夜空中掛滿的那么多星星,到底離我們有多遠
在天氣晴好的夜里,我們抬頭仰望,整個夜幕之上點綴著很多星星,它們或大或小、或明或暗、或亙定或閃爍,在靜謐的夜空中為我們演繹著宇宙的奧秘。從我們的視覺出發(fā),這些星星好像都是掛在巨大的球形幕布上一樣,我們根本判斷不出來它們的距離。那么,這些星星,到底距離我們有多遠呢?
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我們看到的星星其實是光線對眼睛的刺激
能夠引起我們視覺感應的基本要素,除了眼睛的視網(wǎng)膜上擁有視錐細胞、視桿細胞,能夠產(chǎn)生光線刺激信號之外,最關鍵的因素,還是外界物體能夠發(fā)出或者反射光線,無論距離的遠近還是亮度的大小,只要是光線能夠達到人眼的可分辨極限,就能夠被人眼所識別。
而人眼是否可以識別光線的刺激,則是由人眼生理結(jié)構(gòu)所帶來的生理極限狀態(tài)所決定,比如人眼識別外界物體,需要處在最小的可視角度、最低的光線強度之上,而這兩個極限標準,則都由物體本身的大小、發(fā)光(反射)光的能力以及與我們之間的距離有密切關系。距離越遠、發(fā)光體越小、絕對亮度越小的星體,在地球上就越不容易被人們觀察到。
除此之外,我們在地球上觀察地外天體時,由于眼睛接收到的光線,需要走過從發(fā)光體本身到地球表面這一段很長的距離,其間會受到各種因素的干擾,比如星際物質(zhì)對光線能量的吸收、反射和折射等,特別是進入地球大氣層之后,無論是氣體分子,還是充斥在空氣中的懸浮顆粒、氣溶膠等雜質(zhì),都要比星際空間多得多,而且空中有時還有厚度不一的云層,所以對光線的吸收和反射、折射等作用更為明顯,對光線能量的削弱更為突出。所以,天氣晴朗、氣流穩(wěn)定、無空氣污染、沒有其它燈光干擾,具備這些條件的地方,才是夜間觀星的理想?yún)^(qū)域。
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肉眼能夠看到多少顆星星?
【夜空中掛滿的那么多星星,到底離我們有多遠】在地球上,人眼理想狀態(tài)下也是多只能看到20公里以內(nèi)的區(qū)域,再遠的地方,那里的物體所發(fā)出(反射)的光線,在傳播到人眼之前,已經(jīng)在大氣層中衰減殆盡了。而來自地外的天體,它們所發(fā)生或者反射的光線,在到達人眼之前,其實絕大部分的路程都是在星際空間里穿過的,在這些空間里,雖然也會發(fā)生光線能量的衰減,但是與地球大氣層相比,衰減效應簡直可以忽略不計。
人們根據(jù)肉眼所能看到夜空中的星星情況,繪制了天球星圖,并且將星圖劃分為88個星座,其中南部天空有46個星座、中部跨天球赤道天空有13個星座、北部天空有29星座。標記在這些星座中的星星,其相對亮度的對應的視星等都在6等以上,因為人眼能夠看到的最暗星星的相對亮度,所對應的視星等就是6等。在天球星圖中,0等及更亮的6顆、1等星14顆、2等46顆、3等134顆、4等458顆、5等1476顆、6等4840顆,總共有7000多顆。
以上是理想狀態(tài)下人眼所能看到的星星數(shù)量,而實際上受各種因素的影響,我們用肉眼很難全部將它們盡收眼底,特別是6等星的那些,有一半以上我們可能都無法穩(wěn)定地進行觀測到或者很難看到,所以,現(xiàn)實狀況下我們用肉眼,能夠看到的星星數(shù)量,大約在4000-5000顆。
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這些星星距離地球都有多遠?
在我們能夠看到的星星里,有很少很少一部分是依靠反射太陽光而發(fā)光的,這些星星就是太陽系的其它各大行星以及月亮,正因為是反射的光線,所以光線的能量密度很低,光線的強度也不怎么大,只是由于它們距離地球相對很近,才顯得看上去比較亮而已,比如距離地球最近的天體-月球,其平均視星等為-12,滿月時-18,是夜空中最亮星;金星的視星等為-4.4,是除了月球之外第二亮的星星。
而處于太陽系之外的星星,由于距離地球最近都是以光年計了,所以行星依靠反射的光線,已經(jīng)到達不了地球,所以在地球上看到的太陽系以外星星,都是清一色的恒星。這里需要提一下,除太陽以外,距離最近的其它恒星,反而人眼看到,這顆最近的恒星是半人馬座的比鄰星,它與地球的距離4.2光年,但視星等僅為10.4,關鍵原因它是一顆紅矮星,亮度相當弱。
而太陽系以外人眼能看到最亮的恒星,則是處于大犬座的天狼星,其距離地球8.6光年,在地球上的視星等為-1.46,夜空中亮度僅次于金星和木星,與火星相當。
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