为什么我们可以看到数亿光年外的星系 几万亿光年的星系怎么发现的

我们知道在宇宙空间中 , “千米”这个地球上常用的距离单位是不够用的 , 在太阳系中我们可以用地球到太阳的距离 , 也就是1.5亿千米作为距离度量单位 , 称为一个“天文单位” , 比如火星公转轨道到太阳的距离大约为1.38至1.66个天文单位 。

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星空观测中的看到和看清
而到了太阳系以外 , 更大的宇宙空间 , 我们一般就用“光年”这个距离单位了 , 我们知道光速一秒钟可以达到30万千米 , 差不多能够从地球到达月球 , 那么光走一年时间的距离 , 那是难以想象的遥远 。比如说 , 距离太阳最近的恒星 , 也就是比邻星 , 距离大约为4.2光年 , 也就是我们现在看到比邻星发出的光 , 都是4.2年前从比邻星出发的 。
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太阳系邻近星际空间示意图
那么 , 为什么我们能够看到几百万光年 , 甚至数亿光年距离远的星系 , 却看不清一光年内的星球?其实这个问题中涉及到两个不同的概念 , 一个是“看到” , 另一个是“看清” , 很显然看到星系的要求 , 比看清星球的要求要低得多 , 目前我们人类的天文望远镜 , 比如哈勃望远镜 , 能够看到数十亿光年外 , 乃至上百亿光年外的星系 。
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哈勃望远镜
就星球的角度来说 , 哈勃望远镜也能看到140万光年以外的恒星 。既然 , 哈勃望远镜能够看到上百亿光年外 , 那么能不能用来观测太阳系内近距离的星球呢?比如能不能对水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星进行观测 , 由于这些天体都在太阳系内 , 距离地球都很近 , 那么哈勃望远镜是不是就能够像显微镜那样观测这些行星呢?
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哈勃望远镜拍摄的距离地球46亿光年的“星系团”
这个答案显然是否定的 , 因为能够“看到” , 并不能实现“看清” , 要看清行星表面 , 是一个极高的要求 , 而哈勃等望远镜的分辨率决定了难以实现“看清” 。哈勃望远镜角分辨率为0.06角秒 , 如果哈勃望远镜在距离地面550千米的轨道上 , 观测地球 , 能够分辨出25厘米左右的物体 。如果用来观测太阳 , 那么一个像素的距离将会达到67千米 , 如果用来观测天王星 , 那么一个像素的距离将会达到1230千米 , 根本无法看清 。
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朱诺号拍摄的木星景观
因此 , 对于这些太阳系内行星的拍照观测 , 我们人类都是通过发射探测器来实现的 。实际上 , 我们知道哈勃望远镜在观测宇宙时 , 只能看到发光的天体 , 主要是恒星和星云 , 而对于像地球那样本身不发光的行星 , 是无法观测到的 , 也就是无法看到的 。我们对于太阳系外的行星 , 发现他们的方法主要是利用“掩星法”来实现的 , 至于那些太阳系外的行星表面情况 , 我们人类都是没有真正看到过的 , 那些“超级地球”的影像 , 都是我们假想的 。
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【为什么我们可以看到数亿光年外的星系 几万亿光年的星系怎么发现的】哈勃望远镜拍摄的火星