银河快报

抬头看银河时,它其实分了两大家子

小时候在农村,夏夜躺在竹席上,奶奶指着天上那条白茫茫的带子说那是天河,后来才知道,我们其实就住在天河里,更让我意外的是,天文学家把整个银河系分成了两个截然不同的部分,这事儿还真不是随便说说的。

抬头看银河时,它其实分了两大家子

从一盘意面说起

打个不太严谨的比方吧,想象你手里有盘意面,中间团着个大肉丸,周围一圈细面条绕着转,还有些稀稀拉拉的碎面条散落在更远的地方——这差不多就是我们银河系的样子。

现在把这盘意面放大到10万光年那么宽,你就得到了银河系,天文学家根据化学成分,把银河系的恒星分成了两个家族:星族I(Population I)星族II(Population II),注意,这里的“I”和“II”跟好坏先后没关系,纯粹是沃尔特·巴德在1944年为了区分两种恒星随手标的序号,结果用到现在。

两个星族,两个世界

这俩星族的区别,换个生活化的说法就清楚了:

星族I的恒星像含着金汤匙出生的富二代。它们含有的重元素(天文学上指比氢和氦重的所有元素)比例较高,因为它们的原材料里混着前辈恒星爆炸后抛出的金属残渣,太阳就是典型的星族I恒星,它含有大约2%的重元素,这些恒星偏爱住在银盘上,绕着银心规规矩矩地转,还经常扎堆出现在旋臂里,年轻的疏散星团、亮蓝色的O型和B型恒星,都是这个家族的成员。

星族II的恒星则像经历过饥荒年代的老人家。它们重元素含量极低,有些甚至只有太阳的万分之一,为啥这么“穷”?因为它们诞生于宇宙早期,那时候宇宙里几乎只有氢和氦,还没几代恒星爆炸来“施肥”,它们大多住在银晕或球状星团里,轨道乱七八糟——有些甚至在逆行,活像绕着银心疯狂打转的飞蛾,著名的武仙座球状星团M13里的恒星,就是典型的星族II成员。

特征 星族I 星族II
重元素含量 高(~2%) 低(~0.1%甚至更少)
年龄 年轻,大多<100亿年 年老,可达130亿年以上
分布区域 银盘、旋臂 银晕、球状星团
典型成员 太阳、疏散星团、亮蓝星 球状星团恒星、高速星

为什么知道这个对你有用

说实话,你不是天文学家的话,这个分类法不太会影响你明天早上的煎饼果子选择,但它解决了一个困扰了天文学家很久的问题:为啥银河系不同地方的恒星长得不一样?

1940年代,巴德在战争灯火管制下的洛杉矶,利用昏暗的天光拍到了仙女座星系内部,他发现星系盘和中心核球的恒星颜色不同——这就是星族概念的开端,后来这个框架帮我们理解了星系演化的时间线:先有星族II在暗物质晕里形成,气体逐渐沉降成盘,才开始大规模诞生星族I,换句话说,这俩星族就像考古地层,记录了银河系从一团原始气体变成今天这个旋涡星系的完整历史。

其实还有个不怎么提的“星族III”

理论上说,宇宙里应该存在过几乎全由氢和氦组成的星族III恒星,它们是宇宙的第一代恒星,重元素含量几乎为零,质量巨大,活得很短,然后以超新星的形式炸掉,播撒出第一批重元素,但到目前为止,我们还没找到任何一颗星族III恒星——它们可能早已死绝,只存在于宇宙婴儿期的短暂窗口里,詹姆斯·韦伯望远镜最近在遥远星系边缘发现了一些候选体,但这事儿还没拍板。

抬头看银河时,它其实分了两大家子

下次你抬头看银河,知道这些亮光里藏着两拨来历完全不同的恒星,有的像太阳一样从容地走在盘面上,有的却在银晕里以奇怪的角度乱窜——这画面想来还挺有意思的,巴德的分类法看着简单粗暴,但它碰巧揭示了银河系最核心的秘密:我们这片星系不是一夜之间长成这样的,它是一层层、一代代堆叠出来的。

抬头看银河时,它其实分了两大家子

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