人的眼睛最远能够看到多远的星体?

在天气晴好的夜空 , 我们抬头仰望 , 整个夜幕之上繁星点点 , 似乎都在静静地关注着地球 , 同时也向我们展示出宇宙的浩瀚和博大 。 据科学家们统计 , 夜空中用肉眼能够直接观测到的星星大约有6000多颗 , 其中绝大部分都是恒星 , 而且距离地球普遍没有超过1000光年 。 那么 , 我们人眼所能看到的最远星球 , 距离地球会达到多少呢?
人的眼睛最远能够看到多远的星体?
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人眼能够一下子就观察到外界的物体 , 不是因为人眼看东西的速度非常快 , 而是来自物体发生的光线、或者反射出来的光线到达人眼中之后 , 通过眼球的折射 , 并在视网膜上成像 , 然后通过视网膜上的视杆细胞和视锥细胞 , 来形成对于光线强弱和颜色组合的刺激信号 , 通过视神经系统传递到大脑的视觉中枢中 , 最终通过处理产生关于物体的亮度、颜色、轮廓等基本信息 , 我们才能做出关于物体的形状、大小、明暗等方面的判断 。
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人的眼睛最远能够看到多远的星体?】由于人眼的生理结构限制 , 对于可视物体存在着一定的极限 , 这种极限主要表面在两个方面 , 一个是物体的大小 , 即物体的分辨率 , 理论上的最小值为0.2微米 。 另外一个就是物体的明暗 , 物体表面发出的光线强度越大 , 在相同的距离下引起人眼视觉细胞刺激的能力就会越强 , 我们看见或者看清它就会越容易 。
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对于宇宙天体来说 , 我们在地球上能否观测到它们 , 主要取决于上面两个因素 , 而其它的一些因素 , 比如天气状况、云层厚度、空气污染水平以及光污染影响等 , 我们在一定程度上都可以通过选择合适的时机以及区域来最大化地进行避免 。 由于星体的大小本身是一个固定值 , 我们在地球上观测出它们的大小 , 则直接与距离有关 , 太阳系的一些行星因为和地球距离较近 , 虽然本身不发光 , 但是反射的太阳光线也会引发人眼的视觉刺激 , 因此我们还是会比较容易地在夜空中看到水星、金星、木星、土星 , 距离再远的行星 , 比如天王星和海王星我们则很难用肉眼捕捉到 , 而太阳系外的其它恒星系中的行星 , 我们更无法通过肉眼观察到 。
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那么 , 对于太阳系以外的恒星 , 我们在地球上观察到它们的亮度 , 则与它们本身的辐射强度以及与地球的距离两个因素密切相关 。 在天文观测中 , 科学界提出了两个概念来反映它们对观测结果的影响 。 第一个是星体的绝对星等 , 即在与星体距离32.6光年(10秒差距)处星体的亮度值 , 这个值是一个客观值 , 与星体大小、表面温度和辐射强度相关 。
另一个是星体的目视星等 , 即在地球上观测到的星体亮度值 , 这个值是一个主观值 , 本身并不反映星体的实际状态 , 只是在地球上的观察结果 , 目视星等的大小与该星体与地球间的距离密切相关 , 并且以星体的绝对星等为基础 , 目视星等与绝对星等之间存在着一个换算关系 , 即:m=M-lg(L0/L) , 其中m和M分别为该星体的目视星等和绝对星等 , L0为32.6光年 , L为星体与地球的距离 。 对于目视星等来说 , 其值越小 , 则代表该星体在地球上看到的亮度越大 , 在人眼生理结构的限制下 , 只能看到目视星等在6.0以下的星体 。
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按照这个标准 , 如果对于单一的恒星来说 , 正好处于6.0左右目视星等的恒星 , 理论上可以视为人眼能够看到最远的星体 。 根据观测 , 距离地球约7500光年的海山二 , 在地球上的目视星等为6.12 , 刚刚超出人眼可视极限 , 但由于海山二是一颗变星 , 在一些时期其亮度会骤然增大 , 在地球上有一定的几率可以被肉眼所捕捉到 , 所以 , 我们可以初步判定 , 人眼所能看到的最远单一恒星为海山二 。
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我们在夜空中看到的星星 , 其实有一些并非是单独的恒星 , 而是遥远的星系 , 由于距离实在是过于遥远 , 那些星系中的大质量恒星所发出的光线形成了一个“组合体” , 到达地球上时人眼所能看到的可能是一块光斑 , 抑或是一个暗淡的亮点 。 从银河系所处的空间位置来看 , 除了四个比较近的星系(大麦哲伦星系、小麦哲伦星系、三角座星系、仙女座星系)外 , 周围还有几十个小点的星系 , 共同构成了本星系群 。 在地球上肉眼能够看得到的星系 , 也只有这四个距离较近的星系 , 从距离的数值来看 , 三角座星系距离地球最远 , 达到300万光年 , 它是拥有众多巨大变星的星系 , 直径在5万光年左右 , 总规模小于仙女座和银河系 , 位居本星系群的第三位 。 根据观测 , 三角座星系的目视星等值为5.72 , 处在肉眼可见的极限范围之内 , 在晴朗以及观测条件较好的夜空条件下 , 人们还是可以发现这个相对于仙女座要暗淡许多的光斑存在 , 其位置比较靠近仙女座 。