離開太陽有多遠就看不見它了?答案令人很意外:這才多遠啊

在地球上,我們能夠用肉眼看到的最大的星體就是太陽,并且它還是最亮的存在。

但是我們只能在白天看見太陽,到夜晚,我們仰望星空的時候,映入眼簾的還有那些遙遠的恒星,和幾顆耀眼的太陽系行星。

你們知道這些恒星距離我們有多遠嗎?據觀測, 它們距離地球的距離一般為5000-8000光年

恒星的亮度是由什麼決定的?作為太陽系最亮的恒星,太陽到底有多亮呢?

如果我們從地球出發進入宇宙,太陽光能夠跟隨多遠呢?太陽還能繼續發光發熱多久呢?

接下來我們就來了解一下,離開太陽有多遠,就看不見了?或許看到答案之后你會感到十分意外,如果和地球上看到的星星相比,這才多遠啊。

恒星的亮度

在距離一定的情況下, 恒星的大小和表面溫度決定了恒星的亮度

這里談到的亮度應該是恒星的絕對星等,因為人肉眼看到的星星亮度受到距離的影響。

所以我們將從觀測點看到的不同恒星亮度,稱為視星等,一共分為6個等級,其中6等星最暗。

而當把所有恒星放在同等位置(距離地球10秒,32.6光年)時,觀測到的恒星亮度就被稱為絕對星等。

顯然我們在討論恒星亮度的時候,應該用絕對星等。

各大恒星的亮度

我們在地球上看到的星星基本上都是來自銀河系的恒星,我們知道在偌大的銀河系,太陽系只是其中微不足道的一部分。

在銀河系中,包括太陽在內, 大約有10萬顆恒星,但即便在沒有光污染的原始夜空下,我們也只能看到大約7000顆。

在Hertzsprung-Russell 圖中,它顯示了恒星的絕對星等或光度與其主要基于表面溫度的分類之間的關系。

在上面一共記錄了23000顆恒星, 其中有1000顆是低光度的恒星(紅矮星和白矮星)。

在這種圖中,科學家根據恒星的類型和演化階段將不同的恒星進行分類,我們可以清晰地看到不同區域恒星的亮度。

其中藍白色恒星的亮度最高,溫度也最高,而紅色恒星的亮度最低,溫度最低。

太陽的亮度

那麼太陽作為一顆 黃矮星,它的亮度到底是多少呢?

如果是在地球上,那麼太陽的視星等值就越低,達到-26.7。

而它的絕對星等,可能就要另很多人失望了,只有4.83倍。

大家可能對此沒有什麼概念,我們看到夜空中最亮的那顆恒星—— 天狼星

從地球上看它,雖然很明亮,但視星等也比不上月亮,只有-1.47。

因為它距離地球有8.6光年,是月亮距離地球的幾千萬倍。

而它的絕對星等卻為1.4,其亮度足足是太陽亮度的23倍。

將太陽和天狼星放在一塊的話,太陽絕對就是弟弟啊, 天狼星不僅質量是太陽的2.3倍,而且半徑還比太陽大了1.8倍

那麼我們既然能夠在距離天狼星8.3光年的地方看到它,那如果把太陽也放那麼遠,咱們還能看到嗎?

當太陽逐漸遠離地球

事實上,這點距離,要看到太陽還是綽綽有余。

我們可以根據視星等和絕對星等的換算公式「M=m+5㏒10 d0/d」,來看看太陽到哪里會消失。

其中M是絕對星等,m是視星等,d0是32.6光年,d是恒星到地球的距離。

從海王星看太陽

在太陽系八大行星中海王星是距離太陽最遠的行星,那麼在海王星上看太陽它還有多亮呢?

海王星距離太陽的距離有45億公里,根據視角的公式,我們可以得出從海王星上看太陽的視角大約為1.06角分。

而從地區上看太陽的視角大約為0.53度,也就是說,如果我們站在海王星,看到的太陽體積直接縮小到了1/30。

此時根據亮度轉化公式,我們可以計算出,太陽在海王星的視星等約為-19.4。

視星等的數值每相差1,亮度就會差2.512倍,所以此時在海王星還能夠看到的太陽亮度就只有地球上的大約1/840了。

實際上這個亮度仍舊很大,在地球上,滿月的視星等接近-13,由此可知太陽在海王星上的亮度是滿月的363倍左右。

從太陽系邊緣看太陽

由于宇宙一直處于膨脹狀態,所以我們現在并沒有計算出太陽系的確定大小。

但是我們一般將奧爾特星云視為太陽系的邊緣,它距離太陽大約有50000-10000個天文單位,也就是接近1光年的距離。

根據計算,此時太陽的視星等只有-2.47,在這里看到的太陽,就像從地球看木星差不多。

從地球上看木星的最大視星等可以達到-2.63左右,此時即便還是在空氣質量受到嚴重污染的環境,也可輕易地找到木星。

所以即便太陽已經無法照亮 奧爾特星云,但是在那里我們仍然能找到太陽的存在。

從比鄰星看太陽

當我們飛出太陽系,來到離太陽最近的一顆恒星, 比鄰星

此時距離太陽大約有4.24光年,此時太陽的視星等為0.4。

這樣的視星等,我們在比鄰星上仍舊可以用肉眼觀測到太陽。

比鄰星是一顆典型的紅矮星,它的視星等大約為10.43–11.13,所以我們在地球上用肉眼觀測時,它已經十分暗淡,幾乎要看不見。

但是比鄰星的亮度是由太陽的千分之一,所以在比鄰星上看到的太陽,大約和我們在地球上看織女星或南門二接近。

從距地32.6光年的地方看太陽

科學家將恒星的絕對星等距離,設定為距離地球32.6光年的地方。

在這里太陽的視星等為4.83,和它的絕對星等一致,在這里看太陽, 就像從地球上看M41星團

這個星團的在地球上的視星等為4.6,如果不仔細看可能很難發現它的存在,但是有這個星團大概位于天狼星的正南方,所以還能夠被發現。

但是此時在這里看太陽可就沒有什麼參照物了,即便我們能夠看到它,也未必知道它是太陽。

太陽消失的地方

人的肉眼只能看到視星等為6的恒星,當太陽達到大約56光年的時候,我們的視線中就不再有它的存在了。

太陽在銀河系中,幾乎成為了微不足道的存在,我們在地球上輕易看到的那些恒星,距離地球都比這個距離遠上n倍。

即便是和這個距離差不多的恒星,我們都能夠看到,這些恒星的質量的體積都比太陽大許多。

就拿我們看到的北斗七星來說, 古人將這七顆星命名為天樞、天璇、天璣、天權、玉衡、開陽、瑤光

在地球上我們可以清楚地看到它們的存在,這七顆星星的視星等在1.77-3.45之間,其中最亮的就是北斗五玉衡星,而最暗的則是北斗四天權星。

這七顆星距離地球的距離大約為78光年-124光年, 玉衡星距離地球的距離為82.6光年,而這顆恒星的質量是太陽的2.9倍,其半徑是太陽的4.1倍。

它的絕對星等為-0.2,亮度是太陽的102倍。

而最暗的天權星距離地球則有82.6光年,盡管它的亮度最暗,但它的絕對星等仍有1.39,亮度是太陽的14倍。

其質量達到太陽的1.6倍,而半徑則為太陽的1.4倍。

所以盡管太陽在地球上是最亮的一顆恒星, 但是將其放到銀河系時,它已經被淹沒在幾萬顆恒星中

此時我們要再找到它,可能只能借助望遠鏡了。

要知道,目前科學家估測的銀河系直徑至少有10萬光年,而且在宇宙膨脹的過程中,銀河系的范圍還會一直變大,所以56光年的距離,這才多遠啊。

太陽作為一顆黃矮星, 壽命大約有100億年,如今自太陽誕生起已經過去大約45.7億年

再過大約50-60億年之后,太陽內部的氫元素也就完全耗盡了,而這也是它最后能夠發光發熱的時間了。


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