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说起来你可能不信,我昨天盯着天花板发呆时突然想到一个问题,银河系到底算大还是算小?结果一查资料,把自己给整不会了

咱们老说银河系大得没边儿,光从这头跑到那头都得十万光年起步,小时候看科普书,说太阳系在银河系里也就是个不起眼的像素点,当时就觉得这已经大到人类脑子根本装不下的程度了,但你知道吗,宇宙这玩意儿就是专治各种不服,银河系在星系圈子里,个头其实挺一般的。

真正让我愣住的是一个叫IC 1101的家伙,这名字听着像某种工业零件编号,但它可是目前人类已知的最大星系之一,它的直径大约四百万光年,银河系往它旁边一站,差不多像个篮球搁在摩天轮底下,更绝的是,它所在的Abell 2029星系团,那地方星系扎堆,热闹得很。

星系 直径(光年) 恒星数量(估算)
银河系 约10万 1000亿-4000亿
IC 1101 约400万 约100万亿

你看这差距,光恒星数量就差了可能上千倍,IC 1101所在的室女座方向,离咱们差不多十亿光年远,也就是说,我们现在看到它的光,是它十亿年前的样子,那会儿地球上连多细胞生物都还没影儿呢。

说起来你可能不信,我昨天盯着天花板发呆时突然想到一个问题,银河系到底算大还是算小?结果一查资料,把自己给整不会了。

但事情到这儿还没完,后来我又翻到一些资料,发现如果算上暗物质晕这种看不见摸不着但确实存在的东西,银河系的“势力范围”其实能扩展到将近两百万光年,这还没算上那些在星系周围飘来荡去的恒星流和气体云,而IC 1101这种巨无霸呢,因为坐拥星系团的中心位置,它那巨大的引力场周围也裹挟着大片的物质晕,实际影响范围远比你看到的发光部分要大得多。

怎么量出来的?

你可能跟我一样好奇——这隔着十亿光年的距离,天文学家又没带卷尺去,怎么就知道它多大?这就得说到几个很巧妙的办法,一个是看它的表面亮度分布,简单说就是测定星系的光渐渐暗到和夜空背景分不出来的那个边界,这被叫做霍姆伯格半径,另一个更实在的方法是观察它周围球状星团的运动,这些东西像是星系引力场里拴着的小风筝,它们的分布范围能告诉我们星系真正的引力控制区有多大。

不过这里头有个挺微妙的点,就跟你量身高时穿不穿鞋结果不一样是一个道理,测星系大小用不同标准得出的数能差好多,像有一个叫阿尔辛-波江座超星系团(Alc-CMa supervoid)相关研究里提到的,宇宙大尺度结构对局部的测量也会产生影响,所以严格来说,IC 1101的“半光半径”和它暗弱外晕边界给出的数是两码事,但不管用哪种量法,它都比银河系大一个数量级以上。

说起来你可能不信,我昨天盯着天花板发呆时突然想到一个问题,银河系到底算大还是算小?结果一查资料,把自己给整不会了。

另一个狠角色是赫拉克勒斯-北冕座长城,不过它更准确来说是个巨大的星系纤维结构,不算单个星系,真正在单星系层面跟IC 1101掰手腕的,还有马卡良 348(Markarian 348)这类同样庞大到离谱的椭圆星系,它们普遍待在星系团的核心区,靠着疯狂吞并周围的矮星系才长成这副巨无霸的模样。

半人马座A的周边战利品

说起来,咱们银河系的邻居那边其实也有个挺有意思的情况,就是那个半人马座A(NGC 5128),它本身没大到夸张的地步,但在它的外围,天文学家发现了一系列矮卫星星系排布得特别规整,像是被某种暗物质结构给驯服了一样,这让我想到,我们平时说一个星系“大”,也许不光是看它自己有多胖,还得看它用引力编织出的那张网铺得有多远。

其实查这些东西的时候我一直在想,这种动不动就“比银河系大一倍”“比银河系大二十倍”的描述,对我们普通人来说其实挺抽象的,毕竟咱们开车从北京到上海一千多公里都觉得累得够呛,你让我想象一万光年还是四百万光年,说实话脑子基本处于宕机状态,但这恰恰是宇宙最迷人的地方——它永远有办法让你在某个深夜,突然意识到自己的那点烦恼,放进去连个小数点都算不上。

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