136a1星,是距离我们16.5万光年的大麦哲伦蜘蛛星云中的一颗恒星,质量约太阳的265~315倍,其视星等只有12.77等,人类肉眼是完全看不到的,但其绝对星等达到-12.5等,是太阳亮度的850多万倍。

排名第二的是天鹅座的OB2-12星,绝对星等为-12.2等,是太阳亮度的630万倍;排名第三的是船底座的HD93129A星,绝对星等为-12.1等,是太阳亮度的550万倍。这几颗星肉眼都看不到;排名第四的就是肉眼能看到的海山二了。

把迄今发现最亮的恒星放在比邻星位置,我们会看到两个太阳吗?

星等换算,把最亮恒星拉到比邻星位置会怎样?

目视星等和绝对星等是可以换算的,只要知道这颗恒星与我们的距离,知道了某一种星等等级,就可以进行换算。比如知道了r136a1星距离我们16.5万光年,其绝对星等为-12.5等,就能够换算出其目视星等。

绝对星等是不变的,目视星等会随着距离变化而变化。

星等换算遵循的公式为:m=M-5log(d0/d)或M=m+5log(d0/d)

这里,前面公式是已知绝对星等换算出目视星等,后面公式是已知目视星等换算出绝对星等。式中,m表示目视星等,M表示绝对星等,d0为10秒差距(32.6光年),d为天体实际距离。

根据这个公式,我们可以计算出r136a1如果移到比邻星位置,其视星等为:

m=-12.5-5log(32.6/4.22)=-16.94

根据计算,如果r136a1的位置距离我们只有4.22光年,视星等可达到-16.94等,就是一颗很亮很亮的星。这颗星亮度比月亮要亮60多倍,但相比太阳还是差了8000多倍,因此不能说有了两颗太阳。

我们还可以换算出OB2-12、HD93129A、海山二等恒星在比邻星位置时的视星等:OB2-12为-16.64等、HD93129A星为-16.54等、海山二为-16.44等,这几颗星移到比邻星位置,亮度都差不了多少,在比月亮要亮30~50倍之间。

当然,星等的观测和换算还需考虑大气视宁度、宁静度、光污染、云、器材等多种因素,因此观测计算结果会有一些出入,科普不是科学研究,这里只是介绍一些常识,供大家参考。

原文链接:http://www.toutiao.com/a6845185777492558349,原文时间:2020-07-03 17:36

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