如果把人类发现的最亮的恒星放在比邻星的位置上,能把地球的夜空照亮吗?

知乎日报 One Two 56℃ 评论

如果把人类发现的最亮的恒星放在比邻星的位置上,能把地球的夜空照亮吗?

图片:

One Two,效果拔群。

太长不看:如果把人类目前发现的最亮的恒星放在比邻星的位置上,带来的效果可能相当于日落后半小时左右天空的亮度,可能比满月时候的天空亮那么一些些。


这道题我们可以换个思路,即

「在比邻星的位置上放一个多亮的天体,能把地球的夜空照亮?」

这里的关键是「把地球的夜空照亮」

问题来了,怎样才算能算是「亮」呢?

最近太阳落山以后,天空中有三个引人注目的亮点,它们其实分别是木星、火星和金星,三颗行星的光芒不输暮光,但肯定还远远谈不上「照亮地球的夜空」。

有没有再亮一些的天体?

有啊,就是月亮,这里主要说的是满月。

在晴朗无云的环境下,满月的亮度照出影子已经绰绰有余,甚至可以看书。

这时候,即便不是月亮附近的夜空,似乎也并不是漆黑一片了。

看来满月的亮度可以勉强当作「照亮地球夜空」的亮度下限,不过我觉得还差点意思。

在地球上看,比月亮还亮的就只剩太阳了。太阳能不能照亮地球的天空这个问题,我觉得只要是地球人,都不会给出否定的回答。

这样经过一番初步分析,我们可以知道,要想照亮地球夜空,天体的亮度下限必须超过满月的亮度,上限的话太阳足够了,太阳本身就足够亮瞎了。

其实太阳也有不那么亮瞎的时候,比如在日全食的时候,当太阳几乎被月亮遮挡住,亮度会出现肉眼可见的下降,地面上的影子也变得不太明显,但天空还是比一般的傍晚来得亮堂。粗略估计,这个时候的太阳亮度是正常水平百分之一到千分之一。这可作为一个新的亮度上限。

我们这时候可以把上限和下限转化为天文学中的常用标准了,天文学上一般用「星等」衡量天体的亮度,天体越亮,对应的星等数值越低,比如说,1 等星比 6 等星亮,-1 等星又比 1 等星亮。

满月最亮时,星等接近 -13 等,而太阳的星等是 -26.74 等(参考维基)。

现在我们规定星等相差 5 等,相当于亮度相差 100 倍,那么正常太阳亮度的百分之一到千分之一就介于 -19 到 -21 等,方便起见我们就取 -20 等吧。

也就是说,如果现在比邻星的位置上有一颗亮度介于 -13 等到 -20 等的天体,这个天体应该能够照亮地球夜空。

要注意,这里说的星等是「视星等」,并不代表天体的真实亮度,天体的真实亮度一方面和天体本身有关,另一方面也要看天体和地球之间的距离。

天文学上我们用一个叫「绝对星等」的概念来表示天体的真实亮度。那么,如果在比邻星的位置上有一颗视星等介于 -13 到 -20 等的天体,它的绝对星等是多少?

此处将出现本回答唯一一个公式:

这是计算天体绝对星等的公式。这里的 m 为视星等,d 为天体距离,单位取秒差距(1 秒差距约为 3.26 光年)。

我们可以拿太阳试试水,已知太阳视星等为 -26.74,与地球距离为 1 天文单位,合 1/206265 秒差距(1 秒差距=206265 天文单位)

太阳的绝对星等为 4.83

我们不妨把这个在比邻星位置的新天体叫做「夜太阳」,那么夜太阳的绝对星等下限为

上限为 -8.6-7=-15.6 等

我尝试说人话,如果夜太阳的绝对星等为 -8.6 等,就相当于天空中多了一个满月;如果夜太阳的绝对星等来到 -15.6 等,那么就真的相当于多了一个小太阳。

参考List of most luminous stars,以下限为准,天空中有很多恒星都能达标。如果是高标准严要求,那还真是一个能打的都没有。目前人类发现的最能发光的恒星,绝对星等满打满算 -13 等,换算成视星等就是 -17 等,有人(Radiometry and photometry in astronomy)做过估算,这可以等价于暮光 / 晨光的亮度,我觉得可以参考日落后半小时左右天空的亮度

PS:维基给出的绝对星等并不是可见光波段下的绝对星等,所谓的 -13 等要再打折扣,扣完以后其实和满月也不差多少了。参考 @Kenneth Pan@刘博洋


所以太阳只有一个,还是要好好珍惜呢。

转载请注明:微图摘 » 如果把人类发现的最亮的恒星放在比邻星的位置上,能把地球的夜空照亮吗?

喜欢 (0)or分享 (0)
发表我的评论