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我用一个漩字形容银河系,实在找不到更贴切的字了

昨晚在阳台晾衣服,抬头看了一眼天空,城市光害严重,只能看到零星几点亮光,但我脑子里想着的,是那个我们身在其中、永远无法从外面拍张全景照的庞大星系,如果只用一个字来概括它,我会选——

我用一个漩字形容银河系,实在找不到更贴切的字了

为什么是这个字?因为银河系最典型的特征就是它的旋涡结构,它是一个巨大的棒旋星系,几条壮丽的旋臂绕着中心核球旋转,像是宇宙尺度上一杯被搅动的咖啡,奶泡拉出了优美的弧线,而“漩”这个字,既有水波回旋的形象,又带着一种被卷入其中、身不由己的动态感,恰如我们这颗小小的地球正以每秒220公里的速度绕着银心飞奔,却浑然不觉。

但真要讲清楚银河系,光一个字肯定不够,我得花点工夫,用最直白的方法把它说明白,就像物理学家费曼说的:如果你不能简单地解释一件事,那就说明你还没真正理解它。

我们到底住在银河系的哪个位置

很多人以为银河系中心是明亮的,我们就住在最繁华的区域,实际上恰恰相反,我们住在一个相当“郊区”的地方,太阳系位于一条叫猎户臂的次级旋臂内侧,距离银河系中心大约2.6万光年,这个位置相当于从北京天安门往外走到五环外的通州,好处是什么?远离中心那些密集的恒星、强烈的辐射和到处乱飞的高能粒子,安静、安全,适合生命慢慢演化。

如果把银河系缩小成一个直径100公里的圆盘,太阳系大概就是中心往外30多公里处的一粒灰尘,而整个银河系里像太阳这样的恒星,有1000亿到4000亿颗,每次想到这个数字,我就觉得人类那些鸡毛蒜皮的烦恼实在是有点可爱。

“漩”字的科学底气:旋臂到底是什么

旋臂不是固定的实体结构,不能理解成像风扇叶片那样硬邦邦的东西,它更像一种密度波,就像高速公路上车辆的走走停停——车流密集的区域像旋臂,车流稀疏的地方像旋臂之间的空隙,但每辆车本身仍在向前移动,星际气体和尘埃云在绕银心运行时,进入密度波区域就会减速、堆积,挤压出新恒星,那些最亮、最蓝的年轻恒星点亮了旋臂的轮廓,形成我们看到的“漩”状图案。

银河系主要有四条明确的旋臂:

  • 矩尺臂
  • 英仙臂
  • 盾牌-半人马臂
  • 人马臂

太阳系所在的猎户臂算是它们之间的一个小分支,天文学家通过射电望远镜观测氢原子发出的21厘米谱线,才拼凑出这个结构,因为我们身在盘中,根本看不清全貌,所谓“不识庐山真面目,只缘身在此山中”在银河系这里体现得淋漓尽致。

“漩”不只是形状,更是动态的宿命

“漩”还有一个意思——被卷进去就出不来,银河系正是这样一个引力漩涡,整个星系的质量大约1.5万亿倍太阳质量,其中恒星、气体、尘埃这些看得见的东西只占一小部分,绝大部分是至今摸不清楚的暗物质,它们形成一个巨大的球形“晕”,包裹着整个银盘,提供了额外的引力,把物质牢牢抓住,维持着旋涡的形态。

我用一个漩字形容银河系,实在找不到更贴切的字了

银河系也不是一个扁平的盘子那么简单,如果从侧面看,它的中央部分有明显的凸起,像个荷包蛋的蛋黄,这就是核球,核球中心更深处,藏着一个400万倍太阳质量的超大质量黑洞——人马座A*,听起来很恐怖,但其实它在银河系整体结构中只占极小的质量比例,比起整个星系的大漩涡,它更像漩涡底部的一个小小塞子,安静,沉默,偶尔打几个饱嗝。

银河系的盘面其实是弯的,近年来的观测数据显示,在旋臂外缘,银盘呈现出类似S形的翘曲,往一个方向微微上翘,往另一个方向又稍稍下弯,有人开玩笑说,银河系长得像个压扁的墨西哥草帽,这事儿科学家还没完全搞清楚,可能与矮星系的引力拉扯有关,一个“漩”字里,有旋臂的转动、气体的流动、物质的沉降和抛射,整个系统在动,在演化,没有一刻真正静止过。

关于银河系,这几个数据值得列出来看看

有时候数字比文字更有冲击力,我整理了一小张表,把银河系的核心数据和对应的日常类比放在一起,方便感受一下:

直径约10万光年如果银河系是个脸盆,太阳系像一粒芝麻
恒星数量1000亿~4000亿颗全球沙滩上的沙粒总数差不多这个量级
中心黑洞质量约400万个太阳质量听着吓人,但只占星系总质量的0.0003%
太阳绕银心速度约220公里/秒一秒从北京到天津,就这么快
绕银心一圈需时约2.3亿年(一个宇宙年)上一次太阳在这个位置时,恐龙才刚刚出现

这些东西写出来,我自己再看一遍都觉得有些不真实,我们就生活在这样一个旋涡里,跟着它转,一圈又一圈,从恐龙灭绝转到现在,连银河系自己都才转了不过二十几圈。

这个“漩”里,有多少像我们一样的角落

问题肯定会冒出来:既然恒星这么多,行星更多,会不会也有别的生命在某个旋臂的角落里抬头看天?天文学家弗兰克·德雷克早在1961年就提出过一个估算公式,后来的人根据开普勒望远镜的数据推算,仅在银河系内,处于宜居带内的类地行星可能就有数亿颗,但我们至今没有收到任何确定的信号,这就是费米悖论说的——他们应该存在,可“他们”在哪儿呢?

也许“漩”这个字用在这里又多了一层意思:每一个文明可能都是一个短暂的漩涡,在宇宙的时间尺度上转瞬即逝,刚好旋起来,又悄然平息,就像你拿筷子搅一下汤,漩涡出现,然后消失。

那天晚上在阳台,我想的就是这些,衣服晾完了,银河还是看不见,但它就在那里,我们甚至可以说,此刻你读这些字的身体里,每一个碳原子、氧原子,都曾经在银河系的某个旋臂里飘荡过,在恒星内部锻造过,然后被超新星爆发抛洒出来,飘荡、聚集,最后成了你指甲尖上那一小片透明的角质。

所以那个“漩”,不仅仅是银河系的形状,它本来就是我们的来处。

我用一个漩字形容银河系,实在找不到更贴切的字了

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