宇宙中的星球普遍存在自转现象,这种现象使得行星表面绝大部分区域都有机会接受恒星光芒的沐浴,从而产生昼夜更替现象。尽管地球南北两极地区存在极昼极夜现象,在部分区域,太阳可以几周甚至几个月都处于地平线上而不落下,但那里仍然存在昼夜更替,只是更替频率较低罢了。
那在宇宙中有没有可能存在一种情况,就是一颗行星表面几乎所有地方永远都处于白昼,不存在黑夜?
虽然人类目前还没有在宇宙中观察到那种表面完全处于白昼的星球,但在理论上,有可能存在这一特殊情况。如果一颗行星的两个半球面能被发光天体长期照耀,这样就能呈现表面几乎所有区域长期处于白昼这一奇特状态。
当然,我们需要明确一下“白昼”这个概念,它并非简单的有光,参考地球标准,行星上至少要拥有相当于晨昏线附近的亮度。因此,当行星表面被月光这种微弱反射光、星光这种恒星余晖及微弱的大气散射光线等光芒照耀时,那些区域的状态并不属于白昼。
拥有多颗卫星或者行星环的行星,或许有可能出现“全表面长白昼”状态,但可能性很低!因为使行星背阴面达到白昼状态所需条件太苛刻,需要极高的反射率、足够大的反射面及适当的角度,才有可能使得反射光足够强且能覆盖整个行星背面,然而在自然状态下几乎不可能存在满足这一苛刻条件的卫星或者行星环。通过在行星轨道上布置大量反射镜倒是可以实现,只是这是人为的,而不是自然形成的。
宇宙中能够长期发光的天体主要是恒星,因为恒星的存在,宇宙变得绚丽多彩,而不是一片黑暗死寂。宇宙中如果存在“全表面长白昼”行星,更有可能是在恒星光芒的照耀下形成的。
而一颗行星的表面要想几乎完全沐浴在恒星光芒下,不存在黑夜,只有白昼,有两种场景可能满足这一要求:一种是由多恒星系统所构建的立体光照网络,另一种是以大量密集恒星所形成的明亮星空作为光照。
宇宙中的恒星系统以多星系统为主,其中多星系统又以双星系统占多数。目前天文学家已在宇宙中发现由7颗恒星构成的多星系统。在这种多星系统中,引力相互作用十分复杂,为保持长期稳定,这些恒星的轨道通常是以“双星”为基础的层级化嵌套结构。多星系统中如果存在行星,行星往往仅围绕多星系统中其中一颗恒星单独运转。尽管存在行星围绕多颗恒星的共同质心运转的情况,但这种情况较为罕见。
在多恒星的复杂引力环境下,一颗行星与多颗恒星以特殊轨道相互配合,理论上确实能构建立体光照网络,让一颗行星表面几乎所有区域、绝大部分时间内处于白昼。虽然这类特殊轨道在现实中几乎难以形成和长期稳定存在,不过宇宙如此巨大,可能性还是有的。
其实,相较于多恒星系统需依赖特殊轨道配合,在那种由大量密集恒星所点亮的星空下,更有可能造就“全表面长白昼”状态。
例如,银河系核心区域内的恒星密度极高,恒星之间的平均间距不足1光年,远小于太阳系周边约4光年的间距。据天文学家估计,在距离银心1秒差距的范围内,恒星密度约为10万颗/立方秒差距,即每3.26光年为边长的立方体空间中,平均有10万颗恒星。
如此密集的恒星分布,将造就远超满月亮度很多倍的明亮星空,甚至比地球上的白昼还亮得多。那里的恒星系统中如果存在行星,即使是行星的背阳面,也会被周围恒星的光充分照亮,不会陷入“黑夜”。不过,该区域辐射极强,引力相互作用十分剧烈,可能很难存在稳定的行星。
编辑:陈方
一审:李慧
二审:汤世明
三审:王超