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北斗七星在银河系么?聊聊我们最熟悉的勺子到底在哪

北斗七星在银河系么?聊聊我们最熟悉的“勺子”到底在哪

晚上出门倒垃圾,一抬头,北边的天上稳稳挂着那七颗星,小时候我奶奶管它叫“勺子星”,说走夜路看见它心里踏实,后来有朋友问我一个奇怪的问题——北斗七星到底在不在银河系里?我第一反应是:这不废话么,当然在,可回头一想,这问题背后其实藏着很多人对银河、对星空的一种很自然的困惑。

咱们今晚就花点时间,把这事儿彻底聊透,别担心什么天文术语,就当是坐在院子里,一边喝茶一边听我说。

直接先说答案:当然在,而且很近

北斗七星全都在银河系里,不光是它们,你肉眼能看到的每一颗单独的星星,全部、无一例外都在银河系之内,这事儿就好像问“太行山在中国境内么”一样,答案是明摆着的,但为什么会有那么多人疑惑呢?因为夏天的晚上,我们常常能看到一条淡淡的发光的“天河”横跨天空,而北斗七星的位置好像总是在那条河的外边,于是大家就想了——这是不是意味着北斗七星不属于银河?

这就涉及到视角的问题了,那条明亮的“天河”,其实是银河系的盘面,太阳系本身处在这个大盘子的靠内侧边缘,你晚上看到的银河光带,就相当于你坐在一个巨大的圆盘内部、往盘子的中心方向看过去的景象——无数的恒星和星云密集地挤在一个方向上,形成一条光带,而北斗七星所在的方向,我们不是往盘面里面看,而是往盘的“上面”或者“下面”看,星的数量相对稀疏,所以看起来背景是黑的,没有那条显眼的银河,但这绝对不意味着它们不在银河系里。

北斗七星在银河系么?聊聊我们最熟悉的勺子到底在哪

北斗七星到底离我们多远?

这七颗星如果只是一串平面上的亮点,那也没什么稀奇,真正让人着迷的是,它们是离咱们最近的一个“星协”的成员,天文学家管它们叫大熊座移动星群,啥叫移动星群?就是一群原本形成于同一个星云里的恒星,虽然现在散开了,但还在大致沿着相似的轨道在银河系里运动,换句话说,它们就像是一家人,只不过现在不住一起了。

我们来看看这七姐妹(其实北斗七星里有一颗不是这个家族的,这个后面说)大概的距离数据——没错,就是得拿数字说话,但这些数字会让人觉得宇宙真有意思:

星名 距离(光年) 大致年龄 是否属移动星群
天枢(北斗一) 约 79 约 2.8 亿年
天璇(北斗二) 约 79 约 2.8 亿年
天玑(北斗三) 约 83 约 2.8 亿年
天权(北斗四) 约 80 约 2.8 亿年
玉衡(北斗五) 约 81 约 2.8 亿年
开阳(北斗六) 约 83 约 2.8 亿年 是(著名的开阳双星系统)
摇光(北斗七) 约 104 更年轻,约 1 千万年 不是!它是个“路人”

你看,天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳这六颗,距离都差不多在80光年上下,而最尾巴那颗摇光,一下子蹿到一百多光年外,而且年龄和运动方向都跟那六个对不上,它其实更像是一个恰好走到这个勺柄位置的“过客”,不过因为离得远,我们也看不出来它在干啥,肉眼看起来依然是一把完整的勺子。

怎么“感受”它们在银河里的位置?用身边的东西打个比方

我试过一个办法说服我那朋友,你找个大盘子,直径等于你伸开双臂那么宽,这就是银河系,那太阳在哪儿呢?大概离盘子中心三分之二的位置,也就是离你胸口往外伸两个拳头的距离,北斗七星这七个点,全都在离太阳一个汗毛尖不到的距离上。

银河系盘面的直径大约有10万光年,甚至更厚实的新研究说是18万光年也可能,而北斗七星距离我们才80到100光年,这意味着什么呢?如果整个银河系是一个足球场,那北斗七星和太阳之间的距离,就相当于一步之遥,它们不仅是银河系的住户,还是太阳的“近邻”。

离得近还有一个好处——它们特别亮,除了天权稍暗一点,其他几颗在光污染不大的城市都能看见,冬夜晴空时,你看北斗,会明显感觉它的形状比很多星座都好认,正因它们是近邻,才在古代就成了几乎所有北方文明的导航核心,从中国的司南想象,到欧洲的大熊座传说,都围着这几颗星转。

北斗七星在银河系么?聊聊我们最熟悉的勺子到底在哪

稍微深挖一下:它们是怎么从银河系里生出来的?

大熊座移动星群这回事儿,是被一个叫理查德·普罗克特的天文学家在19世纪发现的,他注意到,除了摇光和天权偏了点,其余几颗星都在往同一个方向、以相近的速度移动,这格局绝对不是巧合,唯一的解释就是它们曾经来自同一团巨大的分子云。

这个过程大致上是这样:

  • 早期的星云阶段:大概3亿年前,银河系旋臂某处的一大团冷氢和尘埃开始坍缩。
  • 恒星批量诞生:不是一颗一颗地生,而是一批一批,我们现在看到的这五六颗星,就是当初那批的“兄弟姐妹”。
  • 星团瓦解:诞生之初它们应该很紧密,但是随着在银河里旋转运行,潮汐力、附近恒星的引力扰动,慢慢就把这个家拉扯散了,变成了现在离我们80光年外、散布在天空中几十光年范围内的松散群。

这里有个很生活化的点能帮助理解,你煮饺子的时候,刚出锅的几个粘在一起特别紧,过一会儿皮干了,就各自散开但仍在一个盘子里,这些星也一样,刚开始是紧密的疏散星团,几亿年过去,就成了松松垮垮的“移动星群”,不过人家没有走远,都还在银河系这个大盘子里,只是各奔东西。

那我们看到的银河又是什么?

当你在夏夜看见那条朦胧的光带时,其实是在看银河系盘面的“纵深感”,太阳并不在银河的正中央,而是稍微偏北(或者说偏上)的位置,因此从我们所在的方向看,银河中心方向星多光浓,而北斗在高银纬方向,就落在光带的外面,天文上有个概念叫银纬,就像地球有赤道和两极,银河系也有自己的坐标系统,北斗七星的银纬普遍在+40度到+60度之间,相当于从地球赤道往北走到哈尔滨的位置,当然就远离了银河的“赤道线”。

所以很多人直觉上以为“北斗在天河之外”,这个错觉实在太正常了,人类用眼睛直接看天,是分不清深度的,我们感觉它们像是挂在一个弧形天幕上的贴纸,实际上凑近了看,天璇在我俩跟前70光年,摇光还在更远的104光年处,它们根本就不在一个平面上。

还有两个让这问题更有趣的细节

第一,北斗七星中的开阳星旁边有个小小的辅星,古代征兵时用来看视力,这是最早被望远镜分解的双星系统之一,实际上开阳本身还是一个四合星系统,而我们看到的这个双星,肉眼勉强能分辨辅星,其实它也是移动星群的成员之一,距离和开阳一致,也约83光年,开阳和辅就在银河系里相隔不到一光年,像是一对真兄弟。

第二,北斗的形状在未来会慢慢变掉,这些星一直在运动,再过十万年,勺柄会明显弯折,勺子也会张得更开,因为它们作为银河系的居住者,每时每刻都在以每秒十几公里的速度绕着银心旋转,只不过人的寿命太短,看不到这缓慢的变化。

所以回到那个问题,答案其实比想象中更实在

北斗七星在银河系么?在,而且它们是离太阳最近的恒星邻居之一,恰好排列成了我们最熟悉的图案,这个问题的趣味不在于回答是或否,而在于它让人开始注意到我们所处的宏大结构,太阳带着整个太阳系,携着这些肉眼能见的近邻们,每一秒都在银河中飞行,我们在银河系内部抬头看,看到的也只是自家后院的几盏近灯,远处那条明亮的光带才是真正的闹市街区。

下次再有人问你“北斗七星在银河系里吗”,你可以笑笑说,“当然在,而且它们是咱家隔壁几个邻居”,顺手把这勺子指给他看,告诉他摇光是个混进来的路人,其他六个全是一块儿长大的——这样的天空,是不是一下子就有故事多了。

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