肉眼最遠能看到多遠的星星,如果能看到以光年計距離的星體,那看到的是此時的它還是幾年前的它?
首先排除超新星、伽馬射線暴等偶然出現的現象,我們現在討論的是可以長期穩定看到的天體。
視力正常的人肉眼可見的最高星等(星等越高越暗)通常為6等,而6等的精確定義為5.50等(含)~6.50等(不含)之間,因此我們先明確我們討論的是所有視星等小於6.50等的天體。雖然有極個別的人在某些極端的地區和極端天氣條件下甚至可以看到7等的天體,但那不是我們一般人能做到的,我們不予討論。
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先討論點題外話。
網上很多資料以及知乎上的回答都說肉眼可見的最遠天體是仙女座星系(M31),這是不對的。肉眼可見的最遠天體是三角座星系(M33)而非M31。M31距離為254萬光年,而M33的距離約為295萬光年。不過,與M31明亮的4.36等相比,M33的5.72等太暗了,因此肉眼看見過M33的人其實非常非常少。
M33是本星系群的第三大星系,也是仙女座星系最大的衛星星系。本星系群是我們銀河系所在的星系集團,包含大約50-100個星系(因為某些星系非常小而黯淡,且有些星系正在與另外星系合併過程中,因此具體數目很難精確界定),其中最大的前4名是:1.仙女座星系、2.銀河系、3.三角座星系、4.大麥哲倫雲星系(銀河系的衛星星系,距離我們17萬光年,視星等0.9)。
宇宙中的星系中有5個是肉眼可見的,除了前面說的4個以外,還有一個也是銀河系的衛星星系小麥哲倫雲星系(離我們19萬光年)。
以上討論的是肉眼所見的所有天體最遠者,其資料在網上都可以輕鬆查到,下面要討論的正題,則不是那麼容易找到資料。
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現在進入正題,我們要談到的是肉眼可見的最遠恆星,我查了很多資料,都沒有明確給出這個數據,因此只好自己動手,從所有肉眼可見的恆星資料里自己分析總結。
先談談理論上我們能看到的最遠恆星可以有多遠。宇宙中已知最明亮的恆星是R136A1,絕對星等為-12.9等,也就是說如果將其放在32.616光年遠處,它將有-12.9等那麼亮(在這麼遠的距離上竟然看起來比月亮還亮),作為對比的是,太陽的絕對星等是+4.83等。
那麼要把這個星球放在多遠的距離,才能讓它變成一顆視星等為微微小於6.50等的星呢?經過計算我們可以得到,這個距離是247417光年。
但是,實際上不可能有這麼遠的恆星能被我們看見。我們知道,超高亮度的恆星都是特超巨星,其質量巨大,內部溫度極高,其核聚變極端猛烈,恆星風強大到足以對抗其強大的引力,導致這種恆星會不斷地拋出巨量物質,在其周圍形成星雲將恆星包裹起來。事實上,我們發現的幾乎每一顆特超巨星都被星雲包圍而降低了其可見性,在銀河系中排名前10的特超巨星,只有離我們最近的一顆(約7500光年)同時也是最亮的一顆——海山二是肉眼可見(海山二因星雲阻擋,亮度不穩定,很多時候也是肉眼無法看見)的,其餘的都因星雲阻擋而無法看見。
因此,實際上我們肉眼可見的最遠恆星,通常不是絕對星等最亮的那幾顆,而是相對小一點點的(雖然它們也被列入特超巨星名單),它們因為稍小一點,噴出物質少一些,包裹的星雲也會薄而透明一些。
我查了我能查到的所有資料,包括中英文維基百科和幾家專業天文網站,分析了全部(一顆不漏)近7000顆肉眼可見的恆星的數據,列出了所有已知的距離超過一萬光年的肉眼可見恆星。
需要特別說明的是:遙遠恆星的距離測量,是比較不靠譜的事情,測量誤差經常會很大(除非它正好是一顆造父變星,因造父變星的距離通常可以準確測量),所以這些名單可能隨時會被更正。
我在製作這份名單時,採用了一票否決制,即所有資料里,有一個認為它的距離不到1萬光年,就將其排除。
1. HD61227【船尾座】 視星等6.34、距離40750光年。
這個數字比較可疑,因為其它所有超過1.5萬光年的恆星都已經被排除了,它卻有4萬光年之遙,但資料里顯示它是一顆造父變星,且數據有兩三個出處,增加了數據的可信度,所以這個數據暫且保留。
2.HD188209【天鵝座】視星等5.60、距離14825光年。有多個出處的資料相互印證,數據較為可靠。
這個是較可靠數據中最遠的一個,以後別人問你,肉眼可見的最遠恆星有多遠的時候,你可以告訴他,至少我知道一顆有14825光年遠。
3.HD188001【天箭座】視星等6.24、距離14174光年。孤證,可信度較低。
4.HD190603【天鵝座】視星等5.64、距離13589光年。數據較可靠。
4.HD91619 【船底座】視星等6.09、距離13589光年。數據較可靠。
6.HD97534 【船底座】視星等4.59、距離12544光年。數據較可靠。
7.螣蛇十二//HD224014【仙后座】視星等4.54、距離11648光年。數據較可靠。
這個是超過1萬光年的恆星中看起來最亮的一顆。
7.HD31327【御夫座】視星等6.17、距離11648光年。數據較可靠。
7.HD119796【半人馬座】視星等6.40、距離11648光年。數據較可靠。
10.HD91533【船底座】視星等5.98、距離11246光年。數據較可靠。
另附:部分被排除的恆星名單,這幾個有一點點可信度(僅一份資料里的數據顯示不到1萬光年),你可以自行搜集更多資料繼續深入研究以證實或證偽。
HD8065:32615光年;
王良增一//HD223385:32615光年(6150光年);
HD191877:19636光年(6200光年);
HD80558:19185光年(4200光年);
HD135591:16308光年(3543光年)。
還有一些,由於有不止一份資料都認為它們不到1萬光年遠,因此可認為是非常的不靠譜,就不列出了。
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你的後一個問題:天體離我們有多少光年,那麼我們看見的其實就是它多少年前的樣子,比如某天體離我們100光年遠,那麼我們看見的就是它100年前發出的光,也就是它100年前的樣子。
也許我們現在看見的某個遙遠的垂死恆星,實際上它已經不在了(比如發生了超新星爆發而變成了黑洞或中子星),可我們還不知道,因為它爆發時發出的光還在路上沒有到達我們的眼睛。肉眼看到「最遠」的話,一般星星已經不給力了,仙女座星系M31,220萬光年;三角座M33,290萬光年——不過比較暗。另外碰到超新星爆發也有可能看到更遠的。牧夫座那次射線暴,據推測大概是75億光年發出的。
另,除了太陽月亮行星人造衛星,你抬頭看到的至少都是光年計的,恆星際的尺度上,光年是一個最小的單位……經常不夠用。
理論上,我們看到的任何物體的樣子都不是它現在在這一瞬間的樣子
因為光有一定的速度,雖然很大,但不是無限大
你站在我面前,咱倆聊天時,我看到的你是0.000000005秒前的你。
(簡便起見,我並沒有考慮到光線通過角膜折射後,穿過房水,穿過晶狀體,打在視神經細胞上,引發動作電位,通過神經細胞傳到大腦皮質,引起神經元細胞放電,並通過大腦複雜的重組及空間構形及認知,才能感覺到:「前面有個人」。這一時間在毫秒級。)
我們看見的太陽,也不是現在的太陽,是8分鐘前的太陽
如果太陽由於某種原因突然消失了,我們有8分鐘的時間是根本不知道的,陽光仍很刺眼,曬在身上暖洋洋的。甚至地球仍運行在現在的軌道,不會有任何變化。
8分鐘之後,我們才會發現天空突然一片漆黑,地球沿著軌道的切線飛了出去,太陽系分崩離析。
同理,我們看到的星空,是時空的綜合,既有幾年前的星星的樣子,也有宇宙誕生時的光線。
半人馬星座的南門二星,距離為4.3光年,你可以看著它,它到達你眼中的光線是4.3年前發出的,所以它的樣子是4.3年前的樣子。
肉眼可以看到的星星數量,與亮度及距離有關,一般有6000顆左右,範圍數千光年,如果把銀河系比成一個澡盆,那我們肉眼能看到的星星分布範圍也就一玻璃彈球大小。
藉助望遠鏡,我們可以看到宇宙剛誕生不久時的星系,它們離我們100多億光年遠,它們的樣子,是100多億年前的樣子,所以,科學家是幸福的,他們想要了解宇宙剛誕生時的星系是什麼樣的?他們甚至不用猜,直接看就好了。那麼,現在這一時刻,這些星系是什麼樣子?我們不知道,想要知道,需要再過100多億年我們才能看到。(不考慮宇宙膨脹的話)。當然也可以移動一下鏡頭,觀察一下近處的星系,100多億年後,它們有可能會演化成這個樣子。
關於地球起源的新學說——「星球演變排列順序」:
像自然界所有事物一樣,星球也會經歷從誕生到衰亡的演變過程。各種星球不同的形態是由於處在演變過程中的不同階段(如昆蟲在它的生長階段各是卵、幼蟲、蛹、蛾幾種完全不同的形態一樣),行星是由恆星演變而來,宇宙中每個星球的演變都要經過——恆星級「黑洞」—瀰漫星雲—恆星—紅巨星—行星狀星雲—白矮星—行星—彗星—小行星這樣幾個階段。地球正處在當行星階段中期,小行星最後化作塵埃飄浮在蒼茫太空時,星際中的氣體塵埃在快速旋轉運動的恆星級「黑洞」吸引下凝聚在一起,又一個星球新的生命周期開始了。星球演變就是這樣循環往複,生生不息。
摘自《自然物質的變化——揭示生命、地球、宇宙奧秘》一書 建一著
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