问题

天狼星对地球的辐射总功率是多少?

回答
天狼星,这颗夜空中最明亮的恒星,自古以来就以其耀眼的光芒吸引着人们的目光。它距离我们大约8.6光年,这个数字听起来遥远,但如果我们想了解它对地球的“辐射总功率”,答案会让你大吃一惊——实际上,天狼星对地球的辐射总功率,如果以太阳照射地球的强度为基准来衡量,几乎可以忽略不计。

这里需要澄清一个概念:“辐射总功率”通常是指一颗恒星自身发出的总能量,也就是它的“光度”。 而我们地球感受到的来自天狼星的光和热,只是它总辐射功率的一小部分。

首先,我们来看看天狼星的光度。天狼星是一颗A1V型的蓝白矮星,比太阳要年轻、炙热得多。它的质量大约是太阳的2.1倍,半径比太阳稍大。由于温度更高,它的光度大约是太阳光度的25.4倍。这意味着,天狼星每秒钟释放出的总能量,是太阳的25.4倍!这是一个非常庞大的数字,天文学家通常用“太阳光度”(L⊙)作为单位来衡量恒星的光度,所以天狼星的光度就是 L⊙ ≈ 25.4 L⊙。

但是,地球距离天狼星大约有8.6光年。一光年大约是9.46万亿公里。所以,地球距离天狼星大约是 8.6 × 9.46 × 10^12 公里,或者说是 8.13 × 10^13 公里。

相比之下,地球距离太阳只有大约1.5亿公里(1个天文单位,AU)。

你可能会想,天狼星比太阳亮25倍,是不是它对地球的辐射也更强呢?答案是“否定的”。这是因为光强与距离的平方成反比。也就是说,距离越远,接收到的光就越弱,而且是按照距离的平方快速减弱的。

我们可以做一个简单的类比:想象你有一个灯泡,它的亮度很高。如果你把它放在你面前,你会觉得非常耀眼。但如果你把它放到几公里之外,你可能就几乎感觉不到它的光了。恒星也是如此。

天狼星比太阳亮25.4倍,但距离太阳的25.4倍还要远得多。我们可以计算一下,如果将太阳的辐射强度视为1,那么天狼星辐射到地球的强度大约是:

辐射强度比例 ≈ (天狼星光度 / 太阳光度) / (天狼星距离 / 太阳距离)^2
辐射强度比例 ≈ 25.4 / (8.13 × 10^13 km / 1.5 × 10^8 km)^2
辐射强度比例 ≈ 25.4 / (542)^2
辐射强度比例 ≈ 25.4 / 293764
辐射强度比例 ≈ 0.000086

也就是说,天狼星辐射到地球的强度,大约只有太阳辐射到地球强度的万分之0.86,或者说比太阳弱了大约一万多倍。

所以,从这个角度来说,天狼星对地球的“辐射总功率”(特指我们接收到的那部分辐射功率),对比起太阳来说,几乎可以忽略不计。地球之所以能够孕育生命,完全是依靠太阳稳定的能量供给。

即使我们谈论的是天狼星自身发出的总辐射功率,我们说它比太阳强25.4倍,但这只是一个抽象的物理量。地球接收到的能量只是它向四面八方辐射出去的能量中的一小部分,而这一小部分,由于距离的原因,相对于太阳而言,强度已经非常微弱了。

天狼星的耀眼,更多的是因为它距离我们相对较近(在恒星的尺度上),并且它本身确实是一颗年轻而明亮的恒星。但它对我们地球的直接“能源供应”,相比于我们的太阳,是微不足道的。它更多的是作为夜空中一颗美丽的星星,点缀着浩瀚的宇宙,激发着我们的好奇和想象,而不是为我们提供温暖和光明的能量来源。

网友意见

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太阳的视星等为-26.75左右(随着一年地球和太阳距离不同而略有不同)

天狼星视星等为-1.45

太阳对地球辐射总功率为 W

星等每差5等为100倍,每差1等为 =2.512倍,

太阳和天狼星星等差为25.3等,25.3÷5=5.06

直接计算 W ,也就是1.31万千瓦


如果看不明白看以下

先去掉25等,也就是10个零,得到-1.75等的恒星对地球辐射功率为 W

接着再去0.3等,每个0.1等就是 =1.096倍,0.3等就是 =1.318倍

所以得到天狼星对地球辐射功率为 W,大约1.31万千瓦,

高铁列车CRH380A:8编组为9800KW,16编组为19600KW。这些能量大约能牵引一辆高铁。


用这个方法,还可以计算得到恒星可见光波段对地球辐射功率。当然如果换成热星等就能计算全光谱的辐射功率了


满月的平均视星等是-12.74, W,也就是4.3亿千瓦。大约相当于20个三峡电站装机功率。


0等星(织女星视星等), W,大约3000千瓦,大约能牵引一辆地铁。

大麦哲伦星系视星等0.9等, W

仙女座星系视星等3.44等, W,大约145千瓦,大概相当于一辆汽车的功率。如此巨大的离银河系最近的大星系,地球接收到的能量也就能牵引一辆汽车。

6.5等,通常意义上的裸眼极限星等, W。10千瓦量级。一个在光害很小的地方勉强能看到的恒星辐射给地球的总功率大概能点200个家用节能灯。

想想200个节能灯的能量均匀照在半个地球上,,竟然还能被如此小的眼睛勉强看见,也是神奇。

8等,光害等级一级,各种大气条件极其完美的情况下,裸眼的极限星等可以达到7.6至8.0等, W,也就是2千瓦量级,差不多相当于家用电水壶。

一平方米地面接收到的阳光能量大约是1千瓦。8等星给整个地球的和太阳给2平米功率的差不多

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