清晨推開(kāi)窗,陽(yáng)光灑在臉上;夜晚仰望星空,月亮反射著太陽(yáng)的光芒。我們?cè)缫蚜?xí)慣太陽(yáng)作為地球的 “超級(jí)燈泡”,但你是否想過(guò):如果有一天人類(lèi)駕駛飛船遠(yuǎn)離地球,太陽(yáng)會(huì)不會(huì)變成一顆普通星星?甚至…… 徹底消失在我們的視野中?一起來(lái)看看當(dāng)我們遠(yuǎn)離地球,太陽(yáng)是如何一點(diǎn)點(diǎn)變成一顆肉眼不可見(jiàn)的恒星,消失在我們的視野中的。
我們先來(lái)看看太陽(yáng)究竟有多亮?太陽(yáng)內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的能量以光子作為載體,通過(guò)輻射的形式散發(fā)到宇宙空間,照亮了地球和太陽(yáng)系其他天體。在天文學(xué)中,描述天體真實(shí)發(fā)光能力的物理量是光度。它指的是恒星或者其他天體在單位時(shí)間內(nèi)(秒)通過(guò)電磁輻射釋放的總能量,單位為瓦特(W)。瓦特這個(gè)單位我們很熟悉,它也是衡量電器功率的單位。例如,一個(gè)電燈泡的功率為 100 瓦,而太陽(yáng)的光度為 3.86×102?瓦特。
這是什么概念呢?太陽(yáng)每秒釋放的能量相當(dāng)于引爆 900 億顆百萬(wàn)噸級(jí)氫彈的總能量,足夠人類(lèi)使用 50 萬(wàn)年以上。我們的地球遠(yuǎn)在 1.5 億公里之外,只接收到了太陽(yáng)輻射能量的 22 億分之一。也就是說(shuō),地球每秒鐘接收的太陽(yáng)能量約為 1.74×101?焦耳。這相當(dāng)于 3200 顆廣島原子彈爆炸釋放的能量??梢?jiàn),太陽(yáng)釋放的能量是多么驚人!
地球是太陽(yáng)系中由內(nèi)而外的第三顆行星。在地球上,太陽(yáng)的視星等達(dá)到了 - 26.74,是晚上滿(mǎn)月亮度的 40 萬(wàn)倍,亮得讓人無(wú)法與之對(duì)視。那么在太陽(yáng)系其他行星那里,太陽(yáng)會(huì)有多亮呢?我們把它們那里太陽(yáng)的視星等和地球上的比較一下,就知道了。
水星到太陽(yáng)的平均距離約為 5790 萬(wàn)公里,是距離太陽(yáng)最近的行星。在水星那里,太陽(yáng)的視星等約為 - 29.3,大約是地球上太陽(yáng)亮度的 10 倍。而當(dāng)我們來(lái)到地球軌道外側(cè)的火星那里時(shí),太陽(yáng)的視星等已經(jīng)變成了 - 25.4。它只有地球上太陽(yáng)亮度的 30% 左右了?;鹦巧系奶?yáng)看上去已經(jīng)不那么刺眼了,我們甚至都可以偷偷瞄它幾眼了!
我們繼續(xù)遠(yuǎn)離太陽(yáng)!來(lái)到木星那里,太陽(yáng)的視星等約為 - 23.1,只有地球上的 4% 了。而到了土星那里,太陽(yáng)的視星等約為 - 21.8,亮度只有地球上的 1% 了。在八大行星中離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的海王星那里,太陽(yáng)的視星等則降到了 - 19.3。它只有地球上太陽(yáng)亮度的 1‰了。并且在海王星那里,太陽(yáng)的角直徑只有 0.017°,就跟我們?cè)诎砜吹降慕鹦且粯哟笮×?。這也許會(huì)給我們?cè)斐梢环N錯(cuò)覺(jué):在海王星那里,太陽(yáng)已經(jīng)十分昏暗,不足以照亮海王星了。然而,海王星那里的太陽(yáng)仍然是滿(mǎn)月亮度的 440 倍,照亮海王星的表面完全沒(méi)有問(wèn)題!
隨著我們離太陽(yáng)越來(lái)越遠(yuǎn),它變得越來(lái)越昏暗。當(dāng)我們來(lái)到距離太陽(yáng) 1 光年的太陽(yáng)系邊緣時(shí),太陽(yáng)的視星等已經(jīng)變成了 - 2.47。它已經(jīng)和晚上的木星一般亮了。顯然,太陽(yáng)是無(wú)法照亮太陽(yáng)系邊緣地帶的,它只能依靠自己強(qiáng)大的引力維系著這個(gè)龐大的太陽(yáng)系帝國(guó)。
隨著我們遠(yuǎn)離太陽(yáng)系,視野中的太陽(yáng)也開(kāi)始逐漸融入到浩瀚的星空背景之中,它變得不再那么與眾不同。當(dāng)我們遠(yuǎn)離太陽(yáng)大約 4.22 光年時(shí),便來(lái)到了離太陽(yáng)最近的恒星鄰居 —— 比鄰星那里了。比鄰星是一個(gè)三合星系統(tǒng)。雖然比鄰星是一顆肉眼不可見(jiàn)的紅矮星,但是比鄰星的另外兩個(gè)伙伴是肉眼可見(jiàn)的,它們叫做南門(mén)二。相傳他曾經(jīng)為鄭和做過(guò)航海導(dǎo)航。
南門(mén)二中的南門(mén)二 A 是一顆和太陽(yáng)非常相似的恒星,是一顆 0 等星。因此,如果你在夜晚看到了南門(mén)二,就仿佛看到了 4.22 光年外的太陽(yáng)一般。從這里看太陽(yáng),它和天上那些眨眼的星星還有區(qū)別嗎?
天狼星是夜晚最明亮的恒星,其視星等為 - 1.47。如果我們?cè)谔炖切悄抢锘赝h(yuǎn)在 8.6 光年之外的太陽(yáng),它變成了一顆亮度跟北極星一樣的 2 等星了。
當(dāng)我們遠(yuǎn)離太陽(yáng) 32.6 光年時(shí),太陽(yáng)的視星等變成了 4.83,已經(jīng)十分黯淡了。在一些光害嚴(yán)重的地方,夜晚這樣暗淡的星星是無(wú)法看到的。之所以要提及 32.6 光年這個(gè)距離,是因?yàn)樗翘煳膶W(xué)家測(cè)量恒星真實(shí)發(fā)光本領(lǐng) —— 絕對(duì)星等的地方。在這個(gè)距離上看到的太陽(yáng)視星等就是它的絕對(duì)星等。如果把天狼星放在這么遠(yuǎn)的地方,從地球上看它的視星等為 1.42。所以,天狼星的真實(shí)發(fā)光本領(lǐng)是強(qiáng)于太陽(yáng)的,是太陽(yáng)的 23 倍。
那么當(dāng)我們遠(yuǎn)離太陽(yáng)多遠(yuǎn)時(shí),太陽(yáng)就變成了一顆肉眼可見(jiàn)極限的 6 等星呢?答案是 56 光年。如果超過(guò)了這個(gè)距離,我們只憑借肉眼就再也找不到這顆給我們帶來(lái)光明和溫暖的恒星了。從這里回望太陽(yáng),你敢相信我們就在那里嗎?然而,56 光年的距離對(duì)于直徑 10 萬(wàn)光年的銀河系來(lái)說(shuō)又算得了什么呢?你是怎么看的?一起聊一聊吧!
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