行星和恒星的大小比较

太阳系的行星与宇宙中的恒星在尺度上有什么不同？

宇宙中的大小尺度以惊人的数量级变化。在太阳系中，木星是最大的行星，其直径约为地球的 11倍。太阳的直径是地球的 109倍，其体积可容纳 1,305,620个地球。但与巨型恒星相比，我们的太阳是一颗矮星：参宿四（红超巨星）的直径约为太阳的 1300倍，即地球的 141,863倍。斯特藩-玻尔兹曼定律 (L = 4πσR²T⁴) 使我们能够根据恒星的亮度和温度计算其半径。

类地行星的大小比较

我们的宇宙确实广阔而空旷，然而，从微小的尘埃颗粒到最大的恒星，一些物质颗粒点缀着这片宇宙虚空。在太阳系的小行星和最大的恒星之间，大小差异巨大；例如，参宿四恒星的直径是地球直径的141,863倍。本页通过图像展示了一些行星之间以及恒星之间的大小比较。在太阳系中，太阳捕获了原始星云尘埃和气体总质量的99.86%。

木星是太阳系最大的行星，捕获了剩余部分的71%。其他行星则瓜分了这一引力演化的残余，即总质量的0.038%。 4颗类地行星仅占太阳系行星总质量的 ≈ 11 %。

某些天体与地球的大小比较

根据2006年8月的新定义，矮行星是绕太阳运行的天体，其质量足以使其自身引力克服固体刚体力，达到流体静力平衡（接近球形），并且不是卫星，但未能清空其轨道附近区域。

太阳系行星的直径比较

该图以地球为参照（直径 = 1），展示了太阳系八大行星的相对直径。

恒星与太阳的直径比较

该图以太阳为参照（直径 = 1），展示了太阳、天狼星、北河三、大角星、毕宿五、参宿七、心宿二和参宿四的相对直径。天文学家能够轻松计算恒星的半径，要归功于 斯特藩-玻尔兹曼定律。参宿四的直径约为太阳的1300倍。

注:
1879年，奥地利物理学家 约瑟夫·斯特藩 (1835-1893) 发现，物体发出的总能量与其绝对温度的4次方成正比。凭借 斯特藩-玻尔兹曼定律，天文学家可以计算恒星的半径。恒星的亮度公式为：\( L = 4\pi \sigma R^2 T^4 \)。 (L = 亮度，σ = 斯特藩-玻尔兹曼常数，R = 恒星半径，T = 温度)。

行星和恒星的相对大小

与某些恒星相比，我们的太阳确实非常小，而我们的行星与宇宙中的蓝巨星和红巨星相比，只是尘埃而已。

地球与太阳的大小比较

与太阳相比，地球非常小。太阳的体积可以容纳1,305,620个地球。地球的平均直径约为12,742公里，太阳的平均直径约为1,392,684公里（约大109倍）。此图显示了地球/太阳的大小比例，假设地球处于同一平面，非常靠近太阳。

冥王星和卡戎与地球和月球的大小比较

新视野号探测器（2015年7月）获得的冥王星和卡戎的新测量数据和图像，使我们能够制作此对比拼图。

常见问题：关于行星和恒星的大小比较

太阳系中最大的行星是哪个？它与其他行星相比如何？

木星是太阳系中最大的行星。它的直径约为地球的 11倍，其质量占（除太阳外）行星总质量的71%。其次是土星（直径约为地球的9.5倍），然后是天王星（约4倍）和海王星（约3.9倍）。类地行星（地球、金星、火星、水星）要小得多：金星直径与地球相似（约95%），火星约为地球的一半，水星是行星中最小的（约为地球直径的38%）。

天文学家如何测量恒星的大小？

恒星的大小通常不是直接测量的（除了最近的恒星通过干涉测量法）。它是使用 斯特藩-玻尔兹曼定律 计算的：L = 4πσR²T⁴，其中 L 是恒星的亮度，σ 是斯特藩-玻尔兹曼常数，R 是恒星的半径，T 是其表面温度。通过测量亮度（发出的能量）和 表面温度（通过其光谱），可以推导出恒星的半径。该定律表明，亮度与表面积 (R²) 和温度的4次方成正比。

为什么恒星可以比行星大那么多？

恒星是由 核聚变压力（向外）和引力（向内）之间的平衡 维持的巨大气体球。它们的大小取决于其质量、演化阶段和辐射压力。 红巨星（如参宿四）处于其生命的后期阶段，在耗尽了核心的氢之后，它们已经极大地膨胀。 褐矮星 和 气态巨行星（木星）处于中间区域，但行星和恒星之间的界限由 核聚变 定义：恒星是将氢融合成氦（或曾经融合过）的天体。低于大约13倍木星质量，核聚变是不可能发生的。