银河系离太阳系到底有多远?这是个没问对的问题
前几天晚上带孩子在阳台看星星,她突然问我:“爸爸,银河系离我们有多远?”我愣了一下,然后笑了——这个问题,其实是个美丽的误会。
咱们得先掰扯清楚一件事:太阳系本身就在银河系里面,所以你要问“银河系离太阳系有多远”,就好比问“北京市离我家有多远”而你家就在北京二环内,这问题的答案应该是零。
但我猜,问这个问题的人真正想知道的,可能是下面这几种意思,这也是我琢磨了好一阵才想通的。
如果你问的是“我们离银河系中心有多远”
这才是大多数人真正想问的事情,太阳系并不在银河系的正中心,而是偏在一条叫猎户臂的旋臂上,位置还挺靠边的。
天文学家花了上百年时间反复观测校准,现在公认的数据是这样的:
| 测量项目 | 数据 |
| 到银心的距离 | 约 26,000 光年 |
| 换成公里数 | 约 245,000,000,000,000,000 公里 |
| 绕银心一圈的时间 | 约 2.3 亿年(一个“银河年”) |
26,000光年是什么概念呢?光一秒钟能绕地球七圈半,以这个速度飞,也要飞两万六千年才能从我们这儿抵达银河中心,我女儿听完说“那算了,太远了,不去”,挺务实的判断。
如果你问的是“我们离银河系边缘有多远”
这事儿更有意思,银河系长啥样咱们其实没法从外面拍一张照片,全靠待在内部一点一点测绘,根据这些年盖亚卫星和海量恒星巡天的数据,银河系的盘面直径大概在10万到18万光年之间,数字之所以浮动,是因为边缘太模糊了,恒星越来越稀疏,没有一个明确的“界碑”。
太阳系距离银河系中心约2.6万光年,银河系盘面半径怎么也有5万光年以上,所以从太阳到盘面最外沿,大概还得再往外走个两三万光年,也就是说我们既不在中心,也不在郊区边缘,差不多是“三环到四环”的位置。
如果你真的想问“银河系离我们有多远”
那答案确实不是零了——因为这时候你问的是其他星系,夜空中用肉眼能看到的“银河”,是银河系盘面横跨天穹的投影,我们站在盘面里往外看,它才像一条银色的河。
但银河系真正的“邻居”,比如仙女座星系,距离我们大约254万光年,它和我们所在的银河系是本星系群里最大的两个星系,而且正在以每秒约110公里的速度互相靠近,大概40亿年后会撞在一起,不过那时候地球还在不在另说,这事儿咱不操心。
补充一个容易搞混的点
平时说的“银河”“银河系”“太阳系”,三个词经常被搅在一起:
- 太阳系——我们家,包含太阳和八大行星,直径大约0.001光年
- 银河——夜空中看到的那条亮带,是银河系盘面的视觉效果
- 银河系——包含上千亿颗恒星的巨大星系,太阳系是其中一粒沙
了解了这个就知道,“银河系离太阳系有多远”这问题本身就得拆开来看,问得多的人,往往是把“银河”和“银河系”混成一个东西了。
那这些距离是怎么测出来的
我当年也很好奇,天文学家又没拿尺子,凭什么说26000光年?简单讲几种笨办法吧:
- 造父变星——一种亮度周期性变化的恒星,变光周期和真实亮度有明确关系,看到它多亮就能反推多远,这招用到银河系内部和邻近星系都很靠谱
- 甚长基线干涉测量——用分布在全球的射电望远镜组网,相当于架了一台地球大小的望远镜,直接去三角测量银河系中心附近天体的位置移动
- 盖亚卫星的恒星普查——欧洲航天局发射的盖亚卫星,迄今测了超过十亿颗恒星的位置和距离,一点点拼出了银河系的3D地图
这些方法互相印证,才把“26000光年”这个数字越定越准,说起来简单,干了一百多年。
写到这里,想起小时候夏天躺在老家屋顶上,看见横跨天际的那条雾蒙蒙的带子,大人说那是“天河”,后来读书才知道,那条“河”里每一点模糊的光,都是远方恒星的集合,我们住在河的一处臂弯里,往前看是银心,往后看是外盘,往上往下看则是星系盘外漆黑的晕,这种感觉很奇妙——不是“外面”在看银河,是我们就置身其中,满天星斗本来就是自家院子的墙。
所以呢,下次如果有人问你“银河系离太阳系有多远”,你可以先递杯水给他,然后慢慢说——答案是零,但你想知道的可能不是我俩的距离,而是我们离那个明亮的中心、或者离另一个完整的星系,到底有多远。