按照恒星的明亮程度,把它們分成等級,叫做星等。星等這個名詞,在應用中有它特殊的含義。它隻是關於恒星亮度的比較標準,而與恒星本身的發光量完全無關。有許多恒星,看起來似乎很小也很暗淡,但是實際上,它們有巨大的體積,超過了天空某些最亮的恒星。所以,恒星的實際星等和目視星等之間並沒有簡單的關係,也就是說,恒星的劃、和它的亮度之間不是簡單的比例關係。
星等這個名詞的應用,在早期天文學中就確定了。在發明望遠鏡之前,在已有其他方法判斷恒星的大小之前,恒星的等級是按照肉眼所見的情況來確定的。有些星用肉眼看來似乎是最大最亮的星,因而設想它的實際情況也是如此,就把它叫做1等星;其次的叫做2等星,再其次的叫做3等星,依此類推。把全部肉眼可見的恒星,按照它們的明亮程度分為6個星等。近代天文學家發現這個描述恒星的方法很方便,因而繼續使用,對各個星等的亮度進行了比較分析,並根據同一原則來描述用望遠鏡觀察到的恒星,星等增加到20多個。
這種分等方法,自然帶有一定的任意性。因為全天空中的亮星,從最亮的天狼星到僅能看得見的暗星的恒星之間,它們的亮度等級各不相同;如果就精度而言,我們既可以把可見恒星分為6個星等,同樣也可以分為印個星等。此外,一般的觀察者,隻憑肉眼取得的不甚準確的測量結果,要從所接受的全部星光中,把某一個星等中的暗星同次一個星等中的亮星區別開來,確實是不容易的。肉眼觀察是古代的天文學家確定恒星等級的唯一方法,在各個星等的亮度分界線上,往往有不同的意見。作為1等星的分界,就有14個到20個之多,其他較低一級的星等,就更難得一致了。
現代的天文學家仍保留這個古老的分等方法,並根據精確的光學測量,按照各個恒星的亮度,盡量使之係統化。所采用的儀器叫做光度計,用極精細的分劃,測定恒星的亮度等級。由於光度計的應用,已經測定了全部肉眼可見星的亮度,並按照亮度編製成星表。現代的光電光度計有很高的精度和靈敏度,它所允許的亮度等級分劃,小到隻有一個星等的千分之一。
進行這種測量,天文學家采用了一些標準光量,作為劃分星等的基本尺度,以比較每顆恒星的光量,再用這個標準來決定恒星的亮度等級。在哈佛光度表中,北極星最早作為比較亮度的標準星。它是大家都知道的1顆明顯而重要的恒星,長期以來被認為是1顆2等星,直到今天仍然用它來概略地估計恒星的亮度。可惜北極星的亮度有極微小的變化。把這個亮度標準用來比較暗弱的星等,就給北半球的可見恒星提供了一個比較的標準,天文學家已經在北極星附近很準確地測定了一些恒星的亮度,編製出了一個北極星序表。現在當天文學家需要決定天空中某些恒星的亮度時,隻要小心地轉動光度計對準北極星序中的任何1顆恒星,然後再核對他的測量結果,使之符合星等標準就可以了。
可以設想,如要測定恒星的星等,就必須要有一顆亮星作為基礎或標準,才能對其他恒星進行比較和分等。在采用精密儀器作恒星分等以前,這種標準星大概早就有了。如幾百年以前編製的恒星分等,與現代天文學家用光學分析的方法所得出的結果相比較,並沒有多大的出入。
用光度計測量出來的星等,每個星等又按亮度分為10個分位,用小數表示。例如,某顆星的星等是2,則亮度略小於它的就是2.1,依此遞減,以至2.9,再暗弱一點的星,它的星等就是3。這就是說,在同一個星等中,小數愈大,星等就愈低;在不同的兩個星等中,星等數字愈大,星的亮度就愈暗弱。
對於一般的觀察者來說,隻要確切地知道某顆恒星是1等星,還是2等星或3等星就足夠了。至於更精確的10分位數上的亮度差別,隻有對那些認真鑽研的學生才有用處,對於一般的讀者就沒有必要了。在近似地估計星等時,通常采用如下的方法:每個星等的分位數以0.5為界,在0.5以內的分位數並人整數等級,在0.6以下的分位數並人下一個整數等級;例如0.6~1.5的星,都叫做1等星,1.6~2.5的星,都叫做2等星,其餘類推。
但是,21顆最亮的恒星,它們的亮度都超過1.5等星,其中大部分的亮度超過1.0等星,天文學家為了克服這個困難,並能更準確地表明恒星的亮度差別,在1.0等之外,再加一個0等,比0等還亮的星則引用負數,例如最亮的天狼星的星等就是-1.46,南十字α星、角宿一、心宿二等南半球的亮星,幾乎都是確切的1.0等星。有5顆亮星的星等小於心宿二,有12顆亮星的星等是在南十字α星和天狼星之間。
依照最新的光電測量結果,21顆最亮恒星的目視星等如下: