별의 등급

(절대등급에서 넘어옴)

1 개요

별의 밝기에 대한 척도. 별이 밝을수록 숫자는 작아진다.

기원전 135년경 히파르코스가 별을 밝기에 따라 1등급에서 6등급으로 분류한 것이 그 시초로 알려져 있다. 하늘에서 가장 밝은 별들을 1등급, 맨눈으로 겨우 볼 수 있는 별들을 6등급으로 정하였다.

이후 등급 시스템이 체계화되면서 현재는 1등급이 6등급보다 100배의 밝기를 가지도록 정의되어 있다. 즉, 지구 대기권 위에서 [math] 2.48 \times 10^{-8} [/math] Wm[math]^{-2}[/math]의 밝기일 때 이를 [math]I_0[/math] 라고 하면, 밝기 [math]I[/math] 인 별의 등급은 다음과 같이 계산된다.

[math] \displaystyle m = -2.5 \log_{10} \left(I/I_0 \right) [/math] 또는 [math] \displaystyle I = 10^{-0.4m}I_0 \simeq 2.512^{-m}I_0[/math]

위 식을 보면 로그 앞에 2.5가 있고, 등급간의 밝기 차가 2.512배인데 두 숫자가 우연히도 비슷해서 혼동하는 사람들이 많다. 그래서 특정 등급의 별은 그 다음 등급의 별보다 정확히 2.5배 밝도록 정의되었다고 생각하는 사람들이 많은데, 거의 차이는 없지만 2.512배에 더 가깝고, 1등급이 6등급보다 100배 밝다는 것은 아주 정확하다.

1등급 별보다 밝은 별은 마이너스 등급을 가질 수도 있다. 이를테면 밤하늘에서 가장 밝은 항성인 시리우스는 -1.5등급이다. 물론, 6등급보다 어두운 별도 그보다 훨씬 높은 숫자의 등급을 갖게 된다.

2 겉보기 등급과 절대 등급

우리가 보통 사용하는 것은 지구에서 보이는 밝기인 겉보기 등급(실시 등급)이다. 그러나 별의 거리는 제각기 모두 다르기 때문에, 겉보기 등급으로 별의 실제 밝기를 비교하는 것은 무리가 있다. 이 때문에 별의 실제 밝기를 비교하기 위해서는 절대 등급을 사용한다. 절대 등급은 별을 지구로부터 10파섹(=32.6광년)의 거리에 놓았음을 가정했을때 지구에서 보이는 밝기이다. 별의 거리가 모두 같은 것으로 가정했으므로 별의 밝기만 등급에 영향을 줄 수 있다. 따라서 절대 등급으로 별의 실제 밝기를 알 수 있는 것이다. 겉보기등급으로 무려 -26.74등급인 태양의 절대 등급은 고작 4.8등급에 불과하다.[1]

겉보기 등급과 절대 등급을 모두 알고 있다면, 이를 이용해 별의 거리 또한 구할 수 있다. 이 관계는 다음과 같다.

[math] \displaystyle M = m - 5\left(\log_{10}d - 1\right) [/math]

[math]M=[/math] 절대 등급, [math]m=[/math] 겉보기 등급, [math]d=[/math] 거리(파섹)

세페이드 변광성 같은 경우에는 변광 주기와 별의 절대 밝기가 비례한다는 사실을 통해서 별의 절대 등급을 구할 수 있고, 이를 통해 별까지의 거리를 알아낼 수 있다.

또한, 마찬가지로 겉보기 등급과 별의 거리를 알고 있다면, 절대 등급을 구할 수 있다. 세페이드 변광성등과 같이 규칙적인 밝기 변화를 보이지 않는 일반 별이나 천체들은 연주시차법이나 허블 상수를 통해 거리를 가늠한 후, 그를 통해 절대 등급을 구할 수 있다.

3 1등성 목록

밤하늘에서 겉보기 등급 1등성 이상의 밝기를 가진 항성은 총 21개가 있다.

명칭학명위치겉보기 등급
시리우스α CMa큰개자리-1.46
카노푸스α Car용골자리-0.74
알파 센타우리α Cen센타우루스자리-0.27[2]
아크투루스α Boo목동자리-0.04[3]
베가α Lyr거문고자리0.03
카펠라α Aur마차부자리0.08
리겔β Ori오리온자리0.13
프로키온α CMi작은개자리0.37
베텔게우스α Ori오리온자리0.42[3]
아케르나르α Eri에리다누스자리0.46
하다르β Cen센타우루스자리0.60
알타이르α Aql독수리자리0.76
아크룩스α Cru남십자자리0.81
알데바란α Tau황소자리0.86[3]
안타레스α Sco전갈자리0.91[3]
스피카α Vir처녀자리0.97
폴룩스β Gem쌍둥이자리1.14
포말하우트α PsA남쪽물고기자리1.16
데네브α Cyg고니자리1.25
베크룩스β Cru남십자자리1.25
레굴루스α Leo사자자리1.40

한편, 태양계 주요 천체의 겉보기 등급은 다음과 같다. 최대 밝기 기준.

  1. 고작이라고 표현되어 있긴 하지만 절대등급이 4.8인 태양의 밝기는 전 우주 상위 1%정도 된다. 우주에 있는 대다수의 별들이 태양 질량의 40% 이하인 적색왜성이기 때문.
  2. 이중성의 밝기를 합친 것
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 변광성