uBVI 测光系统 I：动机、实现与定标

本文描述了一种基于 CCD 的测光系统的设计原理，该系统针对地基测量恒星能量分布中巴尔末跳跃的大小进行了高度优化。结果表明，在常用的紫外滤光片中，Thuan-Gunn u 滤光片对此目的最为有效。该滤光片与标准的 Johnson-Kron-Cousins B、V 和 I 波段相结合，构成了 uBVI 测光系统。使用模型恒星大气根据有效温度、表面重力和金属丰度等基本恒星参数对 uBVI 系统的颜色-颜色图进行定标。u-B 指数对 log g 非常敏感，但也对 [Fe/H] 敏感。结果表明，定义为 (u-B)-(B-V) 的 Str"omgren c_1 指数的类似物对金属丰度的依赖性要小得多，但仍然对 log g 敏感。通过合成测光计算确定了星际红化对 u-B 的影响，并给出了处理平场、大气消光、u 滤光片红漏和测光归算的实用建议。uBVI 系统在探测年轻（黄超巨星）和年老（后渐近巨星支星）星族中的高光度恒星、将这两种类型的恒星用作标准烛光以高效测量河外距离，以及探索球状星团中的水平分支方面具有广泛的应用前景。在许多恒星应用中，它可以有效地替代经典的 uBVI 系统。本系列论文 II 将介绍 uBVI 系统的一个经过良好定标的标准星网络。