恒星和行星是发光的天体吗（只有恒星才能发光吗）

在普通人的印象中，只有恒星才会发光，行星和卫星这种天体是不会发光的。

从严格的意义上来说，这样的论断是不严谨的。只有恒星才能发光必须有个限定条件，那就是恒星能持续发出的电磁波波长可以延伸到纳米级别。

我们知道恒星这样的天体，其主要成分是氢，剩下的基本上是氦。大部分恒星的氢元素占比超过90%。

由于恒星质量十分巨大，其内部的引力也十分强劲，导致恒星中的氢元素在引力的作用下全部朝向核心地带坍塌。

氢原子由一个质子和一个电子构成。一般情况下，氢原子们不能靠得太近，这是由于核外电子之间存在电磁力导致的。

由于恒星内部的氢元素受到强大引力的撕扯。

在引力的加持下，氢原子的核外电子之间的电磁力很容易被击穿，导致氢原子核聚合在一起形成氦原子，这就是聚变的过程。

由于原子的聚变会亏损质量，这些亏损的质量会以质能方程E=mc方的形式释放出来。

巨大的能量常常以高频率光子释放出来，比如伽马射线，x射线等。

高能量光子意味着频率高，波长短。所以恒星聚变释放的电磁波波长一般在0.01nm到1000nm之间。

而可见光波长在380nm到780nm之间。

所以恒星聚变释放的部分电磁波进入到人眼就是视觉体验。这也是恒星发光的原因。

事实上，任何温度在绝对零度以上的物体都会辐射电磁波。温度越高，辐射的电磁波能量越大，频率越高，波长越短。

而宇宙中不存在绝对零度的物体，所有物体的温度都在绝对零度以上，所以物体都会发出电磁波。

所以像地球这样的行星和月球那样的卫星必然也是可以辐射电磁波的。

在物理学上，光就是电磁波，电磁波和光不做区分。

写到这里，可能会有人觉得这是在诡辩，因为人体也可以辐射电磁波，难道人体也是发光的吗？

事实上，人体也是发光的，只不过这些光都是频率极低，波长极长的红外光。

我们只能用红外线探测器在夜间才能看见人体发出的光。

行星和卫星的质量远超人体，发出的电磁波的数量十分庞大。况且地球表面还有大气层，其重要成分是氮气和氧气，这些大气成分也会辐射巨量的电磁波。

现在的问题是，如果没有太阳，仅凭地球到底能不能发光？

事实上，物体发光的方式并不是只有核聚变一种。

我刚才讲了，发光的本质就是物体辐射出波长在380nm到780nm的电磁波。

物体的温度越高，辐射的电磁波的波长就越短。

我们用冥王星举例，冥王星是距离太阳最遥远的矮行星之一，其表面温度低至零下229℃。

所以我们可以推测一下，地球如果没有太阳光的照射，仅靠地球自身的地核维持地球的热量，地球整体温度可能会低至零下243℃。

这一温度辐射出的电磁波基本上在0.1mm的量级上，相当于10万纳米的波长。其波长比400nm的可见光高出整整三个数量级。

物体要辐射出400nm的波长，其温度至少要达到5000k，相当于4726℃。

也就是说，一个物体要想仅靠自身发出可见光，其温度不得低于4726℃。

所以只要地球表面存在超过这一温度的地方就可以发出可见光。

而地球表面最高温度的物体是岩浆，温度高达1300℃。温度不足以达到4723℃，难道就不能发光了吗？

事实并非如此，这个道理就和火焰一样。一般火焰的温度只有几百摄氏度。但依旧可以发出可见光。

为什么火焰温度没有达到4723℃，也能发光？

这就牵扯到受激辐射了。我们刚才讲的温度达到4723℃才能发光指的是热辐射，热辐射本质就是自发辐射。

自发辐射简单来说，就是核外电子处于不同能级，处于基态能级的电子可以自发跃迁到激发态并且释放光子。

物体温度越高，激发态释放的光子频率就越高，波长就越短。

所以在热辐射中，只有温度超过某一临界值才能发出400nm波长段的光子。

事实上还有一种辐射依旧可以释放光子，这就是受激辐射。

受激辐射简单来说，就是核外电子在外界能量的摄入下，吸收能量后直接从基态跃迁到激发态释放光子。

这是一种可以不依靠自身热辐射也可以释放高频率光子的现象。

受激辐射一般释放的光子频率极高，波长极短。

我们用到的所有电子屏幕，手电筒以及电灯的发光机制就是受激辐射。它们的温度远远没有达到4000多摄氏度，但依旧可以发光。这正是拜受激辐射所赐。

而火焰就是典型的受激辐射。

地球表面有很多受激辐射的案例，比如萤火虫，地光等。地球表面的物体有时候会在地壳运动，风力等外力的作用下相互挤压，原子在挤压下可能就会吸收能量，并且以受激辐射的形式发出可见光。

所以从受激辐射的角度来讲，地球也是可以发光的，但这种光极其短暂又微弱，且不稳定，所以不会被认为是发光体。

严格来说，恒星是持续且稳定发出可见光的天体，行星和卫星是持续发出红外光，偶尔可能会发出微弱可见光的天体。

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