天文测光
天文测光是对天体亮度或辐射通量的测量,通常通过标准化通带以星等表示。
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Definition
测光是确定天体的视亮度,通常在经过大气消光校正并转换为标准系统后,以特定测光波段的星等报告。
Scope
该领域涵盖了对恒星、星系和其他来源在特定波长范围内接收到的通量进行定量测量。它包括测光系统的定义及其在标准尺度上的校准、通过孔径和点扩散函数拟合从探测器图像中提取亮度、利用比较星消除系统误差的差分技术,以及扩展天体的表面测光。它不包括光的色散成光谱(在光谱学中涵盖)和位置的精确测量(天体测量学)。
Sub-topics
Core questions
- 如何将天体的通量转换为标准测光系统中的校准星等?
- 大气消光和探测器响应如何影响测得的亮度,以及如何对其进行校正?
- 对于给定的目标和拥挤程度,哪种测量策略(孔径、PSF拟合、差分)能最大程度地减少误差?
- 如何通过其表面亮度分布来表征空间扩展源的亮度?
Key theories
- 星等系统
- 视亮度以对数星等标度表示,其中通量相差100倍对应于恰好5个星等,零点由标准星或物理通量密度确定。
- 大气消光校正
- 地球大气层会使光源变暗,其程度与气团和波长相关的消光系数成正比,必须测量并去除这些影响才能恢复大气层之上的星等。
Clinical relevance
校准测光是宇宙距离阶梯、恒星族群色-星等图构建、凌星系外行星和变星探测以及宇宙学中超新星光变曲线特征化的基础。
History
定量测光起源于古代的视觉星等估计,于1856年由波格森奠定了对数基础,在20世纪通过照相和光电探测器得到发展,并由电荷耦合器件(CCD)彻底改变,实现了线性、高量子效率的数字测量。
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Frequently asked questions
- 为什么较亮的天体被赋予较小的星等?
- 该标度继承了古代的排序方式,其中最亮的恒星被称为一等星,最暗可见的恒星被称为六等星;波格森于1856年将这种反向的对数关系正式化。
- 视星等和绝对星等有什么区别?
- 视星等是从地球观测到的亮度,而绝对星等是天体在10秒差距标准距离处所具有的亮度,消除了距离的影响。