在没有街灯的夜晚,肉眼能看到多少颗星?

作者: 张丽君

来源: 《科学世界》2015年第4期

发布日期: 2022-08-30 18:30:49

本文介绍了星等的概念及其历史,讨论了在没有街灯的夜晚肉眼能看到多少颗星,并探讨了适宜观星的地点条件。

天上的星星有多亮?夜空里的星星的亮度(从地球看到的亮度)用“1等星”、“2等星”……也就是“星等”来表示。星等的历史要追溯到古希腊。古希腊的天文学家喜帕恰斯(Hipparcos,约前190~前125)把天空中最亮的星作为1等星,晴朗夜空里勉强能看到的最暗的星作为6等星。然后把介于其中的星按亮度排顺序,分为2~5等星。星等数越小,意味着亮度越亮;星等数越大,意味着亮度越暗。

喜帕恰斯的星等分类,是凭感觉决定的。到了19世纪,英国天文学家诺曼·罗伯特·普森(Norman Robert Pogson,1829~1891)给出了明确的定义。普森1等星定义为比6等星亮100倍的星,然后把100倍分成5等。那么,每一等的亮度相差多少倍呢?因为2.5自乘5次约等于100,即2.5×2.5×2.5×2.5×2.5≈100。也就是说,每一等的亮度相差2.5倍。

在没有街灯的夜晚,用肉眼能够看到的星星有多少?在大城市,观察星空会受到街灯的影响,往往只能够看到明亮的1等星或2等星。1等星以上的明亮天体,整个天空里只有21个,2等星有67个,合计88个。所以,某时某地的夜空中大概只能够看到其中的一半,约40个左右。越暗的星星,数量越多。

整个天空里3等星有190个(3等星以上的合计约280个),4等星有710个(4等星以上的合计约990个),5等星有2000个(5等星以上的合计约3000个),6等星有5600个(6等星以上的合计约8600个)。在街灯稀少的地区,只要观察条件好,视力好的人可以用肉眼看到6等星,这样计算的话,大概是都市里能看到的100倍,约4000个左右。

什么样的地点适宜观星?

观星当然要选街灯稀少的地区,另外,还要考虑以下因素。夜空中的星星,看上去像在眨眼。对我们来说,星星眨眼是夜空中的一大美景,但是,对天文学家来说,这实在是一种干扰。星星眨眼是大气不稳定而使星光扰动。观测天体最重要的是天体的成像不能扰动。因此,上空大气薄、海拔高的地点,对天文观测有利。天文观测适合选择海中的孤岛或者山顶。这是因为这些地点的风向固定,形成漂亮的“层流”。

通常,陆地上,空气的流动会随着地形而变化,容易产生“乱流”。典型的容易产生漂亮“层流”的地点是夏威夷岛的莫纳克亚火山。这里有很多世界大型望远镜。干燥的气候也是选择适宜天文观测地点的条件之一。这些地区晴天多,观测不受云层干扰。另外,大气中含水量高会影响大气的透明度,尤其是红外线和微波(波长在0.1~1毫米左右的无线电波)会被吸收掉。智利的阿塔卡马高地,气候干燥,是公认的适宜天文观测的地点。

智利,阿塔卡马高地,世界大型望远镜密布的地点,国际合作天文设施项目—ALMA射电望远镜群的所在地。

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