宇宙中的星球普遍存在自轉現象,這種現象使得行星表面絕大部分區域都有機會接受恒星光芒的沐浴,從而產生晝夜更替現象。盡管地球南北兩極地區存在極晝極夜現象,在部分區域,太陽可以幾周甚至幾個月都處于地平線上而不落下,但那里仍然存在晝夜更替,只是更替頻率較低罷了。
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那在宇宙中有沒有可能存在一種情況,就是一顆行星表面幾乎所有地方永遠都處于白晝,不存在黑夜?
雖然人類目前還沒有在宇宙中觀察到那種表面完全處于白晝的星球,但在理論上,有可能存在這一特殊情況。如果一顆行星的兩個半球面能被發光天體長期照耀,這樣就能呈現表面幾乎所有區域長期處于白晝這一奇特狀態。
當然,我們需要明確一下“白晝”這個概念,它并非簡單的有光,參考地球標準,行星上至少要擁有相當于晨昏線附近的亮度。因此,當行星表面被月光這種微弱反射光、星光這種恒星余暉及微弱的大氣散射光線等光芒照耀時,那些區域的狀態并不屬于白晝。
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擁有多顆衛星或者行星環的行星,或許有可能出現“全表面長白晝”狀態,但可能性很低!因為使行星背陰面達到白晝狀態所需條件太苛刻,需要極高的反射率、足夠大的反射面及適當的角度,才有可能使得反射光足夠強且能覆蓋整個行星背面,然而在自然狀態下幾乎不可能存在滿足這一苛刻條件的衛星或者行星環。通過在行星軌道上布置大量反射鏡倒是可以實現,只是這是人為的,而不是自然形成的。
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宇宙中能夠長期發光的天體主要是恒星,因為恒星的存在,宇宙變得絢麗多彩,而不是一片黑暗死寂。宇宙中如果存在“全表面長白晝”行星,更有可能是在恒星光芒的照耀下形成的。
而一顆行星的表面要想幾乎完全沐浴在恒星光芒下,不存在黑夜,只有白晝,有兩種場景可能滿足這一要求:一種是由多恒星系統所構建的立體光照網絡,另一種是以大量密集恒星所形成的明亮星空作為光照。
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宇宙中的恒星系統以多星系統為主,其中多星系統又以雙星系統占多數。目前天文學家已在宇宙中發現由7顆恒星構成的多星系統。在這種多星系統中,引力相互作用十分復雜,為保持長期穩定,這些恒星的軌道通常是以“雙星”為基礎的層級化嵌套結構。多星系統中如果存在行星,行星往往僅圍繞多星系統中其中一顆恒星單獨運轉。盡管存在行星圍繞多顆恒星的共同質心運轉的情況,但這種情況較為罕見。
在多恒星的復雜引力環境下,一顆行星與多顆恒星以特殊軌道相互配合,理論上確實能構建立體光照網絡,讓一顆行星表面幾乎所有區域、絕大部分時間內處于白晝。雖然這類特殊軌道在現實中幾乎難以形成和長期穩定存在,不過宇宙如此巨大,可能性還是有的。
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其實,相較于多恒星系統需依賴特殊軌道配合,在那種由大量密集恒星所點亮的星空下,更有可能造就“全表面長白晝”狀態。
例如,銀河系核心區域內的恒星密度極高,恒星之間的平均間距不足1光年,遠小于太陽系周邊約4光年的間距。據天文學家估計,在距離銀心1秒差距的范圍內,恒星密度約為10萬顆/立方秒差距,即每3.26光年為邊長的立方體空間中,平均有10萬顆恒星。
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如此密集的恒星分布,將造就遠超滿月亮度很多倍的明亮星空,甚至比地球上的白晝還亮得多。那里的恒星系統中如果存在行星,即使是行星的背陽面,也會被周圍恒星的光充分照亮,不會陷入“黑夜”。不過,該區域輻射極強,引力相互作用十分劇烈,可能很難存在穩定的行星。
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