2019-12-06-目视深空的影响因素

讨论了面状天体的星等与表面亮度的关系

表面亮度计算器：

http://www.users.on.net/~dbenn/ECMAScript/surface_brightness.html

M33总体星等比 M38 要亮（或者差不多），但 M33 表面亮度低，其实更不好观测。所以，很多七等的星团，你用镜子轻松就能看到，但 M101 这样的星系，就够你喝一壶的了，因为表面
亮度低。

Jon Isaacs

对于DSO，表面亮度是可见度容易程度（有时甚至可能性）的更重要指标。

Tony Flanders

在完全暗的天空，total brightness (a.k.a. magnitude, total magnitude, or integrated magnitude) 是迄今为止一个DSO的能见度最好的单一指标。

尽管有一些例子是，星等高的比低的更看不见，但这只是小部分。

但是在黑暗的天空下，物体的光线会散布在很大的区域上，这一事实并不一定是一个障碍。实际上，有时它可以使它更加可见。

在光污染严重的天空下情况完全不同。在那里，表面亮度的重要性就大大提高了，因为一旦物体的光线充分散开，背景光就可以完全淹没它。但是，即使在最恶劣的天空中，我仍然发现总大小比表面亮度更可靠地预测可见性。当我按可能看到的目标对目标进行排序时，我首先按总亮度排序，然后才按表面亮度排序。

Starman1

我一直在研究星系的“能见度指数”，这已经有好几年了。

如果您选择最亮的一万个星系，并按总综合量级Total Integrated Magnitude（TIM）对其进行排名，则在前100个星系中会看到很多微弱的星系。很多亮，但有些不是。大型微弱星系的整体亮度可能很高（例如M33）。

如果将“表面亮度Surface Brightness（SB）”作为排名，您会发现很多非常小的星系排名前100位，并且该排名也不起作用。

如果您使用的是Vaucouleurs的第三参考目录（aka RC3），其标题为m’_e，则该列是银河系中最亮的50％的平均表面亮度（通过使用每平方秒弧度25来确定）作为最大程度的等渗线并找到峰值亮度的大小，然后从中位数m’开始，然后根据亮度找出上半部分的平均表面亮度），然后从中得出一个等级还会发现最亮的100个包含许多微小的微弱星系。这个对我来说是最大的希望，因为最亮的那一半的可见度应该与我们在望远镜中看到的相吻合，或者我想。

有人建议我将TIM分为m’_e图，这将使我得到最亮的SB与总亮度的比率。随着m’_e值变大，比率将增加，这意味着银河将变得更加可见，因为其最亮的一半将更亮。随着m’_e的缩小，该比例将缩小，这意味着最亮的一半亮度将降低，而银河系将更难看见。

不幸的是，这个比例也不起作用。这导致许多非常小的星系在可见度指数中排名很高。

因此，几年后，我又回到了这一点：一般来说，近距离星系比遥远星系更容易看到。也有例外：很难看到小的银河卫星星系，而很容易看到处女座星团中遥远的巨大椭圆形。例外情况是，表面亮度是确定可见度的决定因素。

较远的星系较弱且较小，因此较难看到。即使这样，面对表面的星系，面对边缘的星系总是比边缘边缘的星系更难看。

因此，您不能忽略TIM。您也不能忽略SB。但是，如果两者都知道，您最终将能够事先弄清楚是否可以看到它。
这不是一个简单的答案，但是比只看TIM或SB更现实。

Eddgie

换句话说，您正在查看的是对象发出的总光的总和，而不只是单个点发出的光。因此，来自Mag 7 DSO（例如，球状星团）的光总量将与单个Mag 7星相同。现在，将单个恒星的光散布到球状星团的整个区域，您可以想象它会显得多么暗淡。如果您将几百颗Mag 13恒星聚集在一起，则表面亮度可能为Mag 7。

都是很好的信息，但是天空亮度和望远镜的分辨强度也将是物体消光的一个因素…基本上，天空（SQM或Bortle）的背景比您尝试看到的物体更亮。就像看着后面有聚光灯的蜡烛。您可以通过查找天空的极限幅度来计算物体的消光[ https：//www.skyandte...dark-sky-scale/]以及望远镜的分辨强度是多少...因此，如果您试图获取7级的物体，则您所拍摄的是相当黑暗的天空，其极限值为11级，并且您的范围可以降至13 mag你很厉害！另一方面，如果您试图在“明亮”的天空中获得11级的物体，其极限幅度为9，那么即使将范围降低到14 mag，您还是不走运…并且如果您要在13个极限大小的黑暗天空中寻找同一物体，但您使用的示波器只能降到10 mag，那么再次运气不佳…

choward94002

大多数天文馆软件都可以让您获得天空亮度值和范围信息；您可以在Internet上获得您所在位置的Bortle / SQM，从而可以在天文馆软件中告诉您哪些东西可以用齿轮看到，哪些物体看不到，也可以从您的位置看到…

正如其他人指出的那样，这就是为什么寻找黑暗的天空以使对比度更高（因为被摄对象与天空有所区别）而您会看到更多的原因。在严重的光污染中，您绝对会错过与单点光源对象（星形）一样明亮（无论如何总表面）的DSO，因为在散布点（DSO）上相对于鲜明点（星形）的对比度下降了。

MalVeauX

例如，我在一个绿色区域，并且配备了肮脏的廉价G＆G GoScope 80（80mm F4.3消色差双色折射镜）和G.Opitics 20mm 72 *目镜，我可以看到46P / Waratane彗星没有问题，与M45附近的恒星和其他物体以及一些大型彩色恒星相比，它很容易被发现为弥散DSO。足够明亮，我什至不需要暗适应。那是黑暗的天空和轻污染的天空之间的区别。

极限星等与光污染：

Bottle	Mag Naked	Mag 32cm
1	7.6至8.0	17.5
2	7.1至7.5	16或17
3	6.6至7.0	16
4	6.1至6.5	15.5
5	5.6至6.0	14.5至15
6	5.5	14.0至14.5
7	5.0	< 14
8	4.5	13
9	4.0	?

https://www.cloudynights.com/topic/69893-visibility-index-for-galaxies/

虽然目视星系的可见度的评判似乎是一个多因素问题，不过国外确实有成熟的参考方案：明亮星系参考目录，也叫做RC3

RC3具有成功描述许多星系在大范围观测中的平均亮度的潜力。但是，作为可见度指标，效果不佳。尽管在处理一组明亮的星系方面取得了成功，但它未能预测星系的可见性，尤其是明亮的星系。

目标是为业余天文学家创建所有星系的能见度指数。在有人提出一个可行的公式之前，我有一些建议：

1.查看对象的总积分幅度。如果银河系很小，那么您无需再看了。但是如果星系很大，比如说5’或更大，那么……..
2.查看星系的表面亮度（或进行计算）。使用该图来确定星系的微弱区域在您的范围内是否可见。这将有助于您了解范围的极限-您可以通过寻找星系并找到或不找到它们的经验来获得这一点。只要注意文学中许多星系的位置是错误的（尤其是对于较暗的NGC而言），因此如果找不到该星系，请不要相信您所读的内容。我建议转到www.ngcic.org上的数据文件，并查找（或下载）正确的位置，以查看未找到对象是否意味着看不到对象或在错误的位置查看。
3.使用RC3的m’_e字段与SB图进行比较，以查看正常SB图和最亮的50％之间是否存在较大差异。
4.看很多星系。我从90年代初开始的“淡”表示可能会在今天被评为“明亮”。经验使微弱的东西更明显。
5.做笔记。随身携带便签纸，应对以下问题，并在便笺中全部回答。最终，您将不需要卡。在那之前：
•什么形状？（圆形/椭圆形/双凸透镜/非常扩展/奇数）
•亮度是多少？（非常明亮/明亮/中等/淡/非常淡/超淡）
•尺寸是多少？（V.Lrg / Lrg / Average / Sml / V.Sml / VV.Sml）
•方向是什么？（面朝/边沿/介于两者之间）
•核心是什么形状？
•核心位于哪个轴上？
•原子核是什么形状？
•是否有重叠的星星？
•领域如何？丰富/平均/稀疏
•附近是否有同伴？
•边缘定义如何？一侧的扩散/锋利度-描述
•核心是否比外围区域明亮得多？
•是否有任何出色的功能或细节？描述。

根据我的经验，即使是新手，如果回答这些问题，也经常能看到很多细节。

从长远来看，您将不需要可见性索引。同时，您可以根据自己的经验随意创建自己的规模。让“多云之夜”的所有成员知道您所找到的内容。并且知道我们中有些人还在努力。但是RC3不是吗。唉。

唐·彭萨克（Don Pensack），洛杉矶。

其他公式：

星系面积/ RC3

area / RC3 ^ 2

平均表面亮度（m’_25）和m’_e

差异将是亮度的50％水平与最亮的50％的平均表面亮度之间的差异。

差异将是亮度的50％水平与最亮的50％的平均表面亮度之间的差异。 
一个例子是一个星系，其最亮的方弧秒为15级，平均数为20。较亮的一半的平均亮度可能为17.5级（具有明亮的核），其差为+2.5级。 
相反，峰值为18的星系可能相差+1.75，因此很难看到。

Tony

我认为此分析的一个问题是，您使用的“可见性简化”一词意味着许多不同的含义。这就是为什么您从前十名列表和众多星系列表中获得不同结果的主要原因。

根据您对所选10个的评分，我被认为是：

1. M31
2. M32
3. M104
4. M81
5. M82
6. NGC 253
7. NGC 4565
8. M110
9. M74
10. NGC 891

我无法想象以这种顺序对它们进行评级-既不通过任何仪器也不在任何天空条件下对其进行评级。但是我的订单取决于仪器和天空条件。我将NGC 253排除在外，因为它在42N纬度下足够低，无法使结果偏斜，并给其他9个评分。这是我的10x30双筒望远镜在中等黑暗的天空下遇到的困难：

1. M31
2. M81
3. M82
4. M110
5. M104
6. M32
   NGC 4565不知道可见的
   M74和NGC 891是否绝对不可见

这里，小尺寸（或者，如果您愿意，高表面亮度）对M32和M104不利，因为限制因素之一是以便在低10倍放大率下将星系与恒星区分开。

在相同条件下使用我的70mm折射镜，前六名可能都保持不变，其次是NGC 4565和M74。我认为NGC 891在70毫米范围内超出了我的能力范围。

通过我7英寸高的城市空中Dob（在SQM中大约为每平方秒mag 18.0 mag），M110的“轻松”等级将下降：

1. M31
2. M81
3. M82
4. M32
5. M104
6. NGC 4565
7. M110
8. M74非常困难
9. NGC 891绝对不可见

这里发生了什么？我建议您最初对10个选定星系的排序实际上是任意的。实际上，这些星系在黑暗的天空下都是大型望远镜的展示品。比较完全不费力的事情的“轻松”是没有意义的。因此，您试图推断三种完全不同的难度：

1.对于一个经验丰富的观察者，在天空晴朗的情况下，使用小型望远镜，这将有多难？
2.对于经验丰富的观察员来说，在使用大范围观测镜的严重光污染下，这将有多难？
3.对于一个从未见过银河的人来说，这会有多困难？

问题1可以通过使用100mm的折射镜并将其掩盖直到所讨论的星系不可见来进行严格的探索。我建议结果将非常与总积分强度相关。

问题2是您要在洛杉矶回答的问题在这里，您必须格外小心，因为在城市地区，天空的不同部分可能会非常不同。在最佳方向上，天空亮度通常比天顶高30度，比天顶大1 mag，而在最差方向上，天空亮度在30度时大2倍。如果查看弗拉格斯塔夫火星山的布莱恩·斯基夫（Brian Skiff）的数据（按任何正常定义，这的确是城市），您会发现最佳方向和最差方向之间的偏差更大。

无论如何，当天花是限制因素时，在整个方程式中，表面亮度的权重*高得多。

至于经验不足是限制因素，我想这就是您要尝试达到的限制因素，它也可能会更重地权衡表面亮度。即使在相当好的天空条件下，对于初学者来说，M33确实确实有点难以看清，这仅仅是因为这不是他们所期望的。但是一旦他们获得了“银河系的眼睛”，它就会变得异常容易。

我想这里的教训是，所有初学者都不一样-也不是所有有经验的观察者。就像经验丰富的观察者一样，初学者能见度的高低将在很大程度上取决于限制因素是光圈还是天空亮度。

由于绝大多数美国人居住在郊区，而且初学者不太可能去很远的地方进行观察，因此可以肯定的是，天空亮度是大多数初学者的主要因素。

Starman1

托尼是对的。星系能见度的排名将在很大程度上取决于几个因素。

如果仅仅看一下银河系存在的尺度，那么中心的峰值亮度将是最重要的因素。M31会排在所有列表的首位，因为通常情况下它很容易用肉眼观察，否则很容易用很小的光学辅助设备（例如6x30取景器）。

如果以看到星系的程度或大小为标准，则将首选较浅的亮度梯度，这将使较小的边缘星系出现在列表顶部附近。

RC3的m’_e图似乎提供了所有世界中最好的，因为它仅描述了每个星系中最亮的一半，并且通过提供那一半的平均值，可以直接告诉我们亮度如何，因此可见度如何，最亮的一半是（平均也会考虑峰值亮度）。但是，使用这个数字，星系排名并不符合任何人的最亮物体列表，除了前100名外，几乎所有被认为是亮星系的星系都没有。

Magnitudes per square arc second (MPSAS)

公式不行了，考虑枚举吧：

https://clarkvision.com/visastro/appendix-e.html

但是，正如他的书中所述，MPSAS并不完美，因为它无法捕获DSO的分散指数。对于积分强度相同的两个星系，有些星系的核心明亮；其他则是内核较弱而磁盘较亮。

在_Visual_中，Clark通过添加夜空的背景亮度以产生对比度指数（在附录E的脚注中进行了描述）来进一步开发他的可见性模型。然后，他将人眼和望远镜性能的反应因素考虑在内，以得出他的最小检测幅度（MDM）指数。

对于个人观测电子表格目录中的粗略计划前的星系可见性指数，我计算了对象的MPSAS，使用“天空质量仪”测量了夜空的MPSAS，然后让电子表格计算了粗略的对比度指数。然后，我使用递减的对比度索引来整理夜晚对象的列表，直到找到当晚的真实极限为止。

我使用此技术的经验是，如果物体与夜空之间的对比度略小于负值，则可能看不到。（这忽略了小光圈的问题，即小于5英寸。）

对比度大致反映了银河系的两个特征，其中积分量仅捕获了一个：（1）大小与（2）亮度之间的关系。当平均亮度分布在较大区域上的相同积分大小的星系不可见时，可能会看到平均亮度浓缩到小盘中的明亮星系。

Clark方法的这种变体与MDM一样具有不精确性：目录中的数据不能捕获对象内的分散。某些星系可能在磁盘中具有明亮的核心且光线很少，因此您可以看到明亮的核心具有较小的孔径。其他星系的光线可能会散布到磁盘中，核心会变暗，并且不会在小孔径中对准。

使用对比度指标作为指导，我在正确排序M57，M83和M84的可见性时遇到问题。基于一个人的夜空知识，一些基于经验的调整是不可避免的。

对象内的分散仅仅是任何基于目录的星系可见性指标的内置限制。这同样适用于任何综合量值法则。该特性只是未在可用目录数据中捕获。也许当数据改善时，算法也可以改善。

Clark的MDM或ODM索引已内置在Rodham的Astroplanner等一些流行的观测程序中。

活动链接：

Astroplanner主页

Astroplanner包括ODM算法的完整实现，该算法还考虑了光圈的影响-对于使用小于5英寸光圈的用户。（在今天的网上冲浪中，我无法找到Mel Bartel的Clark的ODM算法的DOS实现。我仍然可以将该副本复制到硬盘上的某个位置。- ）

星系可见性指标问题的另一半是所应用的光圈。小型内窥镜不会聚集那么多的光，而不会看到大型内窥镜。对于简单的规则计划，可能会使用我从个人观察电子表格中假脱出的图表。对于692个星系，它将按大小和综合大小对星系进行分组：

活动链接：
表-按大小对银河大小进行计数N = 692

文本链接：

http：//members.csolu…alaxyDistrTable

通过在良好黑暗条件下对几个星系进行测试在天空中，可以根据亮度和尺寸为一个人的典型光圈确定能见度的界线。

克拉克网页上通过孔径和大小对星系可见性进行动画处理的gif图像中的故事-

活动链接：

Clark Aperture v放大动画gif图像

文本链接：

http

://www.clarkvision.com/visastro/-Canopus56

我的个人业余观察者电子表格在Excel中内置了3100个对象（13.1Mb），并且内置了对比度索引（但不是MDM）：

活动链接：

我在Excel中的个人观察DSO电子表格-主页

文本链接：
http：//members.csolu…dhtProject.html

请参阅工作表：MainCatalogue列：K-“ B_mpsas”和L-“ CI_extended”

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程序

Astroplanner