方圓15萬億公里共用一盞燈泡,太陽能夠照亮整個太陽系嗎?

太陽和塞德娜

看到這個小亮點了嗎?妳絕對想象不到,它就是給我們帶來光明和溫暖的太陽。太陽怎麼變成星星了呢?這是在塞德娜星球上看到的太陽。塞德娜距離太陽有125億公里之遙,最遠的時候可達1402億公里。它是目前為止已經發現的太陽系內距離太陽最遠的星球。

在塞德娜這里,太陽變成了一顆小「星星」。它還有多亮呢?還能不能照亮塞德娜呢?太陽能不能照亮太陽系的邊緣地帶呢?

恒星

宇宙中的恒星就像是黑暗中的一盞盞明燈。它們的光芒照亮了周圍的行星,讓行星有了白天和黑夜。而太陽就是太陽系中的那盞明燈。它發出的光芒照亮了太陽系中的各個星球。我們在地球上能夠切實感受到太陽給我們帶來的光明。

通常我們家用的燈泡一般在10~100瓦之間。燈泡的功率越大,燈泡的亮度就越高。那麼太陽這盞位于太陽系中心的「大燈泡」的功率是多少呢? 太陽的總輻射功率為3.86×10^26瓦。這得相當于多少個100瓦的家用燈泡啊!

太陽

我們都有這樣的經驗。同樣是一盞燈,只要我們離得它遠了,它的亮度就變暗;離得近一些亮度就會亮一些。行星也是這樣的。它距離太陽近一些,它就會被太陽照得亮一些;距離太陽遠一些,它上面的亮度就會暗一些。

塞德娜距離太陽非常遙遠,它的近日點約為76天文單位(113.7億公里),而遠日點約為937天文單位(1402億公里)。而太陽系的邊緣地帶更加遙遠。天文學家估計,太陽系的半徑范圍大約有10萬天文單位,或者是1.58光年、15萬億公里。

太陽和地球

那麼太陽這個大燈泡能不能照亮整個太陽系呢?我們可以用一個公式來計算一下: m=2.5lg(AU²)-26.7

通過這個公式我們可以了解到太陽系不同星球上太陽的視星等亮度。這個公式中AU是天文單位。天文學家把地球到太陽的平均距離定義為1天文單位,也就是1AU=1.496億公里。公式中的 -26.7就是地球上的太陽視星等亮度 。而m就是我們想要知道的某個星球上的太陽視星等亮度。

因此,我們只要知道了某個星球到太陽的距離,就能知道那里的太陽會有多亮了。用這個公式來計算一下,我們將塞德娜到太陽的距離代入公式就會得出,它在近日點時,太陽的視星等為-17.3;在遠日點時,太陽的視星等為-11.85。

塞德娜那里的太陽

這兩個數值意味著塞德娜那里的太陽有多亮呢?我們把它們和地球上太陽的視星等,也就是白天時的亮度以及滿月的視星等,也就是十五的月亮亮度比較一下。滿月的視星等為-12.7。

塞德娜在近日點時,太陽的視星等和在地球上相差了9.4,和滿月相差了4.6。這意味著塞德娜那里的太陽亮度只有地球上的1/5800,是滿月亮度的69倍。塞德娜在遠日點時,太陽的視星等和在地球上相差了14.85,和滿月相差了0.85。這意味著塞德娜那里的太陽亮度只有地球上的1/870000,滿月亮度的1/2。

這麼看來,當塞德娜來到軌道的近日點時,太陽還是能夠照亮它的表面的。而當它位于遠日點時,它那里的白天還不如十五月圓之夜亮了。既然太陽無法照亮位于遠日點的塞德娜,那麼更加遙遠的太陽系邊緣地帶就更無法照亮了。

太陽的邊緣地帶

那麼在10萬天文單位(1.58光年)之外的太陽系邊緣地帶,太陽還有多亮呢?我們可以用同樣的方法計算一下。結果是-1.7。那里的太陽亮度就和晚上我們看到的天狼星一樣亮了。

看來,太陽這個「大燈泡」是無法照亮整個太陽系的。


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