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在冥王星的阳光灿烂的天空下：您需要戴太阳镜
尽管冥王星距离太阳约有六十亿公里之遥，但从那里看到的太阳景象将是令人目眩神迷的——但也需要谨慎观察，很可能还需要佩戴防护眼镜。照射到冥王星上的阳光揭示了这颗矮行星稀薄、分层的雾霾状大气层，这是NASA的新视野号探测器在2015年7月近距离飞掠时捕捉到的景象。
想象一下，您是一位大胆的太空探险家，穿越太阳系。从地球启程后，您的旅程最终将抵达冥王星的表面。抬头仰望，地球已是遥远的记忆，位于六十亿公里之外的向阳方向，在距离中变得模糊不清。太阳也难以在无数繁星中辨认出来，这在科幻故事中是常见的描绘。然而，这个流行的场景，虽然富有想象力，但却存在根本性的不准确。
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太阳本质上与银河系中数十亿颗其他恒星并无太大区别。对我们地球而言，它的重要性主要源于其近距离。我们的行星以平均1.5亿公里的距离绕太阳运行。这个相对较近的距离使得太阳成为我们天空中压倒一切的最亮物体。即使是短暂地瞥一眼它的强烈辐射，也会导致眼睛不适，甚至可能损伤视网膜。
那么，从冥王星的角度来看又如何呢？作为一个遥远得多的冰冷世界，人们可能会期望太阳看起来更暗淡。问题是，到底有多暗淡？幸运的是，我们可以利用基本的物理学原理来计算。像所有恒星一样，太阳向四面八方均匀地辐射光线。因此，任何位于距离太阳相同距离的观察者都会以相同的亮度感知它。这个固定的距离有效地定义了一个球形表面。
现在，考虑一个距离太阳两倍远处的观察者。我们的恒星发出的光现在扩散到更大的球形表面积上。这种扩散不可避免地会降低光的强度。回忆一下基本几何知识，球体的表面积与其半径的平方成正比。因此，一个距离太阳比地球远两倍的人，会看到相同数量的光分布在四倍大的区域上，这使得太阳看起来只有四分之一的亮度。距离增加三倍，太阳的亮度将只有九分之一。这种关系被称为平方反比定律，它极大地简化了有关可见亮度的天文计算。
冥王星绕太阳运行的平均距离比地球大约大40倍。根据平方反比定律，从冥王星看到的太阳的可见亮度将减少40的平方（40 x 40）倍，与从地球看到的相比，光线强度将降低1600倍。这是一个显著的减少，但实际上它有多暗呢？在地球上，太阳比满月亮大约40万倍。即使经过1600倍的衰减，从冥王星看到的太阳仍然比我们的满月亮约250倍。为了更好地理解这一点，满月提供了足够的光线供阅读。因此，即使从冥王星寒冷的距离来看，太阳也会提供相当可观的光照，相当于地球上的暮光条件。
它无疑会比地球上看到的任何夜空中的星星都要明亮得多。为了理解这一点，请考虑其他恒星的巨大距离。半人马座阿尔法星，一个附近的三角星系统，距离超过40万亿公里——比冥王星远6000多倍。然而，它最亮的组成部分仍然是我们天空中最明亮的“恒星”之一。这说明，要将我们的太阳减弱到典型遥远恒星的水平，您需要比冥王星远得多。
同样重要的是要注意，冥王星的轨道并非完全圆形，而是椭圆形的。它与太阳的距离差异很大，在最近点（近日点）约为地球距离的30倍，在最远点（远日点）约为50倍。在最远点，太阳的亮度将减弱到地球上强度的1/2500——仍然足够明亮以供可见。在最近点，亮度将是1/900，仍然比满月亮400多倍，并且会如此耀眼以至于您需要眯起眼睛。即使在如此极端的距离，太阳镜也确实是必不可少的。
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此外，科幻的描绘在另一个方面也失败了：可分辨性。从冥王星看，我们的太阳不仅比其他恒星亮得多，而且还会显示为一个可辨认的圆盘，而不是一个简单的光点。在地球上，太阳圆盘的视角约为半度。一般人的视力可以分辨小至六十分之一度的物体。一个物体的视大小随距离线性减小；也就是说，当冥王星距离太阳比地球远30倍时，太阳的视直径将是地球上看到的尺寸的三十分之一。这仍然足够大——仅仅是勉强——可以将其视为一个圆盘，尽管很小，而不是一个点。在冥王星最远的轨道距离上，太阳看起来比从地球看到的尺寸小五十倍，可能会分辨为一个未解析的点。然而，在冥王星轨道周期的很大一部分时间内，太阳将呈现为一个极其明亮但微小的圆盘。这将是一个真正奇异的景象，太阳，虽然不如我们在天空中那么强烈，但仍然占据主导地位。
另外值得一提的是，冥王星确实拥有大气层，尽管它极其稀薄，密度约为地球海平面空气密度的十万分之一。这层稀薄的“面纱”不足以显著散射或漫射太阳光，确保了相对清晰但微弱的太阳景象。
