视星等测量实践

视星等测量实践

想要测量夜空中星星的视星等，可以利用PhotoShop的数据分析功能，对于拍摄的星空图片可以选择部分区域并对该区域的平均灰度值G和选取面积S进行测量。而恒星图像的平均灰度值与其实际目视星等有明显的线性关系，因而可以先选择同一图像的部分恒星，测量并得出其G值再同其实际目视星等进行拟合曲线。在通过拟合曲线的公式，计算目标的目视星等。由于大气扰动和光污染等原因，还需要统计除目标外的背景的灰度数据。这样其中要统计的数据有：

目标区域灰度平均值G1，包括目标区域和背景区域的灰度平均值G2，除去目标区域而包括背景区域的平均值G3。目标区域的面积S1，包括目标区域和背景区域的S2。

而最后要得到的数据G就应该是除去背景灰度的目标区域的灰度值。所以有：

G3=（G2*S2-G1*S1）/（S2-S1）----------------1

G=G1-G3*S1/（S2-S1）-----------------------------2

式2中的G3*S1/（S2-S1）是将背景区域的灰度平均值的数据采集面积降低到同目标区域一致，以达到去除背景干扰更好的效果。这里选择了织女一，如下是要采集的数据操作画面：

经过数据采集和相应计算，得到了如下的七颗恒星的测量灰度平均值和实际目视星等：

织女一：G=60.033226  m=0.14

河鼓二：G=56.156345  m=0.91

河鼓三：G=32.246816  m=2.89

河鼓一：G=23.201431  m=3.91

织女三：G=17.489544  m=4.44

天津四：G=44.811088  m=1.25

ιCyg： G=22.295831  m=3.91

随后拟合曲线得到这样的结果：

随后利用合成公式，分别抽取同一图像的ηAql和Bessel’s star(61 Gyg A)进行测量。前者为G=22.917891 m=3.86 而实际目视星等为4.07，误差为4.69%。而后者的测量值为G=15.334737 m=4.62 而实际的目视星等为5.42，误差为14.76%。

从上面结果可知，在实际的测量中目标最好是在做线性拟合曲线时选取的目标范围内的。以上面的举例，也就是最好选择视星等在织女一到织女三这个视星等范围内的目标。离这个范围越远，误差就会越大。对于亮度较小的星星可以适当选取较小的数据采集面积。但是在拟合曲线前数据采集过程中，每个恒星的数据采集的面积应当一致，以达到控制变量的目的并减少误差。

在拍摄过程中尽量选择没有光污染或者光然较小的地方拍摄。曝光时间也不宜过长，以减少噪点数量，以防干扰目标辨别和数据采集。二者同样可以减小误差。

这个方法同样也可以用在卫星的亮度测量和比较中。可以检测部分脉动变星的亮度变化周期，甚至以此测量距离（如造父变星通过光变周期对其距离的测量）。但是仍然存在误差较大等问题，日后会不断改进。还望有人能给出意见和建议。