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BA趣闻数学:太阳比有史以来观测到的最暗弱天体亮了令人难以置信的程度。 真的。

了解太阳的亮度比我们见过的最暗天体高出多少倍,其天文数字惊人!

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[BAFacts 是我每天发布的简短、可推特发布的关于天文学/太空的知识。有时,它们需要一点数学解释。这些数学知识很简单,而且增加了许多酷炫的知识,我将这些知识传达给您!不客气。]


今天的 BAFact:太阳比我们见过的最暗天体亮多少倍?大约是阿伏伽德罗常数倍。

昨天和前天我写了关于太阳比月亮亮多少倍,以及太阳比你能看到的、最暗的星星(请注意,这里我指的是 *视亮度*,也就是它在天空中有多亮,而不是它实际有多发光)。我还有一点要补充。很多年前,我曾在一个叫做 STIS 的哈勃太空望远镜相机上工作

- 太空望远镜成像光谱仪。当时,它是飞入太空的最灵敏的相机,我经常惊叹于我们用它看到的景象。

哈勃进行了一系列称为“深场”的观测:它盯着天空的一个区域看上几天,让来自极其暗淡天体的光线累积起来,以便能够探测到它们。对于南深场

,STIS 被用来观测一种特殊的星系,一个类星体

,名为J2233-606

。总观测时间超过 150,000 秒——近两天!我处理过这些图像,并与一位朋友聊过它们。我们对能看到的物体数量感到惊讶,那些遥远的星系如此暗淡,以至于它们没有名称、没有分类,因为以前从未有人见过它们。通过计算,我们发现我们能看到的物体中最暗的星等约为 31.5。这*非常*暗。究竟有多暗?用肉眼能看到的,最暗的星星星等约为 6。使用我之前写过的星等方程,将这些数字代入,我们得到亮度比 = 2.512^(31.5 - 6)) = 2.512^25.5 =160 亿。哇。但我们可以做得更好。*好得多*。毕竟,太阳当然是天空中最亮的物体,星等为 -26.7。仅仅是为了好玩,太阳比我们见过的最暗物体亮多少倍?亮度比 = 2.512^(31.5 - (-26.7)) = 2.512^58.2 =

2 x 10^23

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嗯。这是200,000,000,000,000,000,000,000200 百万万亿。我的天哪。这个数字让我脑子都炸了。太离谱了。百萬萬億根本就是个无法理解的数字。200 个?开玩笑吧!但是,等等…… 2 x 10^23 这个数字对你来说熟悉吗?对我来说是熟悉的:它和阿伏伽德罗常数

的量级(10 的幂)相同!这是一个元素一摩尔中所含的原子数量,而摩尔

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是 12 克纯碳-12 中所含的原子数量。我知道,这是一个奇怪的单位,但它在化学中很有用,而且很多(书呆子)人都听说过它。阿伏伽德罗常数实际上约为 6 x 10^23。所以,如果我们能探测到比这个星等暗一点点的恒星或星系,太阳与这些天体的亮度比将是阿伏伽德罗常数。嗯。我不确定这有帮助,但从非常极客的角度来看,这很有趣。这就是科学。我爱这些东西!


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