什么是角直径(角半径是什么意思)

为什么我们可以清晰地拍摄到几亿光年之外的星系和星云，但直到2015年才能获得更近的太阳系中冥王星的清晰照片？

因为距离只是决定物体成像效果的因素之一，并不是距离越近越容易成像。这就像在问，为什么我们能拍出很棒的木星照片，却拍不出我们留在月球上的火星车照片？毕竟火星车离我们更近。

经常让人惊讶的是，天空中的星系空看起来有多大？这是因为它们离我们太远了，我们用肉眼看不到它们，这意味着它们非常小。然而，情况并非总是如此。以我们的邻居仙女座菌株为例。距离我们250万光年。但是它在天空中占了多少位置空？一个点的大小？

再想想。这是一张仙女座星系的照片，它变亮了，更容易看到:

(编辑:由于在评论中多次出现，上图不应被认为是夜的真实影像空。这是一张由正常夜晚空和仙女座星系的图像叠加而成的图片，显示了它相对于月亮的大小，月亮实际上比你用肉眼看到的要亮得多)

我们肉眼几乎看不到仙女座星系的真正原因是它非常非常暗淡，而不是因为它非常小。

对望远镜一无所知的人，往往以为望远镜只是用来放大图像的。望远镜确实可以放大目标物体，但作用不止于此；它们也是光收集装置。你可能见过业余爱好者使用这样的大镜子:

这种设备通常被称为“光桶”，因为它们的主要目的是收集尽可能多的光，以便产生比你肉眼看到的更亮的图像。物体的放大几乎完全是通过更换目镜来完成的，放大率越低成像效果越好——更大的放大率实际上会散射光线，所以成像的画面反而会损失一些亮度和细节。

无论如何，让我们再次回到冥王星。冥王星非常非常小。当我们谈到天空中的东西有多大空时，我们用角直径来衡量。太阳的平均角直径约为32弧分，月亮的角直径也约为32弧分，所以它们看起来大小相同。而螺旋星云——俗称“上帝之眼”——大约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1/60。海王星呢？大约是2角秒，或者说是月球角直径的1/900。

冥王星呢？平均角直径约为0.06角秒，是月球角直径的1/32000。直观上，从我们的角度来看，你可以把32000颗冥王星排成一排，其宽度相当于满月的宽度，大致相当于月球上一个直径100米的圆。

与此同时，离我们很远的星系仍然占据着天空中大量的空室。其中，曹髦银河是我个人的最爱之一。它距离我们3200万光年，但仍然占据了天空的9弧分空。从我们的角度来看，它看起来是冥王星的9000倍。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下它的美丽照片:

这个话题我见过很多词，但只有一个就够了:大小。第二个词可能是“亮度”。

恒星、行星、矮行星等太阳系中的天体在宇宙学的语境中是极其微不足道的，因此可以用千米这样方便的小单位来测量。

比如冥王星距离地球约30个天文单位，而猎户座星云M42距离地球约1400光年，一光年约63000个天文单位。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。可惜冥王星的直径正好是2377公里，而猎户座星云的直径是24光年，也就是2270亿千米(227万亿)，是它的955亿倍。况且可怜的冥王星还没亮，而猎户座星云却亮得像几百颗星星。因此，在地球上，猎户座星云M42看起来比满月还要大，它足够亮，只需要曝光几秒钟就可以获得清晰的图像。

现在想想仙女座星系，它距离我们250万光年。它比猎户座星云M42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。大约有1万亿颗恒星在发光。因此，在地球上，这个星系看起来比满月还要宽5倍，其照相效果类似于猎户座星云M42。

为了说明这些观点，以下是本答案中讨论的三个目标对象；我在天文台用500mm的镜头拍摄了它们。红色箭头指示的几乎不可见的单个像素的位置是冥王星(拍摄于新视野号飞越的当天)。

作者:quora

张宇

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