在冥王星表面,太陽的亮度會有多少?


在冥王星表面,太陽的亮度沒有具體的量化值,冥王星遠日點在48個天文單位,近日點在29個天文單位,如果按地球所在1個天文單位日地距離去估算,那麼在冥王星上看太陽,至少相當於地球看太陽的三十分之一至四十分之一。說道冥王星表面,不得不說的是最近國際機構剛剛命名了冥王星地表14個地理特徵,這些名字表達了對冥界神話、開創性的太空任務、穿越地平線探索宇宙的先驅,以及研究冥王星,柯伊伯帶的科學家和設計師的敬意。這是冥王星首次被批准並官方命名其表面形貌。

關於冥王星的表面,最具權威的依然是美國宇航局新地平線號探測器給出的數據,該探測器首次近距離觀測了冥王星地表和其最大的衛星卡戎,同時給出了許多非正式的名稱來描述許多區域,覆蓋冥王星上的山脈,峽谷和火山口。

在冥王星表面看太陽,還需要考慮的一個因素就是大氣,冥王星大氣溫度低至留下220攝氏度,因此在冥王星表面看太陽,太陽可不暖和。由於距離太遠,光照在冥王星上起不到作用,而且冥王星最大的衛星卡戎就在你頭頂,就像是一個巨大的黑影一樣,氛圍極為恐怖。表面上大面積的冰原也讓任何一個站在冥王星上的觀測者感到空虛,固態氮的存在會讓環境變得凝固起來,真實讓人感覺到自己處於太陽系的邊緣,太陽則在遙遠的深空,與一些恆星看起來沒有什麼兩樣,只不過更亮一些。


冥王星是太陽系內已知體積最大、質量第二大的矮行星。在直接圍繞太陽運行的天體中,冥王星體積排名第九,質量排名第十。冥王星是體積最大的海外天體,其質量僅次於位於離散盤中的鬩神星。與其他柯伊伯帶天體一樣,冥王星主要由岩石和冰組成。冥王星相對較小,僅有月球質量的六分之一、月球體積的三分之一。在冥王星距太陽的平均距離上光需要5.5小時到達冥王星。

冥王星圍繞太陽公轉一個周期大約需要248年,它的橢圓形軌道位於太陽系中被稱為柯伊伯帶的區域。冥王星的橢圓形軌道意味著,當它處於較近位置時,距離太陽大約44億公里,而在最遠位置時,距離太陽約為73億公里。

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

冥王星可能像海衛一一樣是由70%岩石和30%冰水混合而成的。地表上光亮的部分可能覆蓋著一些固體氮以及少量的固體甲烷和一氧化碳,冥王星表面的黑暗部分的組成還不知道但可能是一些基本的有機物質或是由宇宙射線引發的光化學反應。

冥王星是一顆冰冷星球:冥王星表面覆蓋著大量冰層,其中包括冰凍氮和甲烷,但是冥王星密度整體上是冰水的兩倍,這顆矮行星質量是由三分之二岩石和三分之一冰水構成,因此,冥王星精確地講是一顆帶有冰殼的岩石星球。

冥王星總是處於「黑暗」:冥王星運行軌道距離太陽大約48億公里,因此許多人猜測這顆星球表面一直處於黑暗。美國科羅拉多州西南研究所「新視野號」探測器項目負責人阿蘭-斯特恩(Alan Stern)說:「情況並非如此,即使在中午照射至冥王星的陽光也低於人們的預期,它可能像地球非常陰暗的天氣或者黃昏落薄暮。」

冥王星缺少空氣:上世紀80年代,研究人員發現冥王星存在大氣層,主要包含氮氣,就像地球大氣層一樣。但是冥王星的空氣還包含一氧化碳和甲烷,比地球大氣層更稀薄,更多地延伸至太空環境。


亮度和距離的平方成反比關係,冥王星饒太陽軌道是一個橢圓形,近日點為30個天文單位 ,遠日點49個天文單位,從冥王星上看太陽的亮度在-18.3到-19.3之間,平均-18.8等星,比從地球上的-26.73暗了近1500倍,或者等於滿月(-12.6)的300倍,這個亮度並不低,和地球上的陰天差不多。大小猶如百米遠的一枚硬幣,這相當於地球上看到的40分之一大小,正好和地球上看到的金星一樣大,所以看起來就像是一個發著強光的星星。假如沒有大氣的遮擋,太陽垂直輻射到地球表面的熱量是每平方米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,太陽能電池板幾乎不起作用了。一光年外太陽變為-2.7等,和木星差不多亮。從比鄰星(4.2光年)上看太陽是一顆0.4等星,比織女星稍暗一些。57光年之外太陽變為了一顆6等星,肉眼幾乎看不到了。

最後附上計算方法:M=2.5lg(AU2)-26.7

其中M為星等,

AU為天文單位,

-26.7為地球上觀測太陽的亮度。

距離以40個天文單位為例:

2.5×lg(40^2)-26.7=-18.7

計算結果-18.7即為40天文單位處 太陽的目視星等。再舉個例子:水星距離太陽0.39個天文單位,從水星觀測太陽亮度是多少?輸入公式:2.5×lg(0.39^2)-26.7=-28.74

這個方法同樣適用於計算行星亮度,例如:從距離8000萬公里的火星觀測地球的亮度M等於

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

其中第一個括弧內分別為距離÷地球半徑,0.37為地球的反照率,-25.8為火星看太陽的亮度,計算結果-4.2就是火星看地球的亮度,和地球上看到的金星差不多。

再以月球為例:月球最近距離35萬千米,亮度等於:2.5×lg((350000÷1735)^2÷0.12)-26.73=-12.9

-12.9為滿月最大亮度。

從地球觀看44億公里處海王星亮度:

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

從海王星看地球:

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

距離延伸到4.2光年

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

計算結果是23.35等星。

木星則是21.5等星,屬於太陽系最亮的行星。這只是理論上的最大亮度,亮度會隨著公轉不斷變化,宇宙塵埃也會對星光有一些消弱作用,所以實際亮度可能會更低。



用spaceengine模擬了一下,地球上看太陽大概是這個樣子

冥王星上看太陽大概是這個樣子(取得近日點和遠日點的中間位置)


看上去太陽跟一個硬幣大小差不多,看不到太陽?輪廓,白天地面亮度比地球上夏曆十五滿月月光稍微亮一點,大約是滿月月光亮度的二倍到三倍,非常昏暗。極冷。


科學家經過計算認為,在冥王星上看太陽,太陽仍是天空中最亮的天體,但可能已經看不出來太陽的圓盤形狀了。
在冥王星的正午時分,可能像是地球上白天的極陰天,比滿月時亮,但也只能是勉強能看書。


你們真的認為2012年世界末日沒有來嗎?那就大錯特錯了,那一天對你們來說確實是沒有什麼大事發生,你們也就順其自然地認為沒有世界末日,其實是你們什麼都不知道,如果不是我拚盡所有的力量抵禦外星人的入侵,把它們消滅在太陽系之外,估計整個地球早已經被毀滅了。無知的人們啊!


那麼在冥王星上看太陽,至少相當於地球看太陽的三十分之一至四十分之一。

?????

拜託,這個水平就別做科普了!

亮度與距離的平方成反比!


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