越近的星系我们就能看得更清楚吗？不，亮度和大小才是关键因素

　　为什么我们能够清楚拍摄到数亿光年之外的星系和星云，但直到2015年才能拍到更近距离的太阳系中冥王星的清晰照片呢？
　　由于距离只是决定物体成像效果的要素之一，因此并不是距离越近就越易成像。这就像是在问，为什么我们能拍下很赞的木星照片，却不能给我们留在月球上的漫游者拍照？毕竟漫游者距离我们更近。
　　经常使人们惊奇的是，天空中的星系看起来到底有多大？这是因为它们距离我们非常远，因此我们无法用肉眼看到它们，这就意味着它们非常小。然而，情况并非总是如此。以我们的邻居仙女座为例，它距离我们有250万光年。但它在天空中占据了多少位置呢？一个点状物的大小？
　　再想想。这是一张被调亮更容易看清楚的仙女座星系图片：
　　（编辑：由于它在评论中出现了很多次，上面的图片不应该被认为是夜空的真实图像。它是由正常夜空和仙女座星系的图像叠加而成的图片，显示了其相对于月球的大小，实际上比你肉眼能看到的要亮得多）
　　我们肉眼很难看到仙女座星系的真正原因是因为它非常非常昏暗，而不是因为它非常小。
　　不了解望远镜的人往往认为它们只是用来放大小的图像。望远镜的确能放大目标物体但它们的作用不止如此；它们还是光收集装置。你可能见过业余爱好者用这样的大反射镜：
　　这种设备通常被戏称为光桶，因为它们的主要目的是收集尽可能多的光线，以此产生一个比你肉眼所能看到的更亮的图像。物体的放大几乎完全是通过更换目镜来完成的，且放大倍数越低，成像效果越好更大的倍数实际上会将光线散射出去，因此反而会丢失成像图片的一些亮度和细节。
　　不管怎样，再次回到冥王星的话题上来。冥王星很小，非常，非常小。当我们谈论天空中某物有多大时，我们使用角直径来衡量。其中太阳的平均角直径约为32弧分，月球的角直径也大约是32弧分，所以它们看起来一样大。而螺旋星云通常被称为上帝之眼约为16弧分，是太阳大小的一半。木星大约是30弧秒，或半弧分月球的160。海王星呢？大约是2弧秒，或月球角直径的1900。
　　冥王星呢？平均角直径约为0。06弧秒，是月球角直径的132000。从视觉上我们的角度来看，你可以把32，000颗冥王星排成一排，则它的宽度相当于满月的宽度，它大概相当于月球上一个直径为100米的圆。
　　与此同时，距离我们非常非常遥远的星系仍然占据着天空中大量的空间。其中草帽星系是我个人最喜欢的星系之一，它距离我们3200万光年，但仍然占据了天空9弧分。从我们的角度来看，它看起来是冥王星的9000倍大。这就是为什么，即使它离我们很远，我们仍然可以在地球上拍摄到它美丽的照片：
　　关于这个话题，我看到了很多词汇，但只有一个就足够了：大小。第二个词可能是亮度。
　　恒星、行星、矮行星和其他太阳系天体在宇宙学的背景下是极其微不足道的渺小，因此可以用像千米这样方便的小单位来测量。
　　例如，冥王星距离地球大约有30个天文单位，猎户座星云M42则距离地球有1400光年，一光年大约是63000个天文单位。通过简单的数学计算表明，猎户座星云的距离大约是冥王星的300万倍。不幸的是，冥王星的直径正好是2，377千米，而猎户座星云的直径是24光年，即227，000，000，000，000，000千米（227万亿），是它的955亿倍。此外，可怜的冥王星还不发光，而猎户座星云的发光却相当于几百颗恒星的亮度。因此在地球上，猎户座星云M42看起来比满月还要大，也足够亮，只需几秒钟的曝光就能拍摄到清晰的照片。
　　现在想想仙女座星系距离我们有250万光年远，它比猎户座星云M42的距离远1786倍。但该星系的直径约为22万光年，比猎户座星云大9200倍，有大约1万亿颗恒星发出的光。因此在地球上，这个星系看起来比满月宽5倍，在摄影上的效果和猎户座星云M42相似。
　　为了说明这些观点，以下是本回答中讨论的三个目标物体；我在观测台用一个500毫米的镜头拍摄了它们。其中红色箭头指示的几乎不可见的单一像素所在位置是冥王星（拍摄于新视野号飞掠当天）。
　　BY：quora
　　FY：张雨
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