視星等測量實踐

想要測量夜空中星星的視星等，可以利用PhotoShop的數(shù)據(jù)分析功能，對于拍攝的星空圖片可以選擇部分區(qū)域并對該區(qū)域的平均灰度值G和選取面積S進行測量。而恒星圖像的平均灰度值與其實際目視星等有明顯的線性關(guān)系，因而可以先選擇同一圖像的部分恒星，測量并得出其G值再同其實際目視星等進行擬合曲線。在通過擬合曲線的公式，計算目標的目視星等。由于大氣擾動和光污染等原因，還需要統(tǒng)計除目標外的背景的灰度數(shù)據(jù)。這樣其中要統(tǒng)計的數(shù)據(jù)有：

目標區(qū)域灰度平均值G1，包括目標區(qū)域和背景區(qū)域的灰度平均值G2，除去目標區(qū)域而包括背景區(qū)域的平均值G3。目標區(qū)域的面積S1，包括目標區(qū)域和背景區(qū)域的S2。

而最后要得到的數(shù)據(jù)G就應(yīng)該是除去背景灰度的目標區(qū)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）是將背景區(qū)域的灰度平均值的數(shù)據(jù)采集面積降低到同目標區(qū)域一致，以達到去除背景干擾更好的效果。這里選擇了織女一，如下是要采集的數(shù)據(jù)操作畫面：

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經(jīng)過數(shù)據(jù)采集和相應(yīng)計算，得到了如下的七顆恒星的測量灰度平均值和實際目視星等：

織女一：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

織女三：G=17.489544 ?m=4.44

天津四：G=44.811088 ?m=1.25

ιCyg：?G=22.295831 ?m=3.91

隨后擬合曲線得到這樣的結(jié)果：

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隨后利用合成公式，分別抽取同一圖像的ηAql和Bessel’s star(61 Gyg A)進行測量。前者為G=22.917891 m=3.86 而實際目視星等為4.07，誤差為4.69%。而后者的測量值為G=15.334737 m=4.62 而實際的目視星等為5.42，誤差為14.76%。

從上面結(jié)果可知，在實際的測量中目標最好是在做線性擬合曲線時選取的目標范圍內(nèi)的。以上面的舉例，也就是最好選擇視星等在織女一到織女三這個視星等范圍內(nèi)的目標。離這個范圍越遠，誤差就會越大。對于亮度較小的星星可以適當選取較小的數(shù)據(jù)采集面積。但是在擬合曲線前數(shù)據(jù)采集過程中，每個恒星的數(shù)據(jù)采集的面積應(yīng)當一致，以達到控制變量的目的并減少誤差。

在拍攝過程中盡量選擇沒有光污染或者光然較小的地方拍攝。曝光時間也不宜過長，以減少噪點數(shù)量，以防干擾目標辨別和數(shù)據(jù)采集。二者同樣可以減小誤差。

這個方法同樣也可以用在衛(wèi)星的亮度測量和比較中?？梢詸z測部分脈動變星的亮度變化周期，甚至以此測量距離（如造父變星通過光變周期對其距離的測量）。但是仍然存在誤差較大等問題，日后會不斷改進。還望有人能給出意見和建議。