为什么不能平均两个星等
把一盏灯换成两盏同样的灯,接收面上的光会加倍。这种相加适用于光通量。星等却把光通量取了对数,让跨很大范围的亮暗能放在同一张图上;取过对数的数不能再当原来的光相加。
在波段内,用表示该星等系统的零点通量。绝对星等对应把光源放在10 pc处;它与波段通量之比的关系如下。
两个完全相同的分量给出双倍光,系统比任一分量亮约0.752575星等。这个数来自对数定义,不是恒星演化参数。配对后系统出生质量相加,光也相加;这并不意味着把两个质量的和送入单星表。质量加倍的一颗单星,有自己的结构与光度。
对应阅读:Kroupa (2001), On the variation of the initial mass function · Reyes et al. (2024), a precise M67 isochrone; native ISOA data
颜色要等三个波段各自算完
Lab使用G、BP和RP三个原生波段。每个分量都先查到自己的三项绝对星等,分别叠光,最后用BP星等减RP星等得到颜色。两个BP通量能相加,两个RP通量也能相加;BP与RP的零点不同,不能把两种无量纲通量比直接加成“总能量”。
用两颗具体的星算一遍。第一颗星的G、BP、RP绝对星等分别为4、5、3;第二颗为6、7.5、5。分别相加后,系统三项约为3.840270、4.896518、2.840270,颜色约2.056248。它不等于两个分量颜色的简单平均。
公开默认直接取98个许可节点上的原生星等。本地模型只在同一源阶段且质量顺序有效的区间内插值;两个端点阶段不同,就拒绝给那个连续质量补光。若一对中任一分量缺少支持,整个系统的完整三波段光会标为不支持。这个标志不是说那颗星物理上不发光。
对应阅读:Reyes et al. (2024), a precise M67 isochrone; native ISOA data · PARSEC/CMD3.8 official input help and phase labels · MIST official isochrone interface and user documentation
距离属于这个系统自己的位置
同一团星有一定深度。把观测者放在星团中心后方的固定方向,系统相对星团中心的位置有三个坐标。到观测者的距离由这三个坐标共同决定,不能只把中心距离拿来替每颗星。
这条关系叫距离模数:把同一个系统放远,接收光按距离平方减少,各波段星等增加同样的量。忽略额外消光时,距离改变亮度,不改变颜色。距离加倍,星等增加约1.50515。若还套了亮度限,变暗又会改变哪些系统留在样本里。
数据记录保留系统的三维位置、实际距离、分量身份和叠光结果。你在屏幕上看到的标记半径经过压缩,只是帮助看清光点;计算距离时用的是实际pc坐标,不是屏幕像素。
孔径是锥,不是穿过星团的圆柱
望远镜以一个角度范围接收天空。对同一视线,前后两层的实际横向范围略有不同。绿色环画在星团中心平面上,代表孔径锥的一截;它不会把三维选择变成一个固定半径圆柱。
半径约5 pc的投影位置、前向距离约1000 pc时,夹角约0.2865度。把孔径缩到0.2度会排除它;放到0.3度又会纳入它,前提是亮度也过限。这个改变不需要移动恒星或改变年龄。
下方径向图的横轴是到星团中心的投影物理半径,分别累加已建模系统数和它们的G视光通量。绿色竖线是孔径在中心平面上的半径,实际选择仍逐系统用上式算角度。它不是对每个深度都精确适用的径向截断。两条曲线都只统计有完整光度支持的系统。
把一份记录贯穿到底
现在可以追踪一个入选点:它包含哪些分量,分量各自用了哪个原生质量或插值区间,它们的G光怎样相加,系统位于哪里,实际距离是多少,最终为何通过或落选。同一批系统的身份和数值贯穿场景、颜色图与导出。
这些光度计算采用了几项具体假设。随机配对没有真实轨道,不包括相互作用双星;空间集中是指定的快照;星等限不是完整探测效率;真实观测还需要误差、混入成员与消光分布。模型能回答“给定这些假设会看到什么”,还不能直接反过来给真实星团的参数概率。
对应阅读:Reyes et al. (2024), a precise M67 isochrone; native ISOA data · Gaia DR3 documentation and archive