在冥王星表面,太阳的亮度会有多少?

danengge

这个问题就相当于计算在冥王星表面所看到太阳的视星等。根据新地平线号探测器于2015年传回的冥王星观测数据,冥王星的表面大气压只有1帕,这相当于地球表面大气压的十万分之一。由于冥王星的大气非常稀薄,这里忽略它对照射到冥王星表面的太阳光的影响。由于太阳的绝对星等M(表示太阳的实际亮度)是已知的,冥王星和太阳的距离d也是已知的,那么,我们就可以根据下式来计算在冥王星表面所看到太阳的视星等m:

M=m+5-5lgd

这里需要注意的是,上式中距离d的单位使用的是秒差距,而太阳系中的距离都是用天文单位。由于1秒差距≈3.26光年≈206166天文单位,如果把上式中距离的单位转换成天文单位,那么,上述的公式可以转化为:

M=m+31.57-5lgA

其中A表示距离,单位为天文单位。

查资料可知,太阳的绝对星等为4.83等;冥王星的轨道偏心率很高,离太阳最近的距离为29.658天文单位,离太阳最远的距离为49.305天文单位。代入数据,可以计算出在冥王星表面看到近日点太阳的视星等为-19.38等,远日点太阳的视星等为-18.28等。相比之下,我们在地球上看到最亮满月的视星等为-12.9等。由于视星等的数值越小,表示视亮度越高,这意味着在冥王星表面看到的太阳要比在地球上看到的满月更亮,具体亮多少,可以由下式计算出来:

L1/L2=2.512^(m2-m1)

在上式中,L表示天体的光度。

再把冥王星上的太阳视星等以及地球上的满月视星等数据代入上式,可以计算出,前者至少要比后者更亮142倍。

此外,利用Space Engine软件模拟在冥王星表面看太阳的场景如下图所示:


火星一号

在冥王星表面,太阳的亮度没有具体的量化值,冥王星远日点在48个天文单位,近日点在29个天文单位,如果按地球所在1个天文单位日地距离去估算,那么在冥王星上看太阳,至少相当于地球看太阳的三十分之一至四十分之一。说道冥王星表面,不得不说的是最近国际机构刚刚命名了冥王星地表14个地理特征,这些名字表达了对冥界神话、开创性的太空任务、穿越地平线探索宇宙的先驱,以及研究冥王星,柯伊伯带的科学家和设计师的敬意。这是冥王星首次被批准并官方命名其表面形貌。

关于冥王星的表面,最具权威的依然是美国宇航局新地平线号探测器给出的数据,该探测器首次近距离观测了冥王星地表和其最大的卫星卡戎,同时给出了许多非正式的名称来描述许多区域,覆盖冥王星上的山脉,峡谷和火山口。

在冥王星表面看太阳,还需要考虑的一个因素就是大气,冥王星大气温度低至留下220摄氏度,因此在冥王星表面看太阳,太阳可不暖和。由于距离太远,光照在冥王星上起不到作用,而且冥王星最大的卫星卡戎就在你头顶,就像是一个巨大的黑影一样,氛围极为恐怖。表面上大面积的冰原也让任何一个站在冥王星上的观测者感到空虚,固态氮的存在会让环境变得凝固起来,真实让人感觉到自己处于太阳系的边缘,太阳则在遥远的深空,与一些恒星看起来没有什么两样,只不过更亮一些。


川陀太空

冥王星是太阳系内已知体积最大、质量第二大的矮行星。在直接围绕太阳运行的天体中,冥王星体积排名第九,质量排名第十。冥王星是体积最大的海外天体,其质量仅次于位于离散盘中的阋神星。与其他柯伊伯带天体一样,冥王星主要由岩石和冰组成。冥王星相对较小,仅有月球质量的六分之一、月球体积的三分之一。在冥王星距太阳的平均距离上光需要5.5小时到达冥王星。


冥王星围绕太阳公转一个周期大约需要248年,它的椭圆形轨道位于太阳系中被称为柯伊伯带的区域。冥王星的椭圆形轨道意味着,当它处于较近位置时,距离太阳大约44亿公里,而在最远位置时,距离太阳约为73亿公里。

冥王星的表面温度知道很不清楚,但大概在35到55K(-238到-218℃)之间。

冥王星可能像海卫一一样是由70%岩石和30%冰水混合而成的。地表上光亮的部分可能覆盖着一些固体氮以及少量的固体甲烷和一氧化碳,冥王星表面的黑暗部分的组成还不知道但可能是一些基本的有机物质或是由宇宙射线引发的光化学反应。


冥王星是一颗冰冷星球:冥王星表面覆盖着大量冰层,其中包括冰冻氮和甲烷,但是冥王星密度整体上是冰水的两倍,这颗矮行星质量是由三分之二岩石和三分之一冰水构成,因此,冥王星精确地讲是一颗带有冰壳的岩石星球。

冥王星总是处于“黑暗”:冥王星运行轨道距离太阳大约48亿公里,因此许多人猜测这颗星球表面一直处于黑暗。美国科罗拉多州西南研究所“新视野号”探测器项目负责人阿兰-斯特恩(Alan Stern)说:“情况并非如此,即使在中午照射至冥王星的阳光也低于人们的预期,它可能像地球非常阴暗的天气或者黄昏落薄暮。”


冥王星缺少空气:上世纪80年代,研究人员发现冥王星存在大气层,主要包含氮气,就像地球大气层一样。但是冥王星的空气还包含一氧化碳和甲烷,比地球大气层更稀薄,更多地延伸至太空环境。


北国小野草

亮度和距离的平方成反比关系,冥王星饶太阳轨道是一个椭圆形,近日点为30个天文单位 ,远日点49个天文单位,从冥王星上看太阳的亮度在-18.3到-19.3之间,平均-18.8等星,比从地球上的-26.73暗了近1500倍,或者等于满月(-12.6)的300倍,这个亮度并不低,和地球上的阴天差不多。大小犹如百米远的一枚硬币,这相当于地球上看到的40分之一大小,正好和地球上看到的金星一样大,所以看起来就像是一个发着强光的星星。假如没有大气的遮挡,太阳垂直辐射到地球表面的热量是每平方米1369焦耳,也就是1.37千瓦每平方米,而在冥王星上只有1瓦特每平方米,太阳能电池板几乎不起作用了。一光年外太阳变为-2.7等,和木星差不多亮。从比邻星(4.2光年)上看太阳是一颗0.4等星,比织女星稍暗一些。57光年之外太阳变为了一颗6等星,肉眼几乎看不到了。

最后附上计算方法:M=2.5lg(AU²)-26.7

其中M为星等,

AU为天文单位,

-26.7为地球上观测太阳的亮度。

距离以40个天文单位为例:

2.5×lg(40^2)-26.7=-18.7

计算结果-18.7即为40天文单位处 太阳的目视星等。再举个例子:水星距离太阳0.39个天文单位,从水星观测太阳亮度是多少?输入公式:2.5×lg(0.39^2)-26.7=-28.74

这个方法同样适用于计算行星亮度,例如:从距离8000万公里的火星观测地球的亮度M等于

2.5×lg((8×10^7÷6371)^2÷0.37)-25.8=-4.2

其中第一个括号内分别为距离÷地球半径,0.37为地球的反照率,-25.8为火星看太阳的亮度,计算结果-4.2就是火星看地球的亮度,和地球上看到的金星差不多。

再以月球为例:月球最近距离35万千米,亮度等于:2.5×lg((350000÷1735)^2÷0.12)-26.73=-12.9

-12.9为满月最大亮度。

从地球观看44亿公里处海王星亮度:

2.5×lg((4.4×10^9÷25000)^2÷0.34)-19.4=8

从海王星看地球:

2.5×lg((4.4×10^9÷6371)^2÷0.37)-26.7=3.57

距离延伸到4.2光年

2.5×lg((9.46×10^12×4.2÷6371)^2÷0.37)-26.7=23.35

计算结果是23.35等星。

木星则是21.5等星,属于太阳系最亮的行星。这只是理论上的最大亮度,亮度会随着公转不断变化,宇宙尘埃也会对星光有一些消弱作用,所以实际亮度可能会更低。


yon0356


用spaceengine模拟了一下,地球上看太阳大概是这个样子

冥王星上看太阳大概是这个样子(取得近日点和远日点的中间位置)


zwz6

那么在冥王星上看太阳,至少相当于地球看太阳的三十分之一至四十分之一。

?????

拜托,这个水平就别做科普了!

亮度与距离的平方成反比!


Tim1980

科学家经过计算认为,在冥王星上看太阳,太阳仍是天空中最亮的天体,但可能已经看不出来太阳的圆盘形状了。
在冥王星的正午时分,可能像是地球上白天的极阴天,比满月时亮,但也只能是勉强能看书。


最情歌

看上去太阳跟一个硬币大小差不多,看不到太阳☀轮廓,白天地面亮度比地球上夏历十五满月月光稍微亮一点,大约是满月月光亮度的二倍到三倍,非常昏暗。极冷。


侠客大岛主

你们真的认为2012年世界末日没有来吗?那就大错特错了,那一天对你们来说确实是没有什么大事发生,你们也就顺其自然地认为没有世界末日,其实是你们什么都不知道,如果不是我拚尽所有的力量抵御外星人的入侵,把它们消灭在太阳系之外,估计整个地球早已经被毁灭了。无知的人们啊!


分享到:


相關文章: