今回は「星の等級」について解説していきます。

星の等級というのは、星の明るさを数値化する際に使われる概念です。この記事では、星の等級の定義や計算方法について解説します。また、星の等級を決定づける要素は一体何なのかということも学ぶぞ。今回は天文学について詳しく学んだことがない方であっても簡単に理解できるような説明をすることを心掛けたぞ。ぜひ、この機会に星の等級についての理解を深めてくれ。

環境工学を専攻している現役理系学生ライター通りすがりのペンギン船長と一緒に解説していきます。

ライター/通りすがりのペンギン船長

現役理系大学生。エネルギー工学、環境工学を専攻している。これらの学問への興味は人一倍強い。土壌、生態系、気象、地球温暖化について学んだこともある。

星の等級について学ぼう!

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夜空に輝く星やそれらが集まって出来ている星座は、その美しさで古い時代から世界中の人々の注目を集めてきました。そして、このようなことを背景にして、星についての学問である天文学も発展してきましたよ。天文学の中には様々な理論が含まれますが、今回はその中から星の明るさを表す『等級』を話題に選びました

以下では、星の等級の考え方や定義について述べます。また、等級の大小は何によって決まるのかといった発展的な内容も学びますよ。説明の中には、少々難しい数式や言葉が登場しますが、その都度それらの意味を解説します。ですから、見慣れない用語などを目にした場合も、あきらめずに記事を読み進めてみてくださいね。それでは早速解説を始めます。

星の等級とは?

星の等級とは?

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一言で表現すれば、星の等級は星の明るさを表す階級です等級の値が小さくなればなるほど、その星の明るさは大きくなります私たちが肉眼で観測できる星の等級は6等星よりも値が小さい星だとされていますよ。この条件に当てはまる星は合計で約9000個存在しています。

次に、いくつかの有名な恒星の等級を紹介しますね。夏の大三角形を構成するデネブ・アルタイル・ベガはすべて1等星です。それゆえ、夏の大三角形は肉眼であっても発見しやすいのですね。夏の大三角形を見つけることができれば、はくちょう座・わし座・こと座などを芋づる式に見つけることができますよ。そして、冬の大三角形のシリウス・プロキオン・ベテルギウスも1等星です

また、動かない星として知られており、古い時代では航海の道しるべとして用いられた北極星ですが、これは以外にも1等星ではありません現在の北極星は2等星であることが知られています。ですから、都心部などの光が多い環境では、北極星を見つけるのは非常に難しいのです。

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星の等級の定義

星の等級の定義

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ここでは、星の等級の定義を数式などを用いて説明します星の等級の定義はイギリスの天文学者ノーマン・ロバート・ポグソンによって決められました。ノーマンは等級が5だけ小さくなると、明るさが100倍になるように定義しましたよ。つまり、等級が1だけ小さくなると、100(1/5)≒2.512倍明るくなります。

以上の事柄を数式で表現すると、m1-m2=-2.5log10(l1/l2)となりますよ。ここでmは天体の等級lは天体の光度を表しています。しかしながら、この定義では相対的な星の等級しか分かりません。そのため、星の等級を決めるためには、基準となる等級(ゼロ点)を決める必要がありますこの基準はベカの明るさを基準に決められていますよ

星の等級を学ぶ際に誤解しやすいこと

星の等級を学ぶ際に誤解しやすいこと

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星の等級について学ぶ際に、「等級と明るさは線形関係(一次関数の関係)にある」と勘違いしてしまうケースがよくありますよ。ですが実際は先ほど説明したように等級の大きさは対数スケールで表現されていますこの点は確実に覚えておきましょう

地震の規模の大きさを表すマグニチュードも全く同じ概念で定義されています。そして、星の等級を英語で表すとスターマグニチュードとなりますよ。地震の学問と天文学の間に意外な共通点があるのですね。対数スケールで定義される単位は、他に溶液の酸性度・塩基性度を表すpHなどがあります。この機会に対数スケールの考え方も理解しておくと、他の学問を学ぶ際に必ず役立ちますよ

等級を決めるための測定

等級を決めるための測定

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等級を決めるためには、星の明るさを正確に測定する必要があります。星の明るさを測ることを、測光と呼びますよ。測光が本格的に始められたのは、19世紀頃だとされています。当時は、人間の目による観測写真を用いた観測が行われていましたよ。これらの方法はどちらも欠点がありました。肉眼での観測では正確な数値を出すことが困難であり、写真での観測では光の波長によって感度の違いが出てしまうという問題がありました。

20世紀になると、以上のような問題を解決した光電効果を利用した測光器や冷却CCDカメラなどが誕生します。これらの機器は電気的な仕組みで動作しますよ。これらの機器を使用することで、統一的な尺度で光度を測定できるようになり、等級の決定も正確にできるようになったのです

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星の等級に影響を与える要素

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ここまでは、星の等級の定義や測定方法といった基本的な内容を扱ってきました。以下では、これらの知識を踏まえて、より発展的な内容の説明を行います。具体的には、星の等級に影響を与える要素についての考察を行いますよ

星空を見ると、強く輝いている星と弱々しく輝いている星の両方を発見することができますが、両者の違いは一体何なのでしょうか。今回は、星の等級に影響を与える2つの要素をご紹介しますね。先ほどまでの説明を思い出しながら、記事の続きを読んでみてください。

地球と星の距離

星の等級に影響を与える要素の中に、地球と星の距離があります星から地球に届く光は電磁波の一種です水面を伝わる波が減衰するように、宇宙空間を伝搬する光も減衰します。そのため、地球と星の間の距離が大きくなるほど、星の等級は大きくなるのです

また、星は四方八方に光を発しているので、星と地球の距離が大きくなるほど地球に向かって届く光エネルギーは少なくなります。遠くの星であるほど、地球が存在しない方向に拡散する光の量が大きくなるのですね。以上のような減衰と拡散という現象が存在するため、地球と星の距離が星の等級に影響を与えるのです

星の寿命

星の寿命も星の等級に影響を与えることがわかっています。一般に、寿命が短い星は光が青く、その光は強いとされていますよ。一方で、寿命が長い星は光が赤く、その光は弱いと考えられています。この理論に基づくと、寿命の短い星ほど等級が小さくなるということがわかりますよね

また、この性質を利用することで星の寿命を求めることもできます。実際、星団が何年前に誕生したかを推定する際には、その星団に属する星の等級と光の色を調査しますよ。星の等級に影響を与える要素には、星との距離だけでなく星の寿命も含まれることを覚えておきましょう

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星の等級について学ぶ意義

この記事では、星の等級の定義や計算方法について学びました。そして、その等級はどのような要素に影響を受けて変化するのかということについても考察しましたよね。このような事柄を知っておくと、星空を見上げた時に新しい感想が思い浮かんでくるかもしれません。

また、自分が住む街では、何等星までの星が見えるのかということを検証してみるのも面白いかもしれませんよ。ぜひこの機会に、星の等級のついて詳しく学んでみてくださいね。

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地学宇宙物理物理学・力学理科電磁気学・光学・天文学

3分で簡単星の等級!明るさとの関係は?定義や計算方法は?理系学生ライターがわかりやすく解説!

今回は「星の等級」について解説していきます。

星の等級というのは、星の明るさを数値化する際に使われる概念です。この記事では、星の等級の定義や計算方法について解説します。また、星の等級を決定づける要素は一体何なのかということも学ぶぞ。今回は天文学について詳しく学んだことがない方であっても簡単に理解できるような説明をすることを心掛けたぞ。ぜひ、この機会に星の等級についての理解を深めてくれ。

環境工学を専攻している現役理系学生ライター通りすがりのペンギン船長と一緒に解説していきます。

ライター/通りすがりのペンギン船長

現役理系大学生。エネルギー工学、環境工学を専攻している。これらの学問への興味は人一倍強い。土壌、生態系、気象、地球温暖化について学んだこともある。

星の等級について学ぼう!

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夜空に輝く星やそれらが集まって出来ている星座は、その美しさで古い時代から世界中の人々の注目を集めてきました。そして、このようなことを背景にして、星についての学問である天文学も発展してきましたよ。天文学の中には様々な理論が含まれますが、今回はその中から星の明るさを表す『等級』を話題に選びました

以下では、星の等級の考え方や定義について述べます。また、等級の大小は何によって決まるのかといった発展的な内容も学びますよ。説明の中には、少々難しい数式や言葉が登場しますが、その都度それらの意味を解説します。ですから、見慣れない用語などを目にした場合も、あきらめずに記事を読み進めてみてくださいね。それでは早速解説を始めます。

星の等級とは?

星の等級とは?

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一言で表現すれば、星の等級は星の明るさを表す階級です等級の値が小さくなればなるほど、その星の明るさは大きくなります私たちが肉眼で観測できる星の等級は6等星よりも値が小さい星だとされていますよ。この条件に当てはまる星は合計で約9000個存在しています。

次に、いくつかの有名な恒星の等級を紹介しますね。夏の大三角形を構成するデネブ・アルタイル・ベガはすべて1等星です。それゆえ、夏の大三角形は肉眼であっても発見しやすいのですね。夏の大三角形を見つけることができれば、はくちょう座・わし座・こと座などを芋づる式に見つけることができますよ。そして、冬の大三角形のシリウス・プロキオン・ベテルギウスも1等星です

また、動かない星として知られており、古い時代では航海の道しるべとして用いられた北極星ですが、これは以外にも1等星ではありません現在の北極星は2等星であることが知られています。ですから、都心部などの光が多い環境では、北極星を見つけるのは非常に難しいのです。

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