在觀測條件良好的夜空中,我們總是可以看到滿天的星星,在我們的看來,似乎整個宇宙都盡收眼底。然而宇宙的浩瀚遠超我們的想象,實際上,我們在夜空中看到的星星只是銀河系極小的一部分,而在可觀測宇宙中卻存在着上萬億個星系,銀河系只不過是其中的一員而已。
夜空中肉眼可見的星星絕大部分都是恆星,根據平方反比定律,光照強度會隨着距離的平方線性衰減,因此當恆星與我們的距離達到一定程度的時候,我們就很難用肉眼看到它們了,在不借助任何觀測工具的情況下,我們在夜空中看到的恆星大多數都集中在5000光年之內(下圖中的圓圈裏)。
如果恆星本身的光度很高,這個範圍還是可以再大一些的,例如位於船底座的“海山二”(注:這是一個恆星系統,至少擁有兩顆恆星),其總體光度高達太陽的590萬倍左右,以至於即使它距離我們7500光年,我們也可以看到它,而“海山二”通常也被認為是距離我們最遠的肉眼可見的恆星。
天文學中通常用“視星等”來描述人類用肉眼所觀測到的天體亮度,視星等的數值越小,天體亮度就越高,並且可以取負數,數值每相差1,天體的亮度就相差2.512倍,例如太陽的視星等為-26.71等,滿月的視星等為-13等。
一般認為,人類用肉眼最多隻能看到視星等為6等的星星,根據天文學家的統計,天空中能夠達到這種要求的星星大約有7000顆左右,考慮到我們在地球表面的任何位置,都只能看到一半的星空,因此實際上我們所看到的滿天繁星,其數量只有3000多顆。
除了恆星以外,我們在夜空中看到的星星之中還包括運行在太陽系內的行星,雖然行星本身是不發光的,但是它們卻可以反射來自太陽的光線,再加上它們距離我們又非常近(相對於其它恆星而言),所以在我們的眼中,這些行星與天空中的其它恆星沒有什麼區別,都是星星。
在太陽系的行星中,我們單憑肉眼就可以看到水星、金星、火星、木星和土星(天王星和海王星因為距離地球有點遠,所以無法被我們看到),其中金星距離我們最近(金星距離地球最近時只有4000多萬公里),其亮度也是最高的(視星等最高可達-4.92等)。
除此之外,我們還可能在夜空中看到兩種特殊的“星星”,第一種是人造衞星,人造衞星一般都配備了太陽能電池板,當太陽、人造衞星與站在地球表面上的我們剛好形成特定的角度時,太陽發出的光就會通過人造衞星的太陽能電池板反射到我們眼裏,於是我們就可能會認為自己看到了一顆星星。
值得一提的是,由於人造衞星在一直在運動,這種特定的角度一般維持不了多長時間,因此人造衞星的發光通常都是在夜空中一閃即逝,並且還具備某種運動狀態,所以在有些時候,它們會被人們誤以為是“UFO”(不明飛行物)。
第二種則是宇宙中發生的高能事件在短時間內產生的可見光。當宇宙中發生超新星爆發、中子星碰撞等高能事件時,會產生強大的伽馬射線暴和物質噴射流,伽馬射線我們是看不到的,但速度極高的物質噴射流則會異常猛烈地衝擊附近的星際物質,從而產生大量的可見光。
這種超級耀眼的光線就算是距離我們非常遠,也有可能被我們直接看到,比如説在2008年的時候,科學家就觀測到了一次編號為“GRB 080319B”的高能事件,觀測數據表明,此次事件的爆發源位於牧夫座方向,距離我們大約有75億光年,但其視星等卻達到了5.8等。
也就是説,如果當時地球上有一個視力較好的人正在仰望這片天空,那麼他就可能看到了“GRB 080319B”,不過在他的眼中,這只是夜空中一顆暗淡的星星而已,根本就不會去注意。