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在討論這個問題之前,我們有必要了解一個天文學中的術語——“視星等”(Apparent Magnitude),這是一個專門描述人類用肉眼所觀測到的天體亮度的天文術語。“視星等”的說法起源於古希臘天文學家喜帕恰斯,他編制了一個包含 1022 顆恆星的恆星位置表,並把它們按亮度的高低分為了 6 個等級,規定等級越低的恆星,其目視亮度就越高。

到了1850年,英國天文學家普森將這 6 個等級進行了量化,即相鄰兩級之間的亮度差值為 2.512 倍,自此“視星等”這個概念就在天文學中得到廣泛的應用,為了更好地描述人們觀測到的所有天體,天文學家們又引入了“負星等”的概念,比如說人類在地球上用肉眼能看到的最亮的天體——太陽,其“視星等”就為 -26.71,而月亮的“視星等”卻為 -13。

一般認為“視星等”為 6 的天體就是人類肉眼所能看到的極限,但在觀測條件非常好的情況下,人類的肉眼其實還可以看到更暗一點的天體,因此我們可以將這個極限擴充套件到“視星等”為 6.5 的天體。有了以上的知識之後,我們就可以進入正題了。

人類肉眼能看到的最遠天體有多遠?

對於這個問題,其實天文學家早就給出了答案,我們不妨從恆星、星系以及特殊天體這三個方面來詳細介紹一下。

天體“視星等”的等級取決於兩個關鍵因素,第一是目標天體的發光能力,第二是目標天體與我們之間的距離,根據平方反比定律(物理量的強度總是會與距離的平方成反比)我們可以得出,相對而言後者的影響更大,正因為如此,人類用肉眼能看到的恆星其實是很少的,它們主要集中在幾千光年以內,大概如下圖所示。

如果某顆恆星的發光能力特別高,那麼我們也可以在更遠的距離上看到它,我們人類用肉眼能夠看到的最遠的恆星就是位於船尾座的“HD61227”,這顆恆星距離我們 40750 光年,“視星等”為 6.34,而排名第二的恆星就近了很多,它就是位於天鵝座的“HD188209”,距離我們 14825 光年,“視星等”為 5.60。

說完了恆星再來說星系,因為一個星系聚集了數以千億計的恆星,所以其發出的光線可以讓我們在更加遙遠的地方看到它。我們人類用肉眼能夠看到的最遠的星系是三角座星系(M33),它距離我們大約295萬光年,其“視星等”為5.72,而第二名就是我們熟悉的仙女座星系(M31)了,它距離我們大約254萬光年,其“視星等”為 4.36。

(上圖為三角座星系)

除此之外,在宇宙中還存在著一些能夠在短時間內釋放出巨大能量的特殊天體,比如說當一顆大品質恆星內部耗盡了核燃料之後發生的超新星爆發,又或者兩顆中子星劇烈撞擊等等,在這種情況下,這些特殊天體就會釋放出威力無與倫比的伽馬射線暴以及速度接近光速的粒子噴射流。

雖然伽馬射線是人類的肉眼無法看到的,但這些高能事件中產生的高速粒子噴射流卻是可以製造可見光的,當這些粒子噴射流衝擊周圍的星際物質時,會對其產生非常劇烈的加熱作用,從而釋放出超級耀眼的光線,如此明亮的光線,即使是相隔上億光年,也有可能被我們用肉眼觀測到。

那麼如果將這類天體也包括在內,人類肉眼能看到的最遠天體有多遠呢?對此,天文學家給出令人吃驚的答案——75億光年!

2008年3月19日,NASA的“Swift”探測器(Swift Gamma-Ray Burst Mission)首先探測到來自牧夫座方向的伽馬射線暴,隨後很多其他的望遠鏡也迅速對準了這個方向,在接下來的時間裡,人們觀測到了此次宇宙高能事件的餘暉(高速粒子噴射流產生的可見光)。這次爆發事件編號為“GRB 080319B”,觀測資料顯示,其餘暉的“視星等”為5至6的水平,這就意味著,在當時的地球上,人類只需要用肉眼就可以看到它。

根據位於智利境內的“甚大望遠鏡”(VLT)的測定,“GRB 080319B”的爆發源與地球之間的距離高達75億光年,打破了之前人類肉眼能看到的天體的最遠記錄。值得一提的是,由於光速的限制,“GRB 080319B”發出的光線其實是經歷了75億年的時間才到達地球,也就是說,在“GRB 080319B”爆發的時候,我們的太陽都還沒有誕生。

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