不要被 "星等" 誤導

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在星表中，我們常常遇見梅西爾目錄列出天體的目視亮度，例如獵戶座的 M42 星雲是 mag 4.0，仙女座的 M31 星系是 mag 3.4，依據 "星等" 的意義，M42 應該比 M31 暗，但在望遠鏡中，M42 卻明顯地較 M31 亮，為什麼列出的星等不代表它們的實際目視亮度呢 ?

原來這些星等數值是指天體 "總面積" 的亮度而已 (integration of brightness over a defined surface area)，如果把 M31 的可見總面積 (180’ x 60’ 或 39 百萬 square arcsec) 細分為 39 百萬份，每份佔 one square arcsec，它的單位面積亮度一定比原值的 3.4 等暗 39 百萬倍或 22.4 等，即是說，M31 的平均表面亮度只有 mag 22.4 per square arcsec。

用同一方法計算，M42 的可見總面積是 65’ x 60’ 或 14 百萬 square arcsec，這相當於 mag 21.9 per square arcsec，比 M32 的單位面積亮度還要亮半個星等，因此在望遠鏡中 M42 都比 M32 亮。

單位面積亮度通常稱為 表面亮度 (surface brightness)，它代表深空天體的實際亮度。星表列出的 magnitude 只是天體的總面積亮度，當我們用星表比較非點狀的天體時，一定要留意 magnitude 和 magnitude per square arcsec 的分別。另一留意之處是 "總面積"，不同來源所指的 "總面積" 頗不一致，因此相應的 magnitude 也未必盡同。

稍後將談談測量夜空光害的儀器 "Sky Quality Meter"，它也是以 magnitude per square arcsec 顯示的，以下圖為例，假設夜空細分為 1 square arcsec 的單位面積，再把一顆 19.66 等的恆星光平均分散在每一單位面積內，天空的 surface brightness 讀數便是 mag 19.66 per square arcsec。