恒星光度

一支举在手边的蜡烛，看上去可能比几公里外的灯塔还亮，尽管灯塔实际发出的光多得多。“看上去多亮”与“实际发出多少光”之间的区别，正是测量恒星的核心难题。光度就是那个诚实的、与距离无关的数字：一颗恒星每秒向太空辐射出的全部能量，无论你站在哪里观看都一样。

光度是一种功率，单位是瓦特，就像电灯泡一样——只是恒星的“瓦数”大得惊人。太阳的光度约为 3.8 x 10^26 瓦，天文学家把这个数当作量尺，称为一个太阳光度（L_sun）。恒星的光度跨度极大：从暗淡红矮星不到太阳千分之一，到最耀眼的超巨星达太阳的百万倍。由于光向外扩散、亮度随距离的平方而变暗（平方反比定律），只要把恒星“看上去多亮”与“有多远”结合起来，就能反推出光度：光度正比于视亮度乘以距离的平方。

光度是赫罗图（Hertzsprung-Russell diagram）的纵轴，也是与温度一起确定恒星在恒星普查中位置的两个数字之一。它还连着深层物理：根据斯特藩—玻尔兹曼定律，恒星的光度同时取决于它的表面积和表面温度的四次方，因此光度、半径和温度三者锁在一起。知道恒星真实的光度，也正是某些恒星能成为“标准烛光”、用来测量更遥远宇宙距离的原因。