一个晴朗的夜晚,在城市里我们只能在天空中看到几颗星星。如果在野外或者乡下的夜晚,我们就能看到漫天的繁星。如果你有在夜间坐飞机的经历,你回想下当你望向窗外你看到了什么?对,什么也看不到!这时你可能会想在云层之上的飞机不应该像天文馆那样,能看到更多的星星吗?
这和我们小时候已经观察到的一个现象十分相似,我们先分析下哪些因素会影响我们看星星。
像大多数大城市一样,在光线污染严重的地方,即使有晴朗的夜晚,也只能看到最亮的恒星和行星。星光为了进入你的眼睛,它必须与周围所有其他光源竞争。像北京、上海这样的大城市夜空被一种叫做“天光”的现象严重污染,整个城市被笼罩在一层光幕之下,通常在晚上你只能看到几十颗星星,甚至会看不到。
这种光污染非常严重,就算晚上没有月亮也没有关系,眼前一片光明!
然而,在郊区或农村地区,情况就会发生改变。当然,仍有相当数量的光污染,但你能看到的星星数量将从100颗以下升至1000颗左右!如果没有月亮,我们还可以用肉眼看到最亮的星云,比如仙女座星云。但我们在一个真正黑暗的地方看天空呢?
可见恒星的数量将升至6000至45000颗之间,在没有月亮的夜晚,银河系变得清晰可见,恒星的不同颜色也很明显。
在远离城市的比较黑暗的地方,没有月亮,没有过度的灯光,我们也可以看到银河系的轮廓。
我们使用博尔特暗天尺度(Bortle Dark-Sky Scale)来衡量居住地夜空的质量,随着银河系平面的颜色逐渐显现,黄道光和对日照(从太阳系平面的尘埃反射的太阳光)等更为罕见的景象也将出现在壮观的夜景中。
即使在最理想的黑暗天空,一个简单的自然现象也会破会这些美好的景色。
首先就是云层。再就是如果大气湍流严重,也会干扰到晴朗的天空。
所有这些因素,光污染、云层和大气湍流都会影响天文观测者的观测结果。如果你打算使用望远镜观测天空,这三个因素将会对你产生更严重的影响。这就是为什么,我们要将望远镜安置在以下两个地方。
一个是海拔很高的地方,将会减少光污染、云层和大气带来的影响。
甚至我们人类将望远镜发射到太空。
考虑到以上这些因素,你可能会认为夜晚在离地面约9000多米的飞行上是观赏夜空奇观的理想场所。
但是如果你在晚上从飞机的窗户往外看,你可能会看到月球,或者一些最亮的行星(如火星、木星或金星),包括地球的城市夜景,但除此之外什么也看不到。
如果你根本没看过,或者看了当时没在意,下次你可以亲自验证一下,真的看不到多少星星!这是为什么呢?
这个现象其实大家小时候都应该注意到了,也会很容易理解这一点。如果屋里开着灯,我们会发现外面变的很黑,什么也看不到。
此时从房子外面,有人可以清楚的看到你在做什么。但是如果你想看看外面发生了什么,你需要把屋里的灯关掉,估计我们小时候都这样干过,灯一开,外面变黑了,灯一关,外面又变亮了。
一般来说,你待的地方要比你想看的地方暗一些,否则你什么也看不见。
那么在飞机上是怎么回事呢?
因为机舱里面总是亮着灯,这严重限制了我们能透过窗户看到的东西!这是你不能从飞机的窗户看到夜空繁星的唯一原因,这确实有点太简单了!不过真的是这样。
如果你设法说服工作人员关掉所有的机舱灯,或者你乘坐一架1940年或更早的没有内部灯的飞机,你可以看到类似下面的夜空。
事实上,在有翼飞机的早期,当时称为比空气重的飞行器,飞行员过去常常随身携带六分仪(测量远方两个目标之间夹角的光学仪器),实际上是靠星星导航的,就像在GPS出现之前的海员一样!
这张的照片是,一位飞行员正在阅读英国皇家空军一架1940年旧飞机上的六分仪。
如果没有飞机机舱的灯光,你将能看到最美的夜景。天文学家们非常清楚这个事实,所以NASA就拥有一架安装了望远镜的飞机:SOFIA!
所以,如果下次你想从飞机的窗外看星星,就和飞行员的关系搞好,让他们关灯就行了。通过小窗户,整个宇宙都是你的了!