星星為什麼會發亮？

第一個原因是星星會燃燒（核融合），這種會燃燒的星星叫作恆星。第二個原因是星星會反射光線，這種會反射光線的星星包括行星、衛星和其他小星體。

行星和衛星，有些有大氣層，有些沒有。但不論有沒有大氣層，都會反射光線。

雖然太陽系中大多數的行星和衛星，距離太陽都很遠，但是由於太陽的光實在太強了，遠處的行星仍然可以反射它的光芒。

地球上有大氣層保護，一方面反射或吸收掉大部分的陽光，使地面在受到照射的時候不致於太熱；另一方面又因為溫室效應和海洋的調節，使地球上沒有受到照射的時候，溫度不致太低。儘管有這樣的調節機制，我們仍然可以感覺到夏天和冬天的差異，也可以感覺到白天和晚上的差異。如果是在內陸，遠離了海洋，溫差就更大了。這些在在都顯示了太陽光的強大威力。

既然有太陽光的照射，為什麼在太空中，卻看到一片漆黑呢？這是因為太空中沒有可以反射陽光的物質。地球上，白天的天空一片光亮，是因為大氣和灰塵反射陽光而成的。如果沒有這些大氣分子和灰塵的反射，天空看來就是一片漆黑，只有直接注視太陽，才會看到太陽的光芒。

上圖是阿波羅十二號在月球上拍攝的照片。如果注意看太空人在月球上拍攝的照片，就會知道，這些照片都是黑白分明的，沒有灰階可言。因為月球上沒有大氣，也沒有塵埃，沒有反射，所以太陽照到的地方就很亮，太陽照不到的地方就很暗。

太陽光可以照射到月球，這是大家都理解而接受的。可是看上圖那張照片，月球的天空是黑的，只因為月球沒有大氣。所以，我們看到太空中的背景天空都很黑，不代表那個地方沒有陽光。

因為九大行星都是反射太陽光才會發亮，本身不會發光，所以這些星星和月亮一樣，背向太陽的一面都是暗的。但是，從地球上看其他行星，卻不一定有盈虧的現象，又是什麼原因呢？

下面第一張圖顯示的是地球和附近幾顆行星在三月十日當天的軌道位置。我們可以看到，水星 mercury 幾乎就在地球和太陽中間的一條直線上，所以下下圖顯示的星相 phase 就是接近全黑的，只有在右邊有一絲絲的亮光。也就是說，地球正在水星的背光面。這個時候，水星要在白天才會出現，所以我們理所當然的看不到它。

如果水星在太陽的另一面，那麼我們就在水星的向光面上，但是很不幸的，那個時候水星也是要在白天才會出現，所以實際上也是看不到的。只有水星在軌道的左右兩邊的時候，我們才會在清晨或傍晚看到它。

至於金星 venus，同樣是地球內側的行星，所以在視覺上的原理，和水星是一樣的。但是因為它的軌道比水星大些，所以我們可以看到它的時間比較長一點。下圖顯示地球、金星和太陽之間有一個 100 度的角度，所以下下圖顯示金星大約有三分之一的亮面。

再看火星。火星不一樣的地方是它的軌道在地球的外側，所以地球永遠在火星的向光面。只不過火星的軌道比地球軌道大不了太多，所以地球、火星和太陽之間常常有一個還算明顯的角度。例如下圖顯示的，近 40 度的樣子。所以下下圖顯示的，火星就有大約四分之一的陰影。

最後一個問題，為什麼行星出現的時候，總是一顆亮亮的星星，看不到像月亮一樣的圓缺呢？其實不是看不到，只是距離太遠，看起來就變成了只是一個亮點。如果有個天文望遠鏡，就可以看到行星上光影的變化了。看下下圖，這些行星，或多或少還是有些陰影的。

由於行星距地球有時近、有時遠，它本身又有盈虧的變化，所以它的亮度和大小是會變化的，這也是為什麼有時候火星會特別紅亮而引人注意的原因。

伽利略就是因為透過望遠鏡，看到了金星的盈虧和大小的變化，才確定了金星是繞著太陽旋轉，而且比地球更靠近太陽，為哥白尼的行星繞日說，提出了有力的證據。

下圖和下下圖，都是出自 NASA JPL 網站的模擬圖。

下下圖中，每個行星右下角都有三組數據：最上面一行是行星名，它下面的第一組數據是地球與該行星間的距離，單位是百萬公里 mil. km。

第二組數據是行星在天空中的視覺大小 arc，單位是弧秒。假設整個天球是 360 度，地平線以上的天空就是 180 度，每度 60 弧分，每分 60 弧秒，全天是 648,000 弧秒。一顆行星的視覺大小，通常都只有幾十個弧秒，甚至只有幾個弧秒，甚至不到一弧秒。

第三組數據是行星的相位 phase，也就是地球、該行星和太陽之間的夾角。我們可以看出來，水星的相位是 164.9 度，如果是 180 度，那麼地球、水星和太陽就是一直線了。

一顆行星離太陽越遠，地球、該行星和太陽之間的平均夾角就越小。所以外行星的相位（夾角）都很小，表示地球永遠在日照面的一邊。

下下圖中，木星的相位是 9.1 度，而天王星是 23.9 分，不到一度的三分之一。