银河快报

晚上盯星星时突然想到,银河系到底长什么样?

昨晚在阳台晾衣服,抬头看见一条淡淡的光带横跨天际,那一刻突然觉得,我们住在这个巨大的星系里,却很少认真想过它的结构到底是什么,就像住在房子里却不知道有几间屋子,这事儿想想还挺有意思的。

琢磨了一下,银河系大致可以分成四个主要部分,是天文学家们根据几十年的观测数据,把我们这个棒旋星系的“户型图”给画了出来。

晚上盯星星时突然想到,银河系到底长什么样?

银核:银河系最热闹的“市中心”

银核,也叫核球,位于银河系正中心,你可以把它想象成一个被压得稍微有点扁的、由无数恒星组成的巨大光球,这里的恒星密度高得离谱——想象一下,如果太阳系在银核里,我们晚上看到的夜空会亮到可以看书,因为周围挤满了比太阳亮几万倍的恒星。

更有意思的是,银核正中心藏着一个超大质量黑洞,天文学家管它叫人马座A*,它的质量大约是太阳的400多万倍,别担心,它离我们有两万七千光年远,安安稳稳地控制着整个星系的旋转,平时我们用肉眼看到的银河最亮最宽的那块,其实就是在朝着银核方向看。

银盘:我们住着的“郊区环线”

银盘是银河系最显眼的部分,一个直径大约10万光年的扁平旋转结构,如果把银河系比作一个荷包蛋,银盘就是蛋白部分,而我们的太阳系正位于蛋黄(银核)到边缘大约三分之二的位置,一条叫猎户臂的旋臂内侧。

银盘里集中了银河系大部分的气体和尘埃,是恒星诞生的“大工厂”,那些标志性的旋臂,其实不是固定的实体结构,更像是密度波——恒星和气体云在绕银心旋转的过程中,在旋臂区域聚集、被压缩,然后点亮新的恒星,就像高速公路上车流偶尔会莫名其妙堵在一起,旋臂里也在“堵”恒星。

银晕:包裹着整个银河的“老城区”

银盘上下方,包裹着一个近乎球形的区域,这就是银晕,它不像银盘那样星光灿烂,主要由年老的恒星和球状星团构成,这些球状星团特别有意思,每个里面挤着几万到几百万颗恒星,而且它们的年龄普遍都超过100亿岁——差不多是宇宙年龄的三分之二。

把这些球状星团的分布绘出来,天文学家才发现原来银河系的规模远不止看得见的银盘,银晕里的恒星非常稀疏,但范围极大,直径可能超过30万光年,你单看某一块区域可能感觉空荡荡的,但从整体看,它像一层温柔的星光薄雾笼罩着下面热闹的银盘。

暗物质晕:看不见的“受力骨架”

这部分最让人挠头,天文学家在测量银河系外围恒星的旋转速度时,发现了一个大问题——按照我们能看到的物质总量来计算,外围恒星应该被甩出去才对,但它们偏偏转得好好的。

唯一的解释是,在银晕之外还存在一个更巨大的、我们完全看不见的物质结构,即暗物质晕,我们不知道暗物质到底是什么粒子,但它的引力效应确确实实存在,这个晕的直径可能达到100万光年以上,总质量是银河系可见物质的十倍左右,换句话说,我们一直盯着的那些星光灿烂的恒星和星云,不过是浮在巨大暗物质海洋上的几片亮叶子而已。

晚上盯星星时突然想到,银河系到底长什么样?

这四个部分组合起来,才构成我们完整的银河系,从市中心的大黑洞,到我们住着的郊区旋臂,再到包裹在外面的古老星晕和巨大暗物质骨架——这大概就是目前人类对我们这个星系家园最完整的认知了。

有意思的是,就在几十年前,我们还不确定银河系到底有几条旋臂,也不知道中心藏着黑洞,现在这些知识已经写进了教科书,说不定再过些年,暗物质晕的真实面目会被某个正在写作业的中学生给想出来。

关键词: