摊开银河系的侧面照,我们其实住在一张薄饼里
有个事特好玩——你抬头看夜空,那条横贯天际的银河,璀璨得像一条流淌的钻石河流,但你要是真飞出去,从侧面打量我们整个银河系,你会愣一下:它压根儿不是我们想象中那种圆滚滚的大球,而是一张极薄的“飞碟状”薄饼,我第一次看到银河系结构图简图侧视图的时候,脑子里蹦出来的第一个念头是:哎,这不就是小时候玩的那种发光飞盘吗?只是这个飞盘,直径大约有10万到18万光年,而我们整个太阳系,就窝在盘面上一个不起眼的角落里。
侧视图里藏着的三层“千层酥”
你先在脑子里想象一下这个画面——你站在银河系外面,从这个大圆盘的侧面平视过去,这时候你看到的,就是一个中间鼓、两边薄的光弧,天文学家把这种侧面视角,也就是侧视图,拆成了三个最关键的组成部分,别怕术语,我用生活的比方给你聊。
第一层:银河薄盘——恒星们的“大通铺”
这就是你看到的那条最亮的“刀刃”部分,从侧面看,它薄得惊人——厚度大概只有1000光年左右,你把10万光年的直径和1000光年的厚度放在一起比,就相当于一张直径一米的大煎饼,厚度却只有一毫米,我们熟悉的旋臂、正在爆诞生的新恒星、以及那些发蓝光的大质量年轻恒星,几乎全挤在这个薄盘里,侧视图上,它就是一道锋利的光弧,中间夹杂着大量尘埃带,有时看着像被刀片切开了一道暗缝,尘埃太多,所以从侧面看,银河系的中央区域其实是被遮挡住的,我们在地球上拿光学望远镜根本看不透。
第二层:厚盘——少数派的“双层铺”
在薄盘外面稍微延展出去一点点,有一个叫厚盘的结构,侧视图里它不明显,光度也比薄盘暗很多,这里的恒星年纪偏大,像是在薄盘大通铺里住腻了,搬到了稍微宽敞些的阁楼里,厚盘厚度大概几千光年,星族的运动轨迹也更散漫一些,说实话,哪怕在天文学界,厚盘和薄盘之间的界限也还是有人在争论,但这结构在侧视简图上确实是被单独标出来的。
第三层:核球——中间那个鼓包
如果说薄盘是煎饼,那银河系的正中心就是一个鼓起来的荷包蛋蛋黄,这个结构叫核球,从侧视简图上看,它就居中最亮、最鼓的那一块,长短轴比像个压扁的橄榄球,核球里的恒星密集到让人头皮发麻,而且大多数是老得发红的恒星,后来天文学家又发现,这个“蛋黄”里头其实还嵌着一根棒状结构,像个花生壳似的,这在某些侧视的截面图里看得特别清楚,算起来,我们离这个核球大约2.7万光年,太阳公公就带着我们,在薄盘上绕圈圈飞。
暗物质晕:看不见的“透明玻璃罩”
你要是以为自己搞懂了银河系,光看刚才那三层可不够,侧视简图上往往还会用一个虚线圈画出一大团近乎球形的东西,直径可能延展到几十万光年,这就是传说中的暗物质晕,肉眼看不见,但引力效应明明白白告诉我们它就在那里,没有这团晕的引力“握持”,银河系薄盘早就在旋转中散架了,这玩意儿,好比给那张薄饼扣上了一个巨大的透明玻璃罩,看不见,但它是真正的骨架。
太阳家在哪?侧视图上的一个小黄点
看银河系侧视简图,我最喜欢找一个小标记——那就是太阳系的位置,你会在薄盘那颗亮线上,距离中心大约一半多的地方,找到一个小亮点,旁边标注着“Sun”,我们现在就住在这儿,从侧视图看,太阳并不在正中间那条最亮的光带上,而是稍微偏移在盘面中线的上方一点点,大概在北银极方向偏移,这就意味着,夏夜里我们往银心方向看,银河显得格外灿烂;冬夜里我们背向银心看,星星就稀疏得多,这感觉,就像住在巷子里,有的窗户对着闹市,有的窗户对着远山。
| 结构组件 | 形态(侧视观感) | 大致尺度 | 主要成分 |
| 薄盘 | 极薄光刃,含尘埃带 | 直径10~18万光年;厚约1000光年 | 年轻恒星、气体、尘埃 |
| 厚盘 | 较暗延展层 | 厚约几千光年 | 年老恒星 |
| 核球 | 中央亮鼓包,压扁状 | 直径约1万光年 | 密集老年恒星、可能有棒 |
| 暗物质晕 | 虚线圈外球状 | 直径可达几十万光年 | 暗物质 |
有时候我闲下来,会把手机横过来,随便翻翻网上那种简化过的“银河系结构图简图侧视图”,然后把手掌压得很薄,比划一下我们生活的厚度,那种感觉挺奇妙的——康德曾经在《自然通史和天体理论》里第一次提出“岛宇宙”的模型,那时候人们连银河的尺度都估不准,而如今我们连暗物质晕的轮廓都开始模拟了,不过说句实话,即便到了今天,尘埃遮挡还是让我们看不清银河远方的一些区域,侧视图上的很多细节,其实是用射电和红外巡天一点点拼凑出来的。
这事还没完,最近盖亚卫星的数据一出来,天文学家突然又觉得银河系的盘面好像有点“翘曲”,像个在风里微微扇动的大软盘,说不定过两年,我们再看到的银河系侧视简图,就不是这么规整的一张薄饼了,而是带着一点S形的弧度,谁知道呢,我们对自己这个家的了解,其实才刚刚开始。