光度计和成像相机

光度计和成像相机通过选定的滤光片测量天文源的亮度并记录其图像，提供位置、通量和变异性的基础数据。

Definition

光度计或成像相机是一种焦平面仪器，它通过一个或多个滤光片形成天空图像，并测量其中源的亮度，将其校准到标准星等和通量标度上。

Scope

本主题涵盖滤光片系统和测光波段、孔径和点扩散函数测光、广角和拼接成像相机、星等系统和标准星、大气消光和色项，以及用于变异性和凌星研究的时间序列测光。

Core questions

• 如何从图像中测量源的亮度？
• 测光滤光片系统标准化了什么？
• 如何校正大气消光和颜色效应？
• 时间序列成像如何揭示变异性和凌星？

Key theories

星等系统和标准星

亮度以对数星等标度表示，并与标准星网络相关联，从而使来自不同望远镜和夜晚的测量结果能够置于共同的基础上。

孔径和点扩散函数测光

源亮度通过在孔径内求和光线或拟合仪器点扩散函数来测量，后者在拥挤的视场中至关重要。

大气消光和色项

大气会根据气团和波长使星光变暗，将仪器测量结果转换为标准系统需要校正消光和颜色相关的响应。

Clinical relevance

测光和成像提供了支撑天文学的位置、亮度和颜色目录，精确的时间序列测光可以探测系外行星凌星、表征变星和食双星，并发现瞬态事件。

History

星等标度在19世纪由波格森（Pogson）奠定对数基础，20世纪的光电测光带来了精度。约翰逊-摩根（Johnson-Morgan）滤光片系统标准化了测光波段，而广角CCD相机现在能够进行深度成像巡天，绘制大片天空。

Key figures

• Norman Pogson
• Harold Johnson
• William Morgan

Seminal works

• budding2007
• howell2006

Frequently asked questions

为什么天文亮度以星等而不是普通单位给出？

星等系统是继承自古代星表的一种对数标度，其中较亮的物体具有较小的星等。它方便地涵盖了宇宙亮度的巨大范围，并与眼睛大致对数的响应相匹配，因此尽管有其特殊性，它仍然是标准。

成像如何探测到一个小到无法看到的行星？

通过长时间精确测量恒星的亮度，相机可以探测到当行星从恒星前方经过时发生的微小周期性下降。行星本身从未被分辨出来，但它的凌星阴影在恒星的光变曲线中显现出来。