肉眼能看到的最远的星球,离地球有多少光年?
▍ℬ肉眼能看到的最远的星球,离地球有多少光年?
感谢悟空邀请,看到这个问题脑海中突然浮现出一句话,“仰起头,你会在黑暗中看的更远”。
据说,人类的眼睛(当然我是近视眼不算在内)在天气晴朗的大海上可以看到16到27公里远。如果想看到更远的地方我们可以“欲穷千里目,更上一层楼。”但是不管你看的再远,也没有你在夜空中看得远呢!
我们抬头仰望星空时,你看到的月亮距离我们384000公里远;看到的金星最近时距离我们也有4000多万公里。你要是看见了土星,那就看到了13.5亿公里远了。不过天空中肉眼可见的星星只有月亮、水星、金星、火星、木星和土星这几颗之外,大多数的星星都是恒星,而且距离我们都十分的遥远。遥远到不能再用公里计算距离了,要用光年了。
一光年有多远呢?一光年就是光在一年的时间内走过的距离。一光年大约有9460730472580公里。有了光年我们就可以衡量我们看到的更远的恒星。比如明亮的天狼星距离我们有8.6光年;织女星距离我们有25光年;北极星距离我们434光年。看到了猎户座右肩膀上的那颗红色的参宿四了吗?看到了它,我们的眼睛就看到了640光年远的地方。我们肉眼能够看到的恒星大多都在几百光年以内。
我们的眼睛还可以看到更远的天体呢?在天气晴朗的晚上,在天空的东北方向你会看到一个像是纺锤的椭圆形光斑。这就是仙女座星系。它是比我们银河系还要大的星系,距离地球有254万光年之遥。仙女座星系是我们人类肉眼可见的最遥远的天体之一。
当然仙女星星系还不是肉眼可见最远的天体。肉眼可见最远的天体是三角座星系。它距离我们约有290万光年。这基本上我们人类肉眼能够看到的极限了。不过在历史上,人类肉眼能够观测到的最远天体是GRB 080319B在2008年3月19日的一次伽马射线暴,距离地球75亿光年!
图示:仙女星系
有趣的是,我们的眼睛不仅看到了距离地球75亿光年远的天体,也看到了75亿年前宇宙深处发生的事情。因为这些光线在宇宙中奔跑了75亿年才来到了地球上,被我们的眼睛幸运的捕捉到了。
这些光线出发时,地球还没有诞生呢!
▍≇肉眼能看到的最远的星球,离地球有多少光年?
我们的地球很大,但它也只是太空中的一颗星球,而且只是颗行星,离我们最近的天体是月亮,它距离我们约38万公里,距离我们最近的发光的天体就是我们的太阳了,它距离地球约1.5亿公里,体积是地球的130万倍,质量是地球的33万倍,光从太阳的表面跑到我们地球上,需要8分14秒。
说起来太阳和地球的距离已经相当远了,但是距离我们最近的比邻星,却远在4.22光年之外,也就是说光需要奔跑4年零两个半月差不多才能到我们地球上。但由于这个恒星是个红矮星,它发出的光十分微弱,视星等只有11.05等,所以虽然它距离我们太阳系最近,我们仍然无法用肉眼看到它。
晴朗的夜晚我们仰望星空,不用望远镜的情况下,看到的天体除了月亮之外,最亮的就是金星了,其视星等最高可以达到-4.4等,其次是木星,再次是火星,土星也很明亮,水星只是偶尔能看到,天王星隐约能看到,其他的星体除了彗星和小行星之外,基本上都是恒星了。
我们所能看到的最亮的恒星是天狼星,在我们中国看天狼星,它的位置比较靠南,冬季的时候,它和猎户座的参宿四,小犬座的南河三共同组成冬季大三角,在夜幕中很显眼。不过天狼星距离我们只有8.6光年,南河三距离我们约11.5光年,而参宿四距离我们约640光年。
那么哪个能目睹的恒星距离我们最远呢?有人说是船尾座HD61227,这颗恒星距离我们有4万多光年,关于它的亮度有很大异议,这么远的距离上,其亮度达到了视星等6.34,很是匪夷所思,但是它是一个较大质量的造父变星,有的时候发出的光非常亮,或许有些时候视星等可以超过6等而为我们目睹,但是由于距离太远,用目视的方法注意到它基本上是不可能的。
更靠谱一些的可以目睹的最远恒星是天鹅座HD188209,视星等5.60,距离14800光年左右,这是因为它也是一颗大质量变星,身体活动非常剧烈,所以发出的光亮也很强,才能在这么远的距离上被我们看到。
不过我们能够看到的最遥远的天体,却并非它们两个,而是仙女座星系和三角座星系,仙女座星系距离我们256万光年,视星等为4等左右,三角座星系则距离我们295万光年,视星等为5.72等左右,勉强可以看到。
▍➨肉眼能看到的最远的星球,离地球有多少光年?
在地球上,最容易看到的两个天体是月球和太阳,前者是离地球最近的天体,后者是离地球最近的恒星,这两个天体都能在白天看到。而那些更加遥远的天体,由于它们发出的光抵达地球时已经变得比较暗淡,只有到了夜晚才变得肉眼可见。
那么,肉眼可见的天体都有哪些?最远的离地球有多少光年?
太阳系内的天体
除了太阳和月球之外,太阳系中肉眼可见的天体还包括六大行星:水星、金星、火星、木星、土星以及天王星。在这六大行星中,天王星离地球最远,它只有在冲日期间才变得肉眼可见,那时离地球为17.3天文单位,将近26亿公里。
除了几大行星之外,还有一些彗星在靠近太阳时会变得非常亮,它们也能通过肉眼看到。
太阳系外的恒星
在地球上的整个天空中,肉眼可见的星星大约有7000颗,其中超过99%都是恒星,它们正如太阳一样通过核聚变反应来产生光和热。在这些肉眼可见的恒星中,绝大部分的质量、尺寸和亮度都要超过太阳。但它们远离太阳系,距离我们至少也有4光年,所以它们看起来只是微小的星星。
肉眼可见的恒星与地球的距离大都没有超过1000光年,我们所熟知的天狼星、大角星、织女星、牛郎星等恒星离地球都只有几十光年。少数的肉眼可见恒星离地球比较远,例如,位于2600光年外的天津四,位于7500光年外的海山二。只有极少数肉眼可见的恒星位于1万光年之外,最远的可能是位于1.6万光年外的仙后座V762。
银河系的范围至少有10万光年,这意味着肉眼可见的恒星都是在银河系之内。由于恒星本身太小,亮度也不高,人眼的极限角分辨率有限,所以我们在通常情况下无法看到河外星系中的单颗恒星。
河外星系
据估计,可观测宇宙中可能存在上万亿个星系,但肉眼可见的河外星系只有四个,分别是大麦哲伦星系、小麦哲伦星系、仙女座星系与三角座星系,它们看起来都是一团暗淡的光斑。宇宙实在太大了,星系之间的距离动辄数百、数千、乃至数亿光年,遥远星系发出的光到达地球时已经暗淡到肉眼不可见。
只有银河系附近的四个较大星系才能被直接目视到,它们都与银河系一样属于本星系群。在这几个肉眼可见的河外星系中,三角座星系离地球最远,距离达到300万光年,这是人眼长期能够直接看到的最远天体。
最远的天体
正常而言,我们无法看到遥远宇宙中的天体。但宇宙中有时会发生一些高能事件,例如,大质量恒星发生超新星爆发,黑洞吞噬恒星、双中子星的碰撞,这些过程都会释放出能量巨大的伽马射线暴,其亮度将会超过整个星系,释放出的能量能够达到一整个星系在数十年乃至上百年时间里产生的能量总和。
在2008年,伽马射线暴GRB 080319B以光速经过75亿年的长途跋涉抵达地球,其亮度高到肉眼可见半分钟。这意味着我们通过肉眼可以看到75亿光年外的天体,这是人类目前已知肉眼可见最远的天体,远大于本超星系团的范围。当这束伽马射线暴被发射出来时,地球以及太阳系都还没有诞生。
▍↲肉眼能看到的最远的星球,离地球有多少光年?
肉眼能看到的最远的星球,离地球有多少光年?
生活在市区的朋友应该是看不到几颗星了,一般情况下当前的春季星空,猎户座也看不太清,天狼星是可以看到的,还有就是南河三、大角星,参宿四可能若隐若现,这些都是全天区很亮的星星,那么在理想的情况下,我们究竟能看到的多远的星星呢?
星等与绝对星等
我们习惯的用法都是视星等,最早是古希腊天文学家喜帕恰斯制定的,他把自己编制的星表中的1022颗恒星按照亮度划分为6个等级,即1等星到6等星。
到了1850年,辛普森发现1等星要比6等星亮100倍,根据这个关系,星等之间的亮度差就被量化了,每个等级之间的亮度差2.512倍。
画面正中为天狼星,右侧为猎户座
不过从一等星到六等星并不能完全体现星星的亮度,因此还引入负星等的概念,比如天狼星为−1.45,金星最亮时为−4.89,满月为−12.8,太阳为−26.7。
肉眼能观察到的视星等极限为6等星,当然也不排除视力特别好的朋友能看到更暗的星星,不过相信大部分朋友能看到六等星时可能已经分不清天上是那颗星了,因为全天区我们能看到的星星大约有6000多颗,抬头就能看到满天繁星。
这么多星星我们也看不过来,所以很多时候我们只看全天区十大亮星或者五十大亮星而已。如下表:
全天区2等星以内的恒星
但是视星等有一个问题,它只能表示星星的亮度,假如某一颗星星很亮,但它距离地球比较远,所以我们看到还是会比较暗,就像天狼星视星等为−1.45,太阳为−26.7,但其实太阳要比天狼星小很多,也更暗一些,而太阳唯一的优势就是距离地球比较近。
天狼星和太阳大小比例
因此就引入了一个绝对星等的概念,将一颗恒星放到10秒差距外再计算其亮度作为参考,那么亮度高低就有很多实际意义了,比如天狼星的绝对星等为1.4,而太阳的绝对星等只有4.83,参宿四(猎户座)的绝对星等为-5.3,参宿七则为-6.7,天津四则为-7.2。
这些天空中十大亮星的个头的绝对星等还真不是盖的,因为这些恒星真的是个庞然大物,比如参宿四如果放到太阳系,其直径可达木星轨道,是不是很大?
我们能看到的星星,究竟有多远?
最亮的星星是太阳,晚上最亮的星星是月亮,当然大家一定不会同意这个说法,一般认为最亮的就是金星,因为它最亮的时候可达-4.89,距离地球最近也就4500万千米左右,但它只是一颗行星。
金星盈亏
因为认为夜空中最亮的恒星是天狼星,星等为-1.45,这是一颗比太阳质量大两倍的恒星,它还有一颗白矮星的伴星(几乎和太阳质量一样大,0.98 M☉,但只有地球大小直径),两者相距20天文单位,大约是太阳和天王星之间的距离。
天狼星A与从天狼星B
有人怀疑天狼星变成红巨星后会被其伴星吸取物质,只要其再吸收月0.46M☉的质量,就会达到Ia型超新星的爆发标准,届时地球也将遭遇灭顶之灾。从理论上来看确实是有这个可能,但天狼星变红巨星时其外围不会落入其白矮星的希尔球,因此这个推论不会发生。
Ia型超新星爆发过程
再远一些就是640光年外的参宿四,位置就在比天狼星更高一些,猎户座的右肩膀,夜空中视星等为0.42,它的直径上文已经说过了,假如在太阳位置,其直径可达木星轨道,因为它的质量为18~19M☉,现在已经膨胀成红巨星。
假如参宿四在太阳的位置
未来的结局是就是II型超新星爆发,由于它距离地球达640光年,所以就算它现在爆了也要到640年人类才能看到,而2020年的一次诡异光变使得大家都怀疑它是不是马上就要超新星爆发,假如它爆发成超新星,估计亮度可达满月程度,但对地球却没啥影响,全球天文爱好者都期待这一刻的来临。
银河系内的目标:最远能多远?
肉眼能看到银河系内的目标,普遍都在1000光年以内,也就是如下这个小圈圈:
银河系的直径在18万光年左右,大约有1000亿~4000亿颗恒星,但肉眼只能看到这些范围,不要认为这很小哦,夜空中的星座以及绝大部分你能看到的星星都在这个范围内,假如人类没有发明望远镜,我们对这个宇宙认知的边缘就在这里!
上图就是这个范围内各位熟悉的星座位置以及在银道面上的分布,看看你认识的星座位于哪个方向,提醒一下,北半球的朋友看到的夜空是远离银河中心方向的,而南半球的朋友看到的则是在银心方向。
据说在银河系内目视能看到最远的恒星是船底座的海山二,距离地球7000~8000光年,之所以那么远还能看到是因为海山二的是一颗“高光度蓝变星双星”,它曾在1843年左右观察到的“假超新星事件”,海山二在这几年中几乎和普通超新星一样亮度,但它却没有发生超新星爆发。
请注意小圈圈内的海山二Eta
海山二的质量是太阳的100倍,亮度则是100万倍以上,它的亮度变化在-0.8~7.9之间,爱德蒙·哈雷于1677年第一次记录时亮度为4.0等,不过它在持续变亮,1730年时亮度已经很高,此后变暗,一直到1821年再次变亮,1843年时亮度已经达到了-0.8等,为全天区第二亮星,仅次于天狼星。
河外星系:到底能看到哪里
“曾经沧海难为水,除却巫山不是云”,银河系的星星确实很美,但我们也不能只盯着银河系不放,不过到了河外星系,除非是超新星,应该就没啥目标能看到了,假如除开恒星这个狭隘的定义,广义到天体,那么你会发现豁然开朗。
夜空中能直接看到的深空天体不多,除了M42火鸟(猎户座内),距离地球约1344±20光年,视星等为4等,目视是可以看到的,但这个综合星等与恒星的星等不一样,很多视杆细胞不敏感的朋友看这种目标很难看清。
除了这个清楚的目标外,M31绝对不能错过,这个是仙女星系,距离地球约254万光年,肉眼看起来就是一个暗淡的光斑,视星等为4.36,它正在朝着银河系冲过来,会越来越亮,预计在30~40亿年后就将和银河系“短兵相接”,未来可能会合并成一个椭圆星系。
更远的则是M33,也就是三角座星系,距离地球约300万光年,视星等5.72,对于暗淡的弥散型天体来说,这样的目标简直就是挑战视力极限。
有史以来最远能被肉眼观测到的天体
你一定不会相信,人类有史以来能看到的最远的天体居然是远在75亿光年外的一个伽马射线暴,2008年3月19日雨燕卫星观测到一个天体GRB080319B,从空无一物的牧夫座虚空突然变亮,最高达到了视星等5.8,停留了大约半分钟,此后渐渐变暗,在9.0等持续了约一分钟。
天文学家测得了这个天体的红移值为0.937,对应的距离为75亿光年的,也就是说这个天体是75亿年前发出的两个,人类现在看到了,不过它现在可能早就在上百亿光年外了(因为宇宙膨胀)。
一直到现在科学家都搞不清楚这种天体的爆发机制,但你可以想象一下,这个天体爆发的能量能让肉眼在75光年外看到,这种机制究竟有多恐怖?很有可能连星系都被摧毁了!
延伸阅读:假如这些天体距离更近一些会怎样?
假如GRB080319B在太阳的位置,我们看到的亮度为–67.57等,大约比太阳亮9136575326224025.4倍,不用数位数了,大概是9000万亿倍,地球瞬间灰飞烟灭。
参宿四变成超新星时从地球上看到的亮度大约为-12.4,比满月略暗一些;
距离地球6500光年远的SN 1054在1054年爆发时的最大亮度约为-6.00等;
大麦哲伦星系内SN1987A爆发时的最大亮度为3.03等;
哈勃望远镜通过哈勃超深空在可见光下可观测到的最暗的物体为31.5等;
詹姆斯韦伯太空望远镜在可见光下能看到的最暗物体为34.00等;
未来的欧洲极大望远镜(口径39.3米)能够探测到的最暗星体极限36.00;
夜空中除开月亮外所有天体的综合星等为-6.5等。
目前认为可观测宇宙大约为930亿光年,宇宙的年龄为138.2亿年,目前观测水平,可见光观测极限大约为134亿年前(相当于300亿光年左右),射电观测可以看到宇宙诞生38万年后(大约相当于461亿光左右),用引力波观测的话可以看到大爆炸发生的一刹那,直达465亿光年处宇宙诞生的那一刻。
▍♞肉眼能看到的最远的星球,离地球有多少光年?
答:人类肉眼能看见的最远恒星,在1万光年左右;人类肉眼能看见的最远星系,距离地球有大约300万光年;人类肉眼能看见的最远天体,远至75亿光年。
在万里无云的夜空,我们能看见许多星星,除太阳系内的天体以外,这些星星基本上都对应着至少一颗恒星,比如天狼星距离地球8.6光年,是由两颗恒星组成的双星系统。
每颗恒星根据自身的质量以及演化所处的阶段,它的绝对亮度是有很大区别的,然后观察者距离恒星越远,看到的恒星亮度也就越低;观察者看到的亮度称作视星等,星等数值越高,表示亮度越暗,其中视星等6为肉眼可见的极限。
在地球上,人类肉眼可见的全天星星(南北半球)一共有6000多颗,其中绝大部分距离地球1000光年以内;距离越远的恒星,需要更高的绝对亮度,才能被我们肉眼看见。
恒星由于每个人的视力不同,而且很多高亮度恒星都是变星,所以一些远至1万光年的恒星,在观测条件非常好的情况下,也有可能肉眼看见,比如:
(1)天鹅座的HD91619恒星,视星等6.09,距离地球1.36万光年;
(2)天箭座的HD188001恒星,视星等6.24,距离地球1.42万光年;
(3)天鹅座的HD188209恒星,视星等5.6,距离地球1.48万光年。
另外,海山二是一颗高亮度的蓝变星,距离地球有7500光年,视星等4.3,是人类肉眼很容易发现的最远恒星,而且海山二在1820年发生过一次伪超新星爆发,视星等曾达到-0.8,几乎和天狼星的亮度相当。
星系
仙女星系是距离银河系最近的大星系,称得上银河系的“姐妹星系”,距离地球254万光年,视星等3.44,绝大部分北半球的夜空是能肉眼看见仙女星系的。
仙女星系有一个卫星星系,叫做三角座星系,视星等5.72,距离地球300万光年,基本上就是人类肉眼能看见的最远星系。
超新星
超新星是大质量恒星在演化末期的产物,超新星爆发时亮度超过太阳的十亿倍,人类远在数百万光年外也能肉眼看见;比如1987A超新星,就是16万光年外,大麦哲伦星云爆发的超新星事件,视星等一度达到了2.8,在夜晚肉眼可见。
肉眼可见最远天体
要说人类肉眼可见的最远天体,则是2008年3月19日,美国雨燕探测器发现的“伽玛射线暴GRB 080319B”,距离地球有75亿光年。
此次伽玛射线暴的视星等一度达5~6,正好在人类肉眼可见的范围,但是高亮度的持续时间只有半分钟,如果此刻的夜晚,你刚好抬头仰望天空,就有可能看见这短暂的余晖。
我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!
------------------
推荐阅读: